模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的裝置，包括腐蝕試驗箱，腐蝕試驗箱上設(shè)置有檢測控制裝置；腐蝕試驗箱的側(cè)面上設(shè)置有可伸縮固定拉桿；可伸縮固定拉桿通過套箍固定于腐蝕試驗箱上；可伸縮固定拉桿與疲勞試驗機立柱連接固定；腐蝕試驗箱內(nèi)設(shè)置有樣品架，樣品架上設(shè)置有吊索試驗段。本發(fā)明還提供一種模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的方法，本發(fā)明既能進行吊索的臭氧腐蝕試驗，又能進行吊索在腐蝕與荷載耦合作用下的腐蝕疲勞試驗。本發(fā)明具有試驗過程實時可見、價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的特點。
【專利說明】
模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境腐蝕和橋梁結(jié)構(gòu)實驗力學(xué)的交叉學(xué)科【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的裝置，本發(fā)明還涉及一種模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]為了跨越大江大海，大跨徑懸索橋已建和在建的愈來愈多。吊索的安全是懸索橋安全通行的重要保障。一般認為在吊索上安裝減振器能夠保證吊索的安全，然而，于2014年4月16日在舟山召開的2009年底通車的西堠門大橋吊索減振技術(shù)交流會討論了該橋吊索減振器的損壞與吊索的碰撞問題，證實了即便安裝吊索減振器也不能避免吊索碰撞現(xiàn)象的發(fā)生。吊索的碰撞容易產(chǎn)生疲勞問題，同時吊索的使用環(huán)境惡劣易發(fā)生劣化。國內(nèi)外已經(jīng)有多座懸索橋因為吊索的疲勞和腐蝕問題而不得不提前換索，既影響了橋梁的使用又造成了巨大的經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計，大約有80%以上的結(jié)構(gòu)破壞是由疲勞破壞造成的，然而，研究表明:在車輛荷載和抖振作用下吊索疲勞滿足設(shè)計要求的情況下，吊索仍然出現(xiàn)了不能正常使用的問題，因此吊索的損傷破壞，腐蝕疲勞是主要原因。
[0003]2013年8月15日在青島召開的中美高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)與資本高端對話中，中國海洋防腐與防護領(lǐng)域的權(quán)威專家侯保榮院士指出:我國海洋腐蝕一年損失1.6萬億，占到全國GDP的3%，腐蝕嚴重地阻礙了社會的發(fā)展。騎跨式吊索大多處于海洋大氣環(huán)境中，一方面要承受振動荷載作用而發(fā)生的疲勞問題，另一方面又要承受海洋大氣的腐蝕作用而發(fā)生腐蝕損傷問題。腐蝕會降低材料的疲勞強度和加快疲勞裂紋擴展，而疲勞裂紋的擴展則加速了腐蝕的發(fā)生及發(fā)展。疲勞和腐蝕協(xié)同作用、相互耦合、互相促進，構(gòu)成了結(jié)構(gòu)的腐蝕疲勞問題。吊索的腐蝕疲勞問題才是吊索損壞的根本原因，因此，研究騎跨式吊索腐蝕疲勞性能具有重要意義，且是確保大跨徑懸索橋安全使用的有力保證。
[0004]近來，處于海洋大氣區(qū)的吊索發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象非常普遍，吊索腐蝕破壞會造成纜索橋梁的倒塌或者嚴重損害。為了防止吊索的腐蝕，許多橋梁都對吊索進行了防護。盡管如此，很多纜索橋梁由于吊索的腐蝕問題，過早地更換吊索，增加了維護成本。海洋大氣環(huán)境中，能夠腐蝕吊索的成分很多，比如:氯離子、二氧化硫、酸、臭氧、自由基和紫外線等，吊索長期暴露在潮濕的空氣中，還有各種腐蝕性氣體、離子的協(xié)同作用，均會導(dǎo)致吊索的腐蝕和破壞。
