CN106932293A - 一种自旋式多相流冲蚀磨损试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自旋式多相流冲蚀磨损试验机，包括浆料筒、电机、转轴和转盘；电机通过支架设置在浆料筒的上侧，转轴的一端与电机的输出轴连接，转轴的另一端设置转盘，转轴穿过浆料筒的顶板以便将转盘设置于浆料筒内，转盘上设有试件夹持器；浆料筒内设有多个挡料板，挡料板的一边与浆料筒的筒体连接。该试验机工作时，试件通过试件夹持器安装在转盘上，电机通过转轴带动转盘转动，浆料也随转盘产生转动，浆料筒内的挡料板会对浆料的转动产生阻挡的作用，进而产生一定的涡流，对试件起到一定的冲刷作用，能够模拟实际工况中冲刷形式，为实际的工程管道的冲刷磨损预测提供重要数据，为保证管道的安全运行提供参考。

Description

一种自旋式多相流冲蚀磨损试验机

技术领域

本发明涉及一种冲蚀磨损实验装置，具体地，涉及一种自旋式多相流冲蚀磨损试验机。

背景技术

流体管道是在一定压力下运输流体的特种设备。随着经济的发展，流体管道广泛运用于原油、天然气、自来水、城市液化气及流程工业领域中各种流体物料的输送。

研究发现，管道失效的形式多样，机理复杂，如材料缺陷、腐蚀、磨损、外力破坏等，其中，冲刷磨损破坏引起的磨损失效是管道系统中最为广泛也是最常见的破坏形式。冲刷磨损破坏具有明显的局部性、突发性、和风险性，特别在含水、腐蚀性、多相流介质流动作用下引起的冲刷磨损穿孔更是复杂，很难预测它的发生，已成为困扰流体管道安全运行的关键技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种自旋式多相流冲蚀磨损试验机，该试验机能够模拟工业环境中的实际工况，测试不同材质在不同转速和不同腐蚀性介质中的抗腐蚀能力，为保证管道的安全运行提供参考。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种自旋式多相流冲蚀磨损试验机，包括浆料筒、电机、转轴和转盘；所述电机通过支架设置在所述浆料筒的上侧，所述转轴的一端与所述电机的输出轴连接，所述转轴的另一端设置所述转盘，所述转轴穿过所述浆料筒的顶板以便将所述转盘设置于所述浆料筒内，所述转盘上设有试件夹持器；所述浆料筒内设有多个挡料板，所述挡料板的一边与所述浆料筒的筒体连接。

可选的，多个所述挡料板均布在所述浆料筒的侧壁。

可选的，多个所述挡料板设于所述浆料筒的筒底。

可选的，多个所述挡料板均布在所述浆料筒的侧壁，多个所述挡料板设于所述浆料筒的筒底。

可选的，多个所述挡料板在所述筒底的中部形成十字形或米字形。

可选的，多个所述试件夹持器均布在所述转盘上，所述试件夹持器包括底座和两个夹块，两个所述夹块对试件形成夹持并通过所述底座安装，所述底座能够调整所述试件的安装角度。

可选的，所述夹块为半圆柱体，一端设有夹口，另一端设有半个法兰盘，中部设有安装孔；两个所述夹块的所述夹口夹持所述试件，通过所述安装孔将两个所述夹块固定，并通过所述法兰盘与所述底座连接。

可选的，所述底座通过螺栓安装在所述转盘上。

可选的，所述浆料筒的顶板与所述筒体之间设有密封结构，所述浆料筒的顶部与所述转轴之间设有密封结构，所述顶板设有通气孔。

可选的，所述浆料筒的侧壁的内部设有加热件，所述侧壁还设有保温层。

本发明提供的自旋式多相流冲蚀磨损试验机，包括浆料筒、电机、转轴和转盘；电机通过支架设置在浆料筒的上侧，转轴的一端与电机的输出轴连接，转轴的另一端设置转盘，转轴穿过浆料筒的顶板以便将转盘设置于浆料筒内，转盘上设有试件夹持器；浆料筒内设有多个挡料板，挡料板的一边与浆料筒的筒体连接。

该试验机工作时，试件通过试件夹持器安装在转盘上，转盘位于浆料筒内，浆料筒内装有浆料，电机通过转轴带动转盘转动，转盘转动时，浆料也随转盘转动，浆料筒内的挡料板会对浆料的转动产生阻挡的作用，进而产生一定的涡流，对试件起到一定的冲刷作用，能够模拟实际工况中的冲刷形式。该试验机能够通过电机产生不同的转速，对试件的冲刷磨损特性进行测试，获得冲蚀磨损速率与材质、转速、冲击角度等变量之间的关系，为实际的工程管道的冲刷磨损预测提供重要数据，为保证管道的安全运行提供参考。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明所提供的自旋式多相流冲蚀磨损试验机一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1所示的试验机的试件夹持器的结构示意图；

