便携式剪跨段局部电化学加速腐蚀装置及钢梁腐蚀系统

摘要

一种便携式剪跨段局部电化学加速腐蚀装置及钢梁腐蚀系统，所述装置为一长方形腐蚀槽1，包括塑料槽框、短塑料块7和长塑料条6。所述腐蚀槽为双层复合底，设有可插入短塑料块和长塑料条的矩形槽；腐蚀槽上部安装有横挡板4，腐蚀槽两端安装有合页5的门式塑料板2，腐蚀槽四角的中部粘有栓孔3，该栓孔可插入带螺纹的滑块9。所述系统包括待腐蚀钢梁、直流电源、不锈钢板、支撑腐蚀梁的支撑块、橡胶盆、支撑腐蚀装置的垫块和腐蚀槽。本发明为钢梁提供了一种便携式剪跨段局部电化学加速腐蚀装置及钢梁腐蚀系统，并在钢梁剪跨段发生局部锈蚀时能提供良好的防漏水效果。当锈蚀长度发生变化时，可进行接长，实现长度可调，便携性好。

说明书

技术领域

本发明涉及一种便携式剪跨段局部电化学加速腐蚀装置及钢梁腐蚀系统，属电化学腐蚀试验技术领域。

背景技术

处在盐湖等恶劣环境下的钢结构容易发生防腐涂层极易老化脱落，在一定条件下会发生电化学腐蚀，影响结构的服役寿命和使用安全。由于雨水的泄漏、结构所处的环境及位置的变化，剪跨段局部腐蚀是钢梁的一种典型腐蚀工况。因此，对于服役时间长的钢结构，由于腐蚀问题引起得耐久性问题值得重视。目前，通过电化学加速腐蚀试验研究锈蚀钢梁的力学退化行为是常用的手段。

现有的剪跨段局部腐蚀装置一般是制作多块木板或者塑料板，通过切割、粘贴形成腐蚀槽，并在每个棱边涂防水胶。然而，这种腐蚀装置整体性不好，防水胶的止水效果欠佳，导致在试验过程中补充腐蚀溶液的频率增加。此外，这种腐蚀装置是一次性的，无法在腐蚀长度改变时加以利用，造成了材料的浪费。

发明内容

本发明的目的是，为了解决现有的剪跨段局部腐蚀装置存在的诸多问题，提出一种便携式剪跨段局部电化学加速腐蚀装置及钢梁腐蚀系统。

本发明实现的技术方案如下，一种便携式剪跨段局部电化学加速腐蚀装置，所述装置为一长方形腐蚀槽，包括塑料槽框、短塑料块和长塑料条；所述塑料槽框是以三个面组成的U形结构；以塑料槽框中间一个面为底置于水平面上，两个相对的垂直面为槽框壁板；前后两个槽框壁板之间的上部采用横挡板安装固定；塑料槽框的底为双层复合底；所述双层复合底在水平方向上设置有相互平行的、两端贯穿的两个第一矩形槽和多个第二矩形槽；两个第一矩形槽分别紧靠前、后槽框壁板，其矩形槽的横截面与长塑料条的横截面尺寸相同，长塑料条可从两端插入第一矩形槽中；多个第二矩形槽分布在两个第一矩形槽之间，第二矩形槽的横截面与短塑料块的横截面尺寸相同，槽的底部中线的长度方向上距端部1/3处预设有两个螺孔，短塑料块可从两端插入第二矩形槽用螺栓固定在槽中；在横挡板与双层复合底的上层底之间的槽框壁板上安装有可开合的门式塑料板；所述塑料槽框的四角的中部粘有栓孔，该栓孔可插入带螺纹的滑块。

所述门式塑料板的中部设有扣环，门式塑料板采用带勾的尼龙绳紧绷连接。

所述塑料槽框顶部的横挡板两端有90°折角，折角开有螺栓孔；所述横挡板通过螺栓与腐蚀槽的槽框壁板紧固。

所述短塑料块在其长度方向上1/3处开有螺孔，其位置与第二矩形槽底部螺孔相对应；短塑料块插入第二矩形槽后，通过螺栓连接固定。

一种便携式剪跨段局部电化学加速腐蚀装置构建的钢梁加速腐蚀试验系统，所述系统包括待腐蚀钢梁、直流电源、不锈钢板、支撑腐蚀梁的支撑块、橡胶盆、支撑腐蚀装置的垫块和腐蚀槽；打开腐蚀槽的门式塑料板，待腐蚀钢梁从腐蚀槽中插入；钢梁两端用支撑块垫高；腐蚀槽下部放置有垫块和橡胶盆；不锈钢板从上插入腐蚀槽的中；直流电源的正极通过导线连接待腐蚀钢梁，负极通过导线连接浸入NaCl溶液的不锈钢板；腐蚀槽与钢梁的连接处用防水条密封；腐蚀槽中注入NaCl溶液，使得不锈钢板和钢梁待腐蚀部位浸没。

