CN101413860A - 一种高温高流速冲蚀实验装置 - Google Patents
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Abstract
一种高温高流速冲蚀实验装置，属于工业测试设备领域，涉及工业设备材料的性能测试，提供一种模拟高温高流速状态下腐蚀介质对工业设备材料的冲蚀实验装置，用于材料耐冲蚀性能的测试。包括原料罐、添加剂罐、过滤器、原料进料泵、计量泵、5级加热炉、样品室、冷凝器、高分罐、贮液罐和氮气瓶组成。原料罐的底部依次和过滤器、原料进料泵、计量泵、5级加热炉、样品室、冷凝器、高分罐、贮液罐通过法兰串联连接；添加剂罐入口、贮液罐出口和过滤器入口相连；5级加热炉的最后一级出口通过旁路和冷凝器入口连接；样品室顶部通过安全阀和高分罐顶部连接。氮气瓶通过气体置换阀和原料罐的出口连接。本装置能够模拟工业环境中高温高流速条件下设备材料的耐冲蚀能力测试。
Description
技术领域
本发明属于工业测试设备领域，涉及工业设备材料的性能测试，提供一种模拟高温高流速状态下腐蚀介质对工业设备材料的冲蚀实验装置，用于材料耐冲蚀性能的测试。
背景技术
目前，材料在高温高流速工业条件下的冲蚀研究主要基于两个手段，一是在装置检修中调查研究或生产线中进行挂片试验获得一些数据，但这些数据获取时间长，且不能在生产前进行腐蚀预测；其二是一些研究人员采用静止条件或高压釜中旋转获取数据，但这种试验条件并不能真实反映材料在高温高流速条件下的冲蚀行为。因此，发明一种能够尽量模拟实际生产中的高温高流速冲蚀过程，从而实现在实验室进行试验研究或腐蚀评估的试验装置，对于工业环境中高温高流速条件下的冲蚀研究有重要意义。而目前进行高温冲蚀试验的相应实验装置很少。
CN1363835公开了一种高温高流速冲蚀实验装置，由储液罐、缓冲罐、过滤器、计量泵、加热炉、换热器、样品室、氮气瓶组成，与缓冲罐相连的储液罐底部经放液阀、过滤器、计量泵及多级加热炉至样品室，在加热炉之间设有2组换热器，最后一级加热炉一方面与样品室间设进出口阀，另一方面与换热器间设旁路阀，与旁路阀连接的换热器与另一换热器串联后至储液罐，氮气瓶经气体置换阀至加热炉。它能模拟工业环境中高温高流速条件，用于设备材料高温介质冲蚀测试。但该装置至少存在两个问题，其一是原料主循环回路中没有冷凝装置，致使一方面原料在高温下长期试验其组分极有可能发生改变，不能真实反映实际生产过程，因而获取的试验结果也不可靠，另一方面几乎全部配件必须耐高温，特别是关键构件计量泵需在高温下长期运转，市场上很难采购到满足此条件的计量泵，而且价格昂贵，使用寿命短；其二是样品室没有高分罐装置，用于测试的原料液体中轻质组分在高温下必然挥发从而导致样品室压力增大，不同类型的原料液体产生的压力不同，给整个装置带来安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够真实地模拟材料在实际工业环境中高温高流速冲蚀工矿的实验装置，解决现有技术中，原料在高温下长期试验中组分可能发生改变、耐高温计量泵价格昂贵且寿命短，以及压力增大导致安全隐患等问题。
本发明包括原料罐1、添加剂罐2、过滤器3、原料进料泵4、计量泵5、5级加热炉6、样品室7、冷凝器8、高分罐9、贮液罐10和氮气瓶11。原料罐1、过滤器3、原料进料泵4、计量泵5、5级加热炉6、样品室7、冷凝器8、高分罐9、贮液罐10依次通过法兰按入口到出口方向串联连接，贮液罐10的出口连接到过滤器3的入口，形成串联循环回路。5级加热炉6的最后一级出口通过样品室阀门14连接到样品室7，通过旁路阀门13连接到冷凝器8的入口。样品室7顶部通过安全阀和高分罐9的顶部连接，并与压力表12和冷凝器8顶部连接，底部出口与冷凝器8入口连接。高分罐9与冷凝器8出口连接。原料罐1、贮液罐10、高分罐9均连接低压氮气瓶11。样品室7顶部连接高压氮气瓶11。原料罐1侧面安装添加剂罐2。
