周浸循环腐蚀试验箱的研制技术交流00.ppt
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/周浸循环腐蚀试验箱的研制周浸循环腐蚀试验箱的研制软件开发部分软件开发部分背景分析背景分析周浸腐蚀试验箱是产品所腐蚀检验的主体设备周浸腐蚀试验箱是产品所腐蚀检验的主体设备1、承担着武钢耐火耐候钢、高强度耐候桥梁钢、耐蚀重轨、高耐蚀铁路用钢等、承担着武钢耐火耐候钢、高强度耐候桥梁钢、耐蚀重轨、高耐蚀铁路用钢等课题的研发工作，试验任务量很大课题的研发工作，试验任务量很大。
2、现有一台周浸腐蚀试验箱已运行、现有一台周浸腐蚀试验箱已运行6年，随着研究院开发的耐蚀钢品种越来越多，年，随着研究院开发的耐蚀钢品种越来越多，试验量越来越大，设备处于长期超负荷运行，已进入故障多发期。
试验量越来越大，设备处于长期超负荷运行，已进入故障多发期。
3、现在市售的周浸腐蚀试验箱，并不能完全满足试验的需求。
、现在市售的周浸腐蚀试验箱，并不能完全满足试验的需求。
试验参数不能自动记录，不利于分析试验结果；试验参数不能自动记录，不利于分析试验结果；试验的主要参数，如温度、湿度、照度控制精度低，均匀性差，易造成试验的主要参数，如温度、湿度、照度控制精度低，均匀性差，易造成平行样间数据的分散。
平行样间数据的分散。
需求分析需求分析产品的开发离不开先进的腐蚀试验手段；产品的开发离不开先进的腐蚀试验手段；开发周浸循环腐蚀试验箱专用软件，软件满足试验的各种控制要求；开发周浸循环腐蚀试验箱专用软件，软件满足试验的各种控制要求；建立专家数据库，发掘试样的腐蚀规律，为耐腐蚀钢种的开发提供更好的试建立专家数据库，发掘试样的腐蚀规律，为耐腐蚀钢种的开发提供更好的试验工具平台；验工具平台；武钢、其它的大型钢厂、科研院所有大量的需求。
武钢、其它的大型钢厂、科研院所有大量的需求。
高强度耐候桥梁钢、耐蚀重轨等产品高强度耐候桥梁钢、耐蚀重轨等产品市场上需求很大市场上需求很大国内外发展现状国内外发展现状日本须贺试验机株式会社日本须贺试验机株式会社80年代制成了一种周期浸润型复合腐蚀试验机（年代制成了一种周期浸润型复合腐蚀试验机（DUV-VD-3型型浸渍腐蚀试验机）。
它有浸渍浸渍腐蚀试验机）。
它有浸渍-湿润湿润-干燥或者浸渍干燥或者浸渍-干燥干燥-湿润两种试验循环顺序可供选湿润两种试验循环顺序可供选择，适用于金属材料以及电镀、涂漆、防锈油等表面处理后的耐蚀性试验。
试样由自动择，适用于金属材料以及电镀、涂漆、防锈油等表面处理后的耐蚀性试验。
试样由自动升降装置上下移动，按设定的周期时间浸入腐蚀溶液，通入干燥空气，在设定的顺序和升降装置上下移动，按设定的周期时间浸入腐蚀溶液，通入干燥空气，在设定的顺序和条件下反复循环进行试验。
条件下反复循环进行试验。
Pourbaix使用一个带有转轮的精巧系统，试样安装在轮子的边缘，它们可以浸入蒸馏使用一个带有转轮的精巧系统，试样安装在轮子的边缘，它们可以浸入蒸馏水、水、NaHSO3（亚硫酸氢钠）或（亚硫酸氢钠）或NaCL溶液，这三种溶液可分别用来模拟加速乡村气氛、溶液，这三种溶液可分别用来模拟加速乡村气氛、工业气氛和海洋气氛下的大气腐蚀情况。
当轮子旋转时将试样升高移出溶液，在工业气氛和海洋气氛下的大气腐蚀情况。
当轮子旋转时将试样升高移出溶液，在40-60温度区间内干燥。
机内用一个红外灯泡的调节来代表阴天和晴天的不同条件。
当试样浸温度区间内干燥。
机内用一个红外灯泡的调节来代表阴天和晴天的不同条件。
当试样浸入溶液时测定电极电动势的变化情况。
研究表明，几个星期的实验可与一年或更长时间入溶液时测定电极电动势的变化情况。
研究表明，几个星期的实验可与一年或更长时间的自然曝晒相匹配。
的自然曝晒相匹配。
原航空航天工业部原航空航天工业部621所李牧铮等所李牧铮等70年代也研究出一种类似的周期试验箱，轮盘以一定年代也研究出一种类似的周期试验箱，轮盘以一定速度旋转带动试样周期浸入试验溶液，浸入时间为速度旋转带动试样周期浸入试验溶液，浸入时间为1.5min，温度为，温度为451，相对湿度，相对湿度755%，所用溶液是添加过硫酸钠的氯化钠溶液。