一种便携式剪跨段局部电化学加速腐蚀方法，步骤如下：

（1）根据新腐蚀钢梁所需的剪跨段长度，制作接长用的腐蚀槽，使得原有的的长度加上新的长度等于待腐蚀段的长度；

（2）松开螺栓，拧开合页，拆下门式塑料板和横挡板，并将两个腐蚀槽安装在新腐蚀钢梁的剪跨段上；

（3）将两个腐蚀槽的中部插入短塑料块，端部插入长塑料条，实现两个腐蚀槽的初步拼接；

（4）在两个腐蚀槽的栓孔处插入带螺纹的滑块；拧紧短塑料块的以及滑块的螺栓，并用不锈钢片螺栓连接横挡板的螺孔，最终形成一个牢固的腐蚀装置，实现了腐蚀装置的接长；

（5）将新腐蚀装置的两端的门式塑料板合上，用带勾的尼龙绳紧绷连接两端的门式塑料板的扣环，在水压的作用下尼龙绳亦能实现内力平衡，减小门式塑料板和合页的受力；

（6）在所有的接缝处用防水条密封住，实现腐蚀溶液的不渗漏；

（7）在新腐蚀槽的下方放置长方形橡胶盆，以盛放可能渗漏的腐蚀溶液或者更换腐蚀溶液用；在橡胶盆上放置垫块以支撑，防止剪跨段腐蚀长度过长时承受过大的水重力；

（8）将不锈钢板插入腐蚀槽中，将直流电源的正极通过导线与待腐蚀钢梁连接，将直流电源的负极通过导线与不锈钢板连接；

（9）将NaCl溶液注入腐蚀槽，接通电源，进行腐蚀试验。

所述不锈钢板放置于腐蚀槽中，确保不锈钢板不与钢梁接触。

所述腐蚀槽中添加5%NaCl溶液至横挡板高度的一半。

所述直流电源的电流调节至1880 mA，并估算锈蚀电流的持续时间，相应的估算公式表示为：

式中，

本发明的有益效果是，本发明装置中腐蚀槽门式塑料板设置为合页的形式，有力于钢梁的安放并且具有较好的密闭性；合页上的尼龙绳在水压力作用下实现了受力自平衡，也确保了合页的紧闭。当剪跨段的腐蚀长度发生改变时，可通过腐蚀槽的底部的长塑料条及可拧紧的短塑料块，腐蚀槽中部的栓孔及可拧紧的滑块，和腐蚀槽顶部的带螺孔的不锈钢片与腐蚀槽的腹板螺栓紧固作用，实现了腐蚀体系的牢固和腐蚀长度的改变。腐蚀槽底部的矩形橡胶盆可接收可能渗漏的腐蚀溶液以及腐蚀溶液更换时的盛放用，确保了场地和设备的清洁，清洗方便；橡胶盆内垫块可提供一定的支撑力，减小了腐蚀槽的受力，确保了腐蚀装置的稳定。

附图说明

图1为本发明电化学加速腐蚀装置结构示意图；

图2为本发明电化学加速腐蚀装置底部示意图；

图3为腐蚀槽结构示意图；

图4为短塑料块结构图；

图5为横挡板与螺孔钢片结构图；

图6为本发明便携式钢梁剪跨段局部腐蚀系统结构图。

图中：1为腐蚀槽；2为门式塑料板；3为栓孔；4为横挡板；5为合页；6为长塑料条；7为短塑料块；8为尼龙绳；9为滑块；10为防水条；11为螺孔钢片；12为钢梁；13为直流电源；14为不锈钢板；15为导线；16为NaCl溶液；17为支撑块；18为橡胶盆；19为垫块。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如图1和图6所示。