[0005]根據(jù)2012年修訂的環(huán)境空氣質(zhì)量標準，將臭氧一級一小時濃度限值提高到200ug/m3，但是在一些沿海地區(qū)，如杭州、福建、珠江三角區(qū)、上海等地區(qū)，仍然出現(xiàn)臭氧濃度超過200 μ g/m3的污染天氣。因汽車和石油化工排放氮氧化物NOx和揮發(fā)性有機物VOCs等臭氧前體污染物引起的光化學(xué)污染，其特征污染物為臭氧O3等強氧化劑，光化學(xué)煙霧具有很強的氧化性。隨著大氣中臭氧前體物排放量增加，臭氧量生成量也增加，研究臭氧對結(jié)構(gòu)的腐蝕影響是很有必要的。
[0006]以往的研究都以金屬片為主，研究方向多為鹽粒腐蝕試驗和二氧化硫腐蝕試驗，研究臭氧腐蝕較少，且以實際工程中的吊索鋼絲繩為研究對象來考察實際應(yīng)用中鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕更為少見，鮮有臭氧腐蝕疲勞同步試驗裝置。
[0007]現(xiàn)有的用于臭氧腐蝕試驗用的試驗箱，箱體內(nèi)臭氧的濃度不可控，不可調(diào)節(jié)，整個試驗過程只能設(shè)定一個試驗臭氧濃度，并且試驗箱內(nèi)的溫度、濕度同樣為不可調(diào)節(jié)，隨著試驗過程的進行，試驗箱內(nèi)的溫度及濕度會有不同程度的變化，該變化無法確定，做不到恒溫恒濕的試驗環(huán)境，而且，現(xiàn)有的試驗箱為不透明的金屬試驗箱，體積大，重量重，價格昂貴，不透明，無法實時觀察試驗箱內(nèi)樣品的腐蝕程度和腐蝕過程，且功能單一，只能進行臭氧腐蝕試驗，不能夠同時進行臭氧腐蝕試驗和臭氧環(huán)境下的疲勞試驗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺乏既能模擬臭氧大氣環(huán)境對吊索的腐蝕，又能同時對腐蝕中吊索進行疲勞試驗的問題。
[0009]本發(fā)明的另一個目的是提供一種模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的方法
[0010]本發(fā)明所采用的第一技術(shù)方案是，一種模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的裝置，包括腐蝕試驗箱，腐蝕試驗箱上設(shè)置有檢測控制裝置；腐蝕試驗箱的側(cè)面上設(shè)置有可伸縮固定拉桿；可伸縮固定拉桿通過套箍固定于腐蝕試驗箱上；可伸縮固定拉桿與疲勞試驗機立柱連接固定；腐蝕試驗箱內(nèi)設(shè)置有樣品架，樣品架上設(shè)置有吊索試驗段。
[0011]本發(fā)明的特點還在于，
[0012]檢測控制裝置包括電源，電源分別通過導(dǎo)線連接有溫度控制器、加濕器和時間控制器，溫度控制器依次通過導(dǎo)線連接有溫度探測器和加熱器，加熱器和溫度探測器設(shè)置于腐蝕試驗箱上；加濕器通過導(dǎo)線依次連接有濕度控制器和濕度探測器；濕度探測器設(shè)置于腐蝕試驗箱上；加濕器通過加濕管與腐蝕試驗箱相連通；時間控制器通過導(dǎo)線連接有臭氧發(fā)生裝置，臭氧發(fā)生裝置通過臭氧輸送管與腐蝕試驗箱相連通；腐蝕試驗箱上還連接有臭氧濃度檢測管。
[0013]腐蝕試驗箱為中空的耐高溫有機玻璃透明箱體，腐蝕試驗箱的相對的兩側(cè)面上設(shè)置有變直徑圓形透孔，變直徑圓形透孔內(nèi)設(shè)置有帶夾子的可擴張柔性圓管，腐蝕試驗箱一側(cè)設(shè)置有可拆卸的門。