本发明在原料主循环回路中装有冷凝器，尽量降低了原料在高温下长期试验其组分发生改变的可能，从而能够更真实地反映实际生产过程，大部分配件特别是关键构件计量泵在较低温度下运转，此类泵产品技术成熟且寿命较长。样品室底部连接高分罐装置，可以消除测试样品中轻质组分在高温下挥发导致样品室压力增大带来的安全隐患，同时也扩大了试验原料的适用范围。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明在测试20#碳钢在含环烷酸的高温油中的冲蚀和静态浸泡腐蚀试验结果图。
具体实施方式
本发明包括原料罐1、添加剂罐2、过滤器3、原料进料泵4、计量泵5、5级加热炉6、样品室7、冷凝器8、高分罐9、贮液罐10和氮气瓶11。原料罐1、过滤器3、原料进料泵4、计量泵5、5级加热炉6、样品室7、冷凝器8、高分罐9、贮液罐10依次通过法兰按入口到出口方向串联连接，贮液罐10的出口连接到过滤器3的入口，形成串联循环回路。5级加热炉6的最后一级出口通过样品室阀门14连接到样品室7，通过旁路阀门13连接到冷凝器8的入口。样品室7顶部通过安全阀和高分罐9的顶部连接，并与压力表12和冷凝器8顶部连接，底部出口与冷凝器8入口连接。高分罐9与冷凝器8出口连接。原料罐1、贮液罐10、高分罐9均连接低压氮气瓶11。样品室7顶部连接高压氮气瓶11。原料罐1侧面安装添加剂罐2。
本发明的工作过程如下：
首先在样品室7安装好用来测试冲刷腐蚀性能的样品，并在样品室7底部安放静止浸泡的试样。开启样品室7的氮气入口，关闭其余的入口和出口阀门，然后开启高压氮气瓶11，进行试验前的压力测试。测试完毕打开样品罐7的排空阀门。在原料罐1中添加100L试验液体，在添加剂罐2添加10ml缓蚀剂，并开启原料罐1的预热开关，将试验液体预热至一定温度。开启阀门低压氮气瓶11向管路内注入氮气，保证全部管路畅通且无泄漏，连续通氮气15分钟置换装置内的空气，然后关闭氮气进气阀门。关闭试验液体进入样品室阀门14，开启旁路阀门13，启动原料进料泵4，使管路充满实验液体，再次开启低压氮气瓶11进气阀门，连续通氮气15分钟然后关闭氮气进气阀门。开启5级加热炉6，使得液体经过滤器3进入原料进料泵4，经计量泵5进入5级加热炉6，经旁路直接到冷凝器8，经高分罐9、贮液罐10回到原料罐1形成循环回路。等试验液体达到试验所要求的温度，关闭旁路阀门13，开启进入样品室的阀门14。液体进入样品室7时，以喷射状态冲击样品，形成高温高流速的冲刷环境，样品室7喷射后的试验液体进入高分罐9、贮液罐10回到原料罐1继续形成循环回路。控制试验液体连续循环一点时间，根据样品的腐蚀情况，就可以测试出样品在高温高流速条件下某种试验液体对其的冲刷腐蚀作用，同时还可以和静止浸泡的样品进行腐蚀性对比。试验结束时，先关闭5级加热炉6，关闭试验液体进入样品室7的阀门14，开启旁路阀门13，待温度下降到安全温度值时，停止循环，取出试样进行相关分析。
如图2所示，是采用本发明测试的20#碳钢在含环烷酸的高温油中的冲蚀和静态浸泡腐蚀试验结果图。
Claims (1)
1、一种高温高流速冲蚀实验装置，其特征在于：包括原料罐(1)、添加剂罐(2)、过滤器(3)、原料进料泵(4)、计量泵(5)、5级加热炉(6)、样品室(7)、冷凝器(8)、高分罐(9)、贮液罐(10)和氮气瓶(11)，原料罐(1)、过滤器(3)、原料进料泵(4)、计量泵(5)、5级加热炉(6)、样品室(7)、冷凝器(8)、高分罐(9)、贮液罐(10)、依次通过法兰按入口到出口方向串联连接，贮液罐(10)的出口连接到过滤器(3)的入口，形成串联循环回路，5级加热炉(6)的最后一级出口通过样品室阀门(14)连接到样品室(7)，通过旁路阀门(13)连接到冷凝器(8)的入口；样品室(7)顶部通过安全阀和高分罐(9)的顶部连接，并与压力表(12)和冷凝器(8)顶部连接，底部出口与冷凝器(8)入口连接；高分罐(9)与冷凝器(8)的出口连接。
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