本实施例一种便携式剪跨段局部电化学加速腐蚀装置，如图1和图2所示，所述装置为一长方形腐蚀槽1，包括塑料槽框、短塑料块7和长塑料条6，如图3所示。所述塑料槽框是以三个面组成的U形结构；以塑料槽框中间一个面为底置于水平面上，两个相对的垂直面为槽框壁板；前后两个槽框壁板之间的上部采用横挡板4安装固定，如图5所示；塑料槽框的底为双层复合底，如图3所示；所述双层复合底在水平方向上设置有相互平行的、两端贯穿的两个第一矩形槽和多个第二矩形槽；两个第一矩形槽分别紧靠前、后槽框壁板，其矩形槽的横截面与长塑料条6的横截面尺寸相同，长塑料条6可从两端插入第一矩形槽中；多个第二矩形槽分布在两个第一矩形槽之间，第二矩形槽的横截面与短塑料块7的横截面尺寸相同，槽的底部中线的长度方向上距端部1/3处预设有两个螺孔，短塑料块7可从两端插入第二矩形槽用螺栓固定在槽中，如图4所示；在横挡板4与双层复合底的上层底之间的槽框壁板上安装有可开合的门式塑料板2；所述塑料槽框的四角的中部粘有栓孔3，该栓孔可插入带螺纹的滑块9。所述门式塑料板通过合页安装在槽框壁板上，所述门式塑料板2的中部设有扣环，门式塑料板采用带勾的尼龙绳8紧绷连接。

如图6所示，本实施例一种便携式剪跨段局部电化学加速腐蚀装置构建的钢梁加速腐蚀试验系统，包括待腐蚀钢梁12、直流电源13、不锈钢板14、支撑腐蚀梁的支撑块17、橡胶盆18、支撑腐蚀装置的垫块19和腐蚀槽1。

打开腐蚀槽的门式塑料板，待腐蚀钢梁12从腐蚀槽中插入；钢梁两端用支撑块垫高；腐蚀槽下部放置有垫块和橡胶盆；不锈钢板从上插入腐蚀槽的中，腐蚀槽与钢梁的连接处用防水条10密封，腐蚀槽中注入NaCl溶液16；直流电源的正极通过导线连接待腐蚀钢梁，负极通过导线连接浸入NaCl溶液16的不锈钢板。

本实施例一种便携式剪跨段局部电化学加速腐蚀方法，包括如下步骤：

（a）根据新腐蚀梁所需的剪跨段长度，制作接长用的腐蚀槽，使得原有的腐蚀槽的长度加上新腐蚀槽的长度等于待腐蚀段的长度；

（b）松开螺栓，拧开合页，拆下门式塑料板和横挡板，并将其安装在新腐蚀装置的两端；

（c）将两个腐蚀槽的中部插入短塑料块，端部插入塑料长条，实现两个腐蚀槽的初步拼接；

（d）在两个腐蚀槽的栓孔处插入带螺纹的滑块。拧紧短塑料块的以及滑块的螺栓，并用不锈钢片螺栓连接横挡板的螺孔，最终形成一个牢固的腐蚀装置，实现了腐蚀装置的接长；

（e）将新腐蚀装置的两端的门式塑料板合上，用带勾的尼龙绳紧绷连接两端的门式塑料板的扣环，在水压的作用下尼龙绳亦能实现内力平衡，减小门式塑料板和合页的受力；

（f）在所有的接缝处用防水条密封住，实现腐蚀溶液的不渗漏；

（g）在新的腐蚀槽下方放置长方形橡胶盆，以盛放可能渗漏的腐蚀溶液或者更换腐蚀溶液用；在橡胶盆上放置垫块以支撑腐蚀槽，防止剪跨段腐蚀长度过长时腐蚀槽承受过大的水重力。

同时，本实施例还提供了电化学加速腐蚀系统的控制方法，具体如下：

（a）用导线将直流电源正极与待腐蚀钢梁连接，将直流电源负极与不锈钢板连接；

（b）将不锈钢板放置于腐蚀槽中，确保不锈钢板不与钢梁接触；

（c）在腐蚀槽中添加5%NaCl溶液至横挡板高度的一半；

（d）调节直流电源的电流至1880mA，应用法拉第定律估算锈蚀电流的持续时间，相应的估算公式可以表示为:

其中：