[0014]樣品架包括支架及托盤；支架為中空的長方體支架，支架的頂面設(shè)置有“V”形槽；鋼絲繩吊索試驗段放置在“V”形槽內(nèi)；吊索試驗段兩端分別從腐蝕試驗箱兩側(cè)可擴張柔性圓管內(nèi)穿過與疲勞試驗機相連接。
[0015]托盤為聚四氟乙烯托盤；支架為耐腐蝕耐氧化塑料支架。
[0016]本發(fā)明所采用的第二技術(shù)方案是，一種模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的方法，具體按照以下步驟實施:
[0017]步驟1、針對疲勞試驗機的尺寸，定做腐蝕試驗箱；
[0018]步驟2、緊貼腐蝕試驗箱，固定兩個鐵制套箍，每個鐵制套箍兩側(cè)各連接兩根可伸縮固定拉桿，可伸縮固定拉桿與疲勞試驗機的立柱連接固定；
[0019]步驟3、在腐蝕試驗箱外，將臭氧輸送管與腐蝕試驗箱相連接，將臭氧輸送管的另一端依次與臭氧發(fā)生裝置、時間控制器和電源相連接；接通電源，用臭氧濃度檢測管檢測臭氧濃度，并根據(jù)臭氧濃度測試結(jié)果，參考臭氧的半衰期，調(diào)節(jié)時間控制器參數(shù)；
[0020]步驟4、在腐蝕試驗箱外，將加濕器通過加濕管與腐蝕試驗箱相連通，加濕器還通過導(dǎo)線依次與濕度控制器和濕度探測器相連接；并接通電源；
[0021]步驟5、在腐蝕試驗箱內(nèi)，放置依次連接的加熱器和溫度探測器，溫度探測器通過腐蝕試驗箱上小孔，與腐蝕試驗箱外的溫度控制器相連，并將溫度控制器接通電源；
[0022]步驟6、當(dāng)進行吊索臭氧腐蝕試驗時，在腐蝕試驗箱內(nèi)，將吊索試驗段放置在樣品架的“V”形槽上；進行吊索臭氧腐蝕試驗；
[0023]當(dāng)進行腐蝕疲勞耦合試驗時，將吊索試驗段兩端分別從腐蝕試驗箱兩側(cè)可擴張柔性圓管內(nèi)穿過，連接疲勞試驗機；進行腐蝕疲勞耦合試驗；
[0024]步驟7、打開電源，并將腐蝕試驗箱內(nèi)的溫度、濕度和臭氧濃度調(diào)節(jié)到吊索臭氧腐蝕或者腐蝕疲勞耦合的試驗狀態(tài)；
[0025]步驟8、進行吊索臭氧腐蝕試驗，即實現(xiàn)對吊索試驗段腐蝕狀況的實時觀察；如果進行腐蝕疲勞耦合試驗，上述步驟完成后開動疲勞試驗機，進行臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞稱合試驗；
[0026]步驟9、試驗結(jié)束后，在保證腐蝕試驗箱密閉的情況下，將其從疲勞試驗機上完整卸下，置于實驗室通風(fēng)櫥中，釋放腐蝕試驗箱中臭氧。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:在同一試驗裝置上實現(xiàn)臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕與疲勞共同作用；用耐高溫有機玻璃材質(zhì)制造的腐蝕試驗箱，能夠在試驗整個過程中，隨時觀察吊索的腐蝕和疲勞狀況，真正做到實時可見；試驗裝置不用價格昂貴、不耐腐蝕、不透明和不易加工的鋼材，而選用價格低廉、耐腐蝕、透明和易加工的有機玻璃制作試驗箱；整個試驗過程無臭氧泄露，試驗結(jié)束后通過通風(fēng)櫥排空試驗箱中臭氧，對試驗場所及試驗人員環(huán)境友好。
[0028]主要由腐蝕試驗箱、溫度控制裝置、濕度控制裝置、臭氧發(fā)生裝置和疲勞試驗機組成。其基本原理是設(shè)計一個封閉腐蝕試驗箱，腐蝕試驗箱固定在疲勞試驗機上，同時設(shè)置溫度控制裝置、濕度控制裝置及臭氧發(fā)生控制裝置，從而實現(xiàn)對腐蝕試驗箱內(nèi)的溫度、濕度及臭氧濃度的控制，為吊索腐蝕疲勞耦合試驗提供一個溫度、濕度和濃度可調(diào)的臭氧腐蝕環(huán)境；讓吊索試驗段從腐蝕試驗箱透孔穿過，在腐蝕試驗箱外，連接疲勞試驗機，使用本發(fā)明既能進行吊索的臭氧腐蝕試驗，又能進行吊索在腐蝕與荷載耦合作用下的腐蝕疲勞試驗。本發(fā)明具有試驗過程實時可見、價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2是本發(fā)明腐蝕試驗箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3是本發(fā)明樣品架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4是本發(fā)明腐蝕試驗箱的附件圖；