图3为图2所示的试件夹持器的底座的一种结构示意图；

图4为图2所示的试件夹持器的夹块的左视图；

图5为图2所示的试件夹持器的夹块的右视图；

其中，图1至图5中的附图标记和部件名称之间的对应关系如下：

电机1；支架2；浆料筒3；加热件31；保温层32；顶板33；

转盘4；转轴5；挡料板6；试件夹持器7；通气孔8；

底座71；螺栓住711；

夹块72；夹口721；法兰盘722；安装孔723。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的自旋式多相流冲蚀磨损试验机一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1所示的试验机的试件夹持器的结构示意图。

一种具体的实施方式中，本发明提供了一种自旋式多相流冲蚀磨损试验机，包括浆料筒3、电机1、转轴5和转盘4；电机1通过支架2设置在浆料筒3的上侧，转轴4的一端与电机1的输出轴连接，转轴5的另一端设置转盘4，转轴5穿过浆料筒3的顶板33以便将转盘4设置于浆料筒3内，转盘4上设有试件夹持器7；浆料筒3内设有多个挡料板6，挡料板6的一边与浆料筒3的筒体连接。

该试验机工作时，试件通过试件夹持器7安装在转盘4上，转盘4位于浆料筒3内，浆料筒3内装有浆料，电机1通过转轴5带动转盘4转动，转盘4转动时，浆料也随转盘4转动，浆料筒3内的挡料板6会对浆料的转动产生阻挡的作用，进而产生一定的涡流，对试件起到一定的冲刷作用，能够模拟实际工况中冲刷形式。

通过电机1产生不同的转速，实现对试件的冲刷磨损特性的测试，获得冲蚀磨损速率与材质、转速、冲击角度等变量之间的关系，为实际的工程管道的冲刷磨损预测提供重要数据，为保证管道的安全运行提供参考。

该试验机，可以用来测量金属或非金属在酸性溶液、碱性溶液、砂浆等环境下抵抗高速冲刷与抗腐蚀的能力。它是勘探、钻井材料、管道运输、阀门制造等材料供应行业必需的模拟评定测试试验机。

现有冲蚀试验机浆料筒为简单的圆筒结构，浆料与工件一起旋转，冲蚀效果差。与现有技术相比，该试验机中，试件带动浆料旋转受到挡料板6的阻挡，强制形成涡流，对试件起到冲蚀的效果，并且非常接近实际工况。

挡料板6可以设置在浆料筒3的侧壁和/或筒底，可以将挡料板6设置成可拆卸形式，可以根据冲蚀效果的需要设置挡料板6的安装位置和安装数量，挡料板6的不同的设置方式能够模拟不同的冲蚀形式，产生不同的冲蚀效果。

第一种实施方式中，多个挡料板6均布在浆料筒3的侧壁。

挡料板6的一边与浆料筒3的侧壁连接，多个挡料板6均布在浆料筒3的侧壁，在浆料筒3的侧壁上形成多个枝芽式的结构，转盘4带动浆料转动时，浆料与枝芽式的挡料板6产生碰撞，对试件产生冲刷，对试件起到冲蚀的效果。

第二种实施方式中，多个挡料板6设于浆料筒3的筒底。

挡料板6的一边与浆料筒3的筒底连接，在筒底形成枝芽式的结构，转盘4带动浆料转动时，浆料与枝芽式的挡料板6产生碰撞，对试件产生冲刷，对试件起到冲蚀的效果。

第三种实施方式中，多个挡料板6均布在浆料筒3的侧壁，多个挡料板6设于浆料筒3的筒底。

浆料筒6内设置多个挡料板6，有的挡料板6与浆料筒3的侧壁连接，有的挡料板6与浆料筒3的筒底连接，试件在周向挡料板6和筒底挡料板6之间的空间做回转运动，带动浆料运动对试件形成冲蚀磨损。浆料与侧壁和筒底的挡料板6产生碰撞，能够形成涡流，与实际冲蚀工况非常接近。

进一步的，多个挡料板6在筒底的中部形成十字形或米字形。挡料板6也可以呈其他形状设置在筒底，具体根据实验需求设置。

上述各具体的实施方式中，多个试件夹持器7均布在转盘4上，试件夹持器7包括底座71和两个夹块72，两个夹块72对试件形成夹持并通过底座71安装，底座71能够调整试件的安装角度。

夹块72夹持试件后安装在底座71上，底座71与转盘4连接，安装底座71的过程中，可以调整试件的安装角度。多个试件夹持器7可同时安装多个试件，每个试件的冲蚀角度可单独调整，方便进行对比试验。

