一种改进的海洋环境腐蚀模拟试验装置的研制

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1、一种改进的海洋环境腐蚀模拟试验装置的研制Researchofanimprovedsimulationtestdeviceforcorrosioninmarineenvironment浙江海洋学院机电工程学院施勤龙，赵晓栋，周枫，谢亚胜，范细秋SchoolofElectromechanicalEngineering,ZhejiangOceanUniversityShiQinlong,ZhaoXiaodong,ZhouFeng,XieYasheng,FanXiqiu摘要：本文综述了一种改进的海洋环境腐蚀模拟试验装置的研制，并依据海洋实际环境结合计算机辅助制造设计技术对装置原动机的选

2、择、传动机构、水循环系统和试片架进行了设计。关键词：海洋环境；腐蚀模拟；研制Abstract:Inthispaper,theresearchofanimprovedsimulationtestdeviceforcorrosioninmarineenvironmentwerereviewed,anddesignedtheselectionofthemotor,transmission,watercyclesystemandspecimenframebasedonthemarineenvironmentcombinedwithCADtechnology.Keywords:Marin

3、eenvironment;corrosionsimulation;design引言研究海洋环境下钢结构构筑物的腐蚀规律，发展海洋腐蚀控制的新方法和新技术，对于保障海洋设施安全、促进循环经济、保护海洋环境、发展节约型社会具有重大意义。发展海洋腐蚀控制的新方法和新技术需要以海洋环境中钢铁材料的腐蚀行为规律和相关的腐蚀数据积累为依据。而实海试验是一种可靠的方法，但是这种方法的缺点也是显而易见的。现场试验需要大量的人力、物力，工作量大，不便于随时观察和测试，周期较长。另外，由于恶劣的海洋条件，试样很容易丢失也给工作造成困难，甚至失败。因此，为了解决这些问题，本研究旨在开发一套海洋环境腐

4、蚀模拟试验装置。本装置能够在室内模拟外海真实腐蚀环境，并且通过水循环系统真正实现全天候自动化作业，实现在实验室内模拟海洋环境，尤其是对潮差区的模拟。通过实验室挂片试验，实时监测腐蚀数据，研究钢铁材料在海洋环境下五个不同区带的腐蚀行为及规律，为发展海洋腐蚀控制的新方法和新技术提供理论依据。1.装置的设计思想及方案确定1.1设计思想本研究的设计思想就是使整个机构尽可能简捷，整体装置使用方便，工作时，能够实现水循环使用，准确模拟潮起潮落。整体思路上，首先明确该机构所要实现的功能，确定一个总体轮廓，然后根据各个零部件的特点和功能分别对其进行设计，再综合已有模型优化系统的总体布局。最后利

5、用UG软件对各零部件进行三维设计和运动仿真，完成整个机构的工作仿真和实物制作。1.2装置性能指标和总体构成本试验装置要求能够模拟出外海海洋腐蚀环境，并且结构简单、试验成本低、操作简单。要求根据海洋实际情况来完成试验装置的总体设置，要拟合海洋环境中的五个腐蚀区，尤其是试验的重点区域潮差区和飞溅区。装置的另一特点就是要实现水的循环使用，即在有限的空间里利用有限的资源来完成实验。海洋环境腐蚀模拟实验装置的主要机构是造波系统、水循环系统、传动系统及试片架四部分构成，实现造波和海水的循环利用是本装置的关键所在。（1）造波系统迄今为止，造波机以机械式为主，即通过造波部件的机械运动对水体施加

6、扰动产生波动。常见的有一下几种：⑴摇板式。通过机械驱动使摇板绕固定轴摆动，使池中水产生波动。摇板的摆动幅度控制波高，波长或周期则由摆动的频率来确定。⑵活塞式。通过连杆驱动设在水槽一端的活塞进行往复运动，使池中水产生波动。波高取决于活塞冲程和速度，波长则取决于往复频率。⑶冲箱式。造波部件为断面呈特殊形状的柱体，通过该柱体沿垂直水面方向围绕水面作往复运动达到造波目的。⑷转桶式。转桶式则是通过设置在水面的圆柱体绕偏心轮旋转使水产生波动。（2）水循环系统目前，在开展此类实验时，还没有一个装置能够实现水的自动循环，水循环也是本装置的一个独特之处。为了实现水的循环使用和模拟海洋潮汐情况，流

7、量控制方式必须是间断性的，所以本装置中水循环系统主要由动力元件、管道、定时开关和流量控制器三部分组成。（3）传动系统目前，造波机的传动类型有两种：液压传动和机械传动。由于液压传动价格较高，加上某些液压元件质量难以保证及维修复杂，漏油现象难以消除，因此选择了价格较低，性能可靠的机械传动。由于本装置是在室内模拟海洋环境，对于传动系统要求结构简单。所以在选用减速器的时候必须要有较大的传动比，执行机构的选择也很重要，目前，在造波系统里通常情况下选择四杆机构来完成此动作。因此本装置选用四杆机构作为传动