[0033]圖5是本發(fā)明腐蝕試驗箱與疲勞試驗機的連接圖。
[0034]1.疲勞試驗機，2.腐蝕試驗箱，3.樣品架，4.吊索試驗段，5.溫度探測器，6.濕度探測器，7.臭氧濃度檢測管，8.溫度控制器，9.加熱器，10.濕度控制器，11.加濕器，12.加濕管，13.時間控制器，14.臭氧發(fā)生裝置，15.臭氧輸送管，16.電源，17.變直徑圓形透孔，18.可擴張柔性圓管，19.支架，20.托盤，21.“V”形槽，22.鐵制套箍，23.可伸縮固定拉桿，24.門，25.立柱。

【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0036]本發(fā)明提供一種模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的裝置，如圖1所示，包括腐蝕試驗箱2，腐蝕試驗箱2上設(shè)置有檢測控制裝置；如圖4所示，緊貼腐蝕試驗箱2的是兩個鐵制套箍22，每個鐵制套箍22兩側(cè)各連接兩根可伸縮固定拉桿23，如圖5所示，可伸縮固定拉桿23與疲勞試驗機I的立柱25連接固定；腐蝕試驗箱2內(nèi)設(shè)置有樣品架3，樣品架3上設(shè)置有吊索試驗段4。
[0037]檢測控制裝置包括電源16，電源16分別通過導(dǎo)線連接有溫度控制器8、加濕器11和時間控制器13，溫度控制器8依次通過導(dǎo)線連接有溫度探測器5和加熱器9，加熱器9和溫度探測器5設(shè)置于腐蝕試驗箱2內(nèi)；加濕器11通過導(dǎo)線依次連接有濕度控制器10和濕度探測器6 ;濕度探測器6設(shè)置于腐蝕試驗箱2內(nèi)；加濕器11通過加濕管12與腐蝕試驗箱2相連通；時間控制器13通過導(dǎo)線連接有臭氧發(fā)生裝置14，臭氧發(fā)生裝置14通過臭氧輸送管15與腐蝕試驗箱2相連通；腐蝕試驗箱2外還連接有臭氧濃度檢測管7 ;其中，臭氧濃度檢測管7檢測腐蝕試驗箱2內(nèi)的臭氧濃度，根據(jù)臭氧濃度設(shè)定時間控制器13的參數(shù)，時間控制器13控制臭氧發(fā)生裝置14的工作時間。
[0038]如圖2所示，腐蝕試驗箱2為中空的耐高溫有機玻璃透明箱體，腐蝕試驗箱2的相對的兩側(cè)面上設(shè)置有變直徑圓形透孔17，變直徑圓形透孔17內(nèi)設(shè)置有帶夾子的可擴張柔性圓管18，腐蝕試驗箱2 —側(cè)設(shè)置有可拆卸的門24。
[0039]如圖3所示，樣品架3包括支架19及托盤20 ;支架19為中空的長方體支架，支架19的頂面設(shè)置有“V”形槽21 ;鋼絲繩吊索試驗段4放置在“V”形槽21內(nèi)；吊索試驗段4兩端分別從腐蝕試驗箱兩側(cè)可擴張柔性圓管18內(nèi)穿過與疲勞試驗機I相連接。
[0040]托盤20為聚四氟乙烯托盤。
[0041]本發(fā)明還提供一種模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的方法，具體按照以下步驟實施:
[0042]步驟1、針對疲勞試驗機的尺寸，定做腐蝕試驗箱2 ；
[0043]步驟2、緊貼腐蝕試驗箱2，固定兩個鐵制套箍22，每個鐵制套箍22兩側(cè)各連接兩根可伸縮固定拉桿23，拉桿23與疲勞試驗機I的立柱25連接固定；