转盘4上可以均布多个试件夹持器7，同样的试件以不同的角度共同安装在转盘4上，冲蚀过程中，每个试件的冲蚀角度不同，能够得出冲蚀磨损速率与冲击角度之间的关系。

请参考图3至图5，图3为图2所示的试件夹持器的底座的一种结构示意图；图4为图2所示的试件夹持器的夹块的左视图；图5为图2所示的试件夹持器的夹块的右视图。

一种优选的实施方式中，夹块72为半圆柱体，一端设有夹口721，另一端设有半个法兰盘722，中部设有安装孔723；两个夹块72的夹口721夹持所述试件，通过安装孔723将两个夹块72固定，并通过法兰盘722与底座71连接。

如图4和图5所示，两个夹块72的平面一侧相对，并通过夹口721夹持试件，然后用螺栓穿过两个夹块72中部的安装孔723将两个夹块72固定，使夹块72夹持住试件；法兰盘722上设有螺纹孔，然后通过法兰盘722将夹块72与底座71连接，然后将底座71安装到转盘4上。

连接夹块72与底座71时，夹块72底部的法兰盘722的底面与图3中底座71的底面贴合，然后通过螺钉或螺栓进行连接。

如图1所示，试件通过试件夹持器7吊装在转盘4的底部，且使试件位于侧壁挡料板6和筒底挡料板6之间，这样的位置关系，使得试件在随转盘4转动时，形成的涡流效果最好，更有利于磨损实验。

进一步具体的实施方式中，底座71通过螺栓安装在转盘4上。

一种安装方式如图3所示，底座71上可以设置螺栓柱711，螺栓柱711从底部穿过转盘4，调整好试件的安装角度后，使底座71保持不动，通过螺母与螺栓柱711的配合固定底座71；另一种安装方式还可以先使底座71在安装位置调整好角度保持不动，然后螺栓穿过转盘4与底座71配合固定底座71。

上述各具体的实施方式中，浆料筒3的顶板33与筒体之间设有密封结构，浆料筒3的顶部与转轴5之间设有密封结构，顶板33设有通气孔8。

顶板33与筒体之间、与转轴5之间均为密封结构，通过通气孔可以根据需要向浆料筒3内通入空气或者其它气体，不仅可以在浆料筒3内形成一定的压力，而且可以满足一些特殊气体与筒内液体、固体混合，实现气、液、固三相流的效果，能够得出气液固三相流条件下的冲刷磨损情况。

另一种具体的实施方式中，浆料筒3的侧壁的内部设有加热件31，侧壁还设有保温层32。

加热件31可以对浆料筒3内的浆料进行加热，保温层32能够起到一定的保温作用，根据试验需要，通过加热件31对浆料的温度进行控制，以获得最佳的试验效果。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自旋式多相流冲蚀磨损试验机，其特征在于，包括浆料筒、电机、转轴和转盘；所述电机通过支架设置在所述浆料筒的上侧，所述转轴的一端与所述电机的输出轴连接，所述转轴的另一端设置所述转盘，所述转轴穿过所述浆料筒的顶板以便将所述转盘设置于所述浆料筒内，所述转盘上设有试件夹持器；所述浆料筒内设有多个挡料板，所述挡料板的一边与所述浆料筒的筒体连接。

2.如权利要求1所述的自旋式多相流冲蚀磨损试验机，其特征在于，多个所述挡料板均布在所述浆料筒的侧壁。

3.如权利要求1所述的自旋式多相流冲蚀磨损试验机，其特征在于，多个所述挡料板设于所述浆料筒的筒底。

4.如权利要求1所述的自旋式多相流冲蚀磨损试验机，其特征在于，多个所述挡料板均布在所述浆料筒的侧壁，多个所述挡料板设于所述浆料筒的筒底。

5.如权利要求3或4所述的自旋式多相流冲蚀磨损试验机，其特征在于，多个所述挡料板在所述筒底的中部形成十字形或米字形。

6.如权利要求1至4任一项所述的自旋式多相流冲蚀磨损试验机，其特征在于，多个所述试件夹持器均布在所述转盘上，所述试件夹持器包括底座和两个夹块，两个所述夹块对试件形成夹持并通过所述底座安装，所述底座能够调整所述试件的安装角度。

7.如权利要求6所述的自旋式多相流冲蚀磨损试验机，其特征在于，所述夹块为半圆柱体，一端设有夹口，另一端设有半个法兰盘，中部设有安装孔；两个所述夹块的所述夹口夹持所述试件，通过所述安装孔将两个所述夹块固定，并通过所述法兰盘与所述底座连接。

8.如权利要求7所述的自旋式多相流冲蚀磨损试验机，其特征在于，所述底座通过螺栓安装在所述转盘上。

9.如权利要求1至4任一项所述的自旋式多相流冲蚀磨损试验机，其特征在于，所述浆料筒的顶板与所述筒体之间设有密封结构，所述浆料筒的顶部与所述转轴之间设有密封结构，所述顶板设有通气孔。

10.如权利要求9所述的自旋式多相流冲蚀磨损试验机，其特征在于，所述浆料筒的侧壁的内部设有加热件，所述侧壁还设有保温层。