，所用溶液是添加过硫酸钠的氯化钠溶液。
上述试验机在浸润时间、试样表面温度的控制方式、箱体结构、控制上述试验机在浸润时间、试样表面温度的控制方式、箱体结构、控制精度等均不能满足研究院耐腐蚀检验的要求，这些都需要重新设计、精度等均不能满足研究院耐腐蚀检验的要求，这些都需要重新设计、开发软件，完善周浸循环腐蚀箱的功能。
开发软件，完善周浸循环腐蚀箱的功能。
性能要求性能要求控制周浸腐蚀试验箱的温度并保持温度的一致性，温度波动小。
控制周浸腐蚀试验箱的温度并保持温度的一致性，温度波动小。
在要求的范围内控制周浸腐蚀箱的湿度，控制精度好。
在要求的范围内控制周浸腐蚀箱的湿度，控制精度好。
保证试样表面温度的一致性，试样表面温度在可控可调，控制精度高。
保证试样表面温度的一致性，试样表面温度在可控可调，控制精度高。
试验参数可通过计算机设置和测量。
试验参数可通过计算机设置和测量。
主轴转速可控可调。
主轴转速可控可调。
实现自动控制并确保安全。
实现自动控制并确保安全。
开发的周浸循环腐蚀试验箱软件满足以下性能要求：
开发的周浸循环腐蚀试验箱软件满足以下性能要求：
采用的标准采用的标准铁道部周浸腐蚀试验箱要求铁道部周浸腐蚀试验箱要求（TB/T2375-93）金属和合金的腐蚀盐溶液周浸试验金属和合金的腐蚀盐溶液周浸试验（GB/T19746-2005/ISO11130:
1999）关键技术、难点和创新点关键技术、难点和创新点通过采用电加热棒加热空气，用热空气控制箱体温度的方式，利用制冷通过采用电加热棒加热空气，用热空气控制箱体温度的方式，利用制冷设备抑制过高温度，实现温度可调可控，为保证箱体内温度均匀，在箱设备抑制过高温度，实现温度可调可控，为保证箱体内温度均匀，在箱体内安装电扇，通过控制系统可实现正反转，促进箱体内空气自循环。
体内安装电扇，通过控制系统可实现正反转，促进箱体内空气自循环。
采用雾化器加湿，相对湿度传感器测量，用相应的解耦算法来进行相对采用雾化器加湿，相对湿度传感器测量，用相应的解耦算法来进行相对湿度控制。
湿度控制。
对红外灯实行单灯控制，利用测量试样表面温度、负反馈电路和控制软对红外灯实行单灯控制，利用测量试样表面温度、负反馈电路和控制软件，进行单个红外灯输出功率控制，实现试样表面温度可调可控。
件，进行单个红外灯输出功率控制，实现试样表面温度可调可控。
通过自主集成系统，设计简洁、直观的人机界面，实现系统的计算机控通过自主集成系统，设计简洁、直观的人机界面，实现系统的计算机控制。
制。
采用符合用电安全的设计准则，保证试验的安全与稳定。
采用符合用电安全的设计准则，保证试验的安全与稳定。
关键技术关键技术关键技术、难点和创新点关键技术、难点和创新点环境温湿度的解耦控制环境温湿度的解耦控制工件表面温度和环境温度的解耦控制工件表面温度和环境温度的解耦控制工件物料跟踪工件物料跟踪难点难点关键技术、难点和创新点关键技术、难点和创新点通过合理的内部空气循环控制，制冷装置和加热装置的控通过合理的内部空气循环控制，制冷装置和加热装置的控制，保持周浸腐蚀试验箱内温度的均匀一致，波动误差在制，保持周浸腐蚀试验箱内温度的均匀一致，波动误差在1。
解决湿度、温度控制上的耦合作用，保证温度、湿度均能解决湿度、温度控制上的耦合作用，保证温度、湿度均能单独精确控制。
单独精确控制。
试样表面温度控制精度高，通过高精度的传感器和红外灯试样表面温度控制精度高，通过高精度的传感器和红外灯照照度控制，保证试样表面温度达到预定值和精度。
度控制，保证试样表面温度达到预定值和精度。
控制界面简洁、直观易于操作人员操作。
控制界面简洁、直观易于操作人员操作。
创新点创新点研究内容及实施方案研究内容及实施方案1、控制系统配置图控制系统配置图研究内容及实施方案研究内容及实施方案2、主轴步进电机驱动控制主轴步进电机驱动控制3、试验液槽和补充液槽液位控制试验液槽和补充液槽液位控制试验溶液采用耐腐蚀泵加载，当试验轮试验溶液采用耐腐蚀泵加载，当试验轮72圆心角对应的共性区在液槽中圆心角对应的共性区在液槽中浸入到溶液时，通过液位开关动作，停止试验溶液加载。