[0044]步驟3、在腐蝕試驗箱2外，將臭氧輸送管15與腐蝕試驗箱2相連接，將臭氧輸送管15的另一端依次與臭氧發(fā)生裝置14、時間控制器13和電源16相連接，將臭氧濃度檢測管7與腐蝕試驗箱2相連接；接通電源，根據(jù)臭氧濃度測試結(jié)果、參考臭氧的半衰期，調(diào)節(jié)時間控制器參數(shù)；
[0045]其中，根據(jù)臭氧檢測管的讀數(shù)，具體為:采用便攜式臭氧檢測管，其原理為將臭氧氧化可變化試劑浸潰在載體上，作為反應(yīng)劑封裝在標準內(nèi)徑的玻璃管內(nèi)做成測管，使用時將檢測管兩端切斷，把抽氣器接到檢測管出氣端吸取定量氣體(例如500ml)，臭氧濃度與檢測管內(nèi)反應(yīng)劑柱變色長度成正比，通過刻度值讀取濃度值)；臭氧在常溫常壓下，穩(wěn)定性較差，可自行分解為氧氣；臭氧半衰期一般在文獻資料中查詢，調(diào)節(jié)時間控制器參數(shù)為設(shè)定時間循環(huán)開斷電源；
[0046]調(diào)節(jié)時間控制器參數(shù)，具體為:以條件為40°C、90%相對濕度和臭氧濃度10mg/m3為例，由于實驗條件高溫高濕，臭氧衰減較快，需要時間控制器13輔助，通過設(shè)定時間循環(huán)開斷電源16，向?qū)嶒炏鋬?nèi)補充臭氧。時間控制器13是一種時間繼電器，可以根據(jù)設(shè)置的時間開斷電源16。由于臭氧性質(zhì)活潑，非常容易分解，在40°C時半衰期僅為50分鐘左右，而實驗在90%相對濕度下進行，臭氧分解更快。故為了解決臭氧濃度恒定問題，采用了循環(huán)式時間控制器，根據(jù)實際測試結(jié)果，參考臭氧的半衰期，將時間控制器13設(shè)置為先通電20s，斷電20min,再通電1s,斷電20min,然后循環(huán),這樣保證臭氧濃度維持在一個合適的濃度范圍。
[0047]步驟4、在腐蝕試驗箱2外，將加濕器11通過加濕管12與腐蝕試驗箱2相連通，加濕器11還通過導(dǎo)線依次與濕度控制器10和濕度探測器6相連接；并接通電源；
[0048]步驟5、在腐蝕試驗箱2內(nèi)，放置依次連接的加熱器9和溫度探測器5，溫度探測器5通過腐蝕試驗箱2上小孔，與腐蝕試驗箱2外的溫度控制器8相連，并將溫度控制器8接通電源；
[0049]步驟6、當(dāng)進行吊索臭氧腐蝕試驗時，在腐蝕試驗箱2內(nèi)，將吊索試驗段4放置在樣品架的“V”形槽21上；
[0050]當(dāng)進行腐蝕疲勞耦合試驗時，將吊索試驗段4兩端分別從腐蝕試驗箱兩側(cè)可擴張柔性圓管18內(nèi)穿過，連接疲勞試驗機I ;進行腐蝕疲勞耦合試驗；
[0051]步驟7、打開電源16，并將腐蝕試驗箱2內(nèi)的溫度、濕度和臭氧濃度調(diào)節(jié)到吊索臭氧腐蝕或者腐蝕疲勞耦合的試驗狀態(tài)；
[0052]步驟8、進行吊索臭氧腐蝕試驗，由于腐蝕試驗箱為透明材質(zhì)，可實現(xiàn)對吊索試驗段腐蝕狀況的實時觀察；如果進行腐蝕疲勞耦合試驗，上述步驟完成后開動疲勞試驗機，使處于臭氧腐蝕中的吊索承受疲勞荷載作用，即進行臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗;
[0053]步驟9、試驗結(jié)束后，在保證腐蝕試驗箱密閉的情況下，將其從疲勞試驗機上完整卸下，置于實驗室通風(fēng)櫥中，釋放腐蝕試驗箱中臭氧。
[0054]本發(fā)明的優(yōu)點如下:
[0055]1、本發(fā)明設(shè)置溫度控制裝置、濕度控制裝置及臭氧發(fā)生控制裝置，從而實現(xiàn)對試驗箱內(nèi)的溫度、濕度及臭氧濃度進行控制，為臭氧腐蝕試驗提供一個恒溫恒濕的試驗環(huán)境，同時實時調(diào)節(jié)試驗用臭氧的濃度，保證試驗結(jié)果的準確性，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、操作容易、價格低廉，透明度高，方便試驗操作人員實時觀察腐蝕過程及腐蝕程度。
[0056]2、本發(fā)明樣品架包括支架及托盤，支架頂面設(shè)置有“V”形槽，僅進行腐蝕試驗，鋼絲繩吊索試驗段放置在“V”形槽內(nèi)，一方面保障了鋼絲繩吊索試驗段放置的穩(wěn)定性，另一方面可滿足不同直徑鋼絲繩樣品的放置，托盤設(shè)置在支架內(nèi)，可以避免樣品上的腐蝕物掉落而造成的增重試驗測量不準確；僅進行腐蝕疲勞耦合試驗，所述的試驗箱內(nèi)勿需放置樣品架，吊索試驗段兩端分別從腐蝕試驗箱兩側(cè)可擴張柔性圓管內(nèi)穿過，連接疲勞試驗機；本發(fā)明既能進行臭氧腐蝕試驗又能夠進行疲勞試驗，功能強大。
[0057]3、本發(fā)明的試驗箱為耐高溫有機玻璃透明箱體，試驗箱兩側(cè)設(shè)置有變直徑圓形透孔，透明箱體，能夠方便試驗人員隨時觀察試驗箱內(nèi)鋼絲繩的腐蝕情況及腐蝕過程；當(dāng)僅僅進行臭氧腐蝕試驗時，將帶夾子的可擴張柔性圓管的夾子束緊，即可將試驗箱密封，保證臭氧不泄露，從而保證環(huán)境友好。
[0058]4、本發(fā)明通過溫度探測器探測探測試驗箱內(nèi)的溫度，當(dāng)試驗箱內(nèi)溫度下降，不符合試驗要求時，溫度探測器發(fā)送信號給溫度控制器，溫度控制器控制加熱器加熱試驗箱，從而保證試驗箱內(nèi)溫度恒定；同理加濕器對試驗箱內(nèi)加濕，保證試驗箱內(nèi)恒濕，從而實現(xiàn)恒溫恒濕的試驗環(huán)境。
[0059]5、本發(fā)明的臭氧濃度檢測管檢測試驗箱內(nèi)的臭氧濃度，通過檢測工作一定時間后試驗箱中的臭氧濃度，根據(jù)試驗箱內(nèi)臭氧濃度隨時間的變化規(guī)律，設(shè)定時間控制器的反應(yīng)時間，在時間控制器上設(shè)定所需要工作時間，時間控制器控制臭氧發(fā)生裝置定期工作，臭氧發(fā)生裝置通過臭氧輸送管連通試驗箱，時間控制器控制臭氧發(fā)生裝置定時啟閉，定時向試驗箱內(nèi)輸入臭氧，保持試驗箱內(nèi)臭氧濃度恒定。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的裝置，其特征在于，包括腐蝕試驗箱(2)，所述腐蝕試驗箱(2)上設(shè)置有檢測控制裝置；所述腐蝕試驗箱(2)的側(cè)面上設(shè)置有可伸縮固定拉桿(23);所述可伸縮固定拉桿(23)通過套箍(22)固定于腐蝕試驗箱(2)上；可伸縮固定拉桿(23)與疲勞試驗機(I)立柱(25)連接固定；所述的腐蝕試驗箱(2)內(nèi)設(shè)置有樣品架(3)，所述樣品架(3)上設(shè)置有吊索試驗段(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的裝置，其特征在于，所述檢測控制裝置包括電源(16)，所述電源(16)分別通過導(dǎo)線連接有溫度控制器(8)、加濕器(11)和時間控制器(13)，所述溫度控制器⑶依次通過導(dǎo)線連接有溫度探測器(5)和加熱器(9)，所述加熱器(9)和溫度探測器(5)設(shè)置于腐蝕試驗箱(2)內(nèi)；所述加濕器(11)通過導(dǎo)線依次連接有濕度控制器(10)和濕度探測器￠);所述濕度探測器(6)設(shè)置于腐蝕試驗箱⑵內(nèi)；所述加濕器(11)通過加濕管(12)與腐蝕試驗箱(2)相連通；所述時間控制器(13)通過導(dǎo)線連接有臭氧發(fā)生裝置(14)，所述臭氧發(fā)生裝置(14)通過臭氧輸送管(15)與腐蝕試驗箱(2)相連通；所述腐蝕試驗箱(2)上還連接有臭氧濃度檢測管(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