试验补充溶液通浸入到溶液时，通过液位开关动作，停止试验溶液加载。
试验补充溶液通过耐腐蚀泵加载到补充液槽中，当达到设定液位或人工干预停止加载。
实过耐腐蚀泵加载到补充液槽中，当达到设定液位或人工干预停止加载。
实验过程中通过液位开关，电磁阀用实验补充溶液补充消耗掉的试验溶液，验过程中通过液位开关，电磁阀用实验补充溶液补充消耗掉的试验溶液，以控制液面。
以控制液面。
根据试验转动盘的大小和材质，选择根据试验转动盘的大小和材质，选择0.8kW左右的电机。
主轴转速在左右的电机。
主轴转速在0.52r/h之间可调可控。
之间可调可控。
研究内容及实施方案研究内容及实施方案4、温控系统工作原理及控制、温控系统工作原理及控制采用电加热棒（两台）加热空气，用热空气控制箱体温度，利用制冷设备采用电加热棒（两台）加热空气，用热空气控制箱体温度，利用制冷设备抑制过高温度，实现抑制过高温度，实现40-50内可调可控，控制温度内可调可控，控制温度1。
为保证箱体内。
为保证箱体内温度均匀，在箱体内安装电扇，促进箱体内空气自循环。
温度均匀，在箱体内安装电扇，促进箱体内空气自循环。
（1）加热棒工作，功率可分）加热棒工作，功率可分3档，两加热棒可分别控制，并且两加热棒位档，两加热棒可分别控制，并且两加热棒位于箱体的靠前的两侧安装。
温度开关用以控制加热棒和制冷设备的于箱体的靠前的两侧安装。
温度开关用以控制加热棒和制冷设备的启、停。
启、停。
（2）制冷设备采用循环水冷却的方法，在箱体左右两端分别安装进气孔）制冷设备采用循环水冷却的方法，在箱体左右两端分别安装进气孔和出气孔，以便监测箱体内的温度。
其中循环水管上安装两位两通和出气孔，以便监测箱体内的温度。
其中循环水管上安装两位两通电磁阀，当箱体内温度过高时，电磁阀导通。
当箱体内温度达到冷电磁阀，当箱体内温度过高时，电磁阀导通。
当箱体内温度达到冷却温度时，电磁阀关闭。
需要注意的是：
水冷装置中的风扇处于常却温度时，电磁阀关闭。
需要注意的是：
水冷装置中的风扇处于常开状态，以保证箱体内的空气循环流动。
开状态，以保证箱体内的空气循环流动。
（3）电扇启、停动作，正常工作时，电扇保持工作状态。
）电扇启、停动作，正常工作时，电扇保持工作状态。
环境温度控制原理图研究内容及实施方案研究内容及实施方案5、雾化装置工作原理及控制、雾化装置工作原理及控制对湿度的控制，采用箱体内雾化器加湿，用湿度传感器进行相对湿度控对湿度的控制，采用箱体内雾化器加湿，用湿度传感器进行相对湿度控制，实现制，实现60-80%RH内可调可控，控制精度为内可调可控，控制精度为2%RH。
湿度传感器控制。
湿度传感器控制雾化器的启、停，满足湿度控制的需要。
雾化器的启、停，满足湿度控制的需要。
湿度控制原理图研究内容及实施方案研究内容及实施方案6、红外灯照度控制、红外灯照度控制4台红外灯，对红外灯实行单灯控制，利用测量试样表面温度和负反馈电台红外灯，对红外灯实行单灯控制，利用测量试样表面温度和负反馈电路，根据电压分别进行单个红外灯功率控制，以保证试样表面温度在路，根据电压分别进行单个红外灯功率控制，以保证试样表面温度在65-75内可调可控。
总共有四个控制回路。
内可调可控。
总共有四个控制回路。
单个工件表面温度控制原理图研究内容及实施方案研究内容及实施方案7、数据采集系统、数据采集系统数据经数据经PLC系统，上传至上位机，实现工艺流程显示、工件物流跟踪、数系统，上传至上位机，实现工艺流程显示、工件物流跟踪、数据库管理、曲线查询、数据报表查询打印、报警、相关工艺参数设定等。
据库管理、曲线查询、数据报表查询打印、报警、相关工艺参数设定等。
8、用电安全控制、用电安全控制停电保护停电保护在设备运行中电网停电，电网恢复供电后，设备不自行运在设备运行中电网停电，电网恢复供电后，设备不自
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