的裝置，其特征在于，所述腐蝕試驗箱(2)為中空的耐高溫有機玻璃透明箱體，所述的腐蝕試驗箱(2)的相對的兩側(cè)面上設(shè)置有變直徑圓形透孔(17)，變直徑圓形透孔(17)內(nèi)設(shè)置有帶夾子的可擴張柔性圓管(18)，所述的腐蝕試驗箱(2) —側(cè)設(shè)置有可拆卸的門(24)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的裝置，其特征在于，所述樣品架(3)包括支架(19)及托盤(20);所述支架(19)為中空的長方體支架，所述支架(19)的頂面設(shè)置有“V”形槽(21);鋼絲繩吊索試驗段(4)放置在“V”形槽(21)內(nèi)；所述吊索試驗段(4)兩端分別從腐蝕試驗箱兩側(cè)可擴張柔性圓管(18)內(nèi)穿過與疲勞試驗機⑴相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的裝置，其特征在于，所述托盤(20)為聚四氟乙烯托盤；所述支架(19)為耐腐蝕耐氧化塑料支架。
6.一種模擬臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞耦合試驗的方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施: 步驟1、針對疲勞試驗機的尺寸，定做腐蝕試驗箱(2); 步驟2、緊貼腐蝕試驗箱(2)，固定兩個鐵制套箍(22)，每個鐵制套箍(22)兩側(cè)各連接兩根可伸縮固定拉桿(23)，可伸縮固定拉桿與疲勞試驗機(I)的立柱(25)連接固定； 步驟3、在腐蝕試驗箱(2)外，將臭氧輸送管(15)與腐蝕試驗箱(2)相連接，將臭氧輸送管(15)的另一端依次與臭氧發(fā)生裝置(14)、時間控制器(13)和電源(16)相連接，將臭氧濃度檢測管(7)與腐蝕試驗箱(2)相連接；接通電源，用臭氧濃度檢測管(7)檢測臭氧濃度，并根據(jù)臭氧濃度測試結(jié)果，參考臭氧的半衰期，調(diào)節(jié)時間控制器參數(shù)； 步驟4、在腐蝕試驗箱⑵外，將加濕器(11)通過加濕管(12)與腐蝕試驗箱(2)相連通，加濕器(11)還通過導(dǎo)線依次與濕度控制器(10)和濕度探測器(6)相連接；并接通電源； 步驟5、在腐蝕試驗箱(2)內(nèi)，放置依次連接的加熱器(9)和溫度探測器(5)，溫度探測器(5)通過腐蝕試驗箱(2)上小孔，與腐蝕試驗箱(2)外的溫度控制器(8)相連，并將溫度控制器⑶接通電源； 步驟6、當(dāng)進行吊索臭氧腐蝕試驗時，在腐蝕試驗箱(2)內(nèi)，將吊索試驗段(4)放置在樣品架的“V”形槽(21)上；進行吊索臭氧腐蝕試驗； 當(dāng)進行腐蝕疲勞耦合試驗時，將吊索試驗段(4)兩端分別從腐蝕試驗箱兩側(cè)可擴張柔性圓管(18)內(nèi)穿過，連接疲勞試驗機(I);進行腐蝕疲勞耦合試驗； 步驟7、打開電源(16)，并將腐蝕試驗箱(2)內(nèi)的溫度、濕度和臭氧濃度調(diào)節(jié)到吊索臭氧腐蝕或者腐蝕疲勞耦合的試驗狀態(tài)； 步驟8、進行吊索臭氧腐蝕試驗，即實現(xiàn)對吊索試驗段腐蝕狀況的實時觀察；如果進行腐蝕疲勞耦合試驗，上述步驟完成后開動疲勞試驗機，進行臭氧大氣環(huán)境的吊索腐蝕疲勞奉禹合試驗； 步驟9、試驗結(jié)束后，在保證腐蝕試驗箱(2)密閉的情況下，將其從疲勞試驗機(I)上完整卸下，置于實驗室通風(fēng)櫥中，釋放腐蝕試驗箱(2)中臭氧。
【文檔編號】G01N3/56GK104406906SQ201410717075
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】姜楠, 李勝利, 王愛領(lǐng), 賈承輝 申請人:鄭州大學(xué)