CN107764722A - 可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置 - Google Patents

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周娟
李相波
隋永强
孙明先
刘峰
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Abstract

本发明提供了一种可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，其包括：操作台、水冷机和两个试验槽；每一个所述试验槽包括电机、液位计、温度传感器、样品台、挡流板、冷却管、加热器、冷却水入口、冷却水出口、入水口和出水口；样品台内嵌在档流板内部的。该装置设计了凹槽挡流板，使样品台嵌入挡流板的深度为5‑10mm，可以实现准确控制样品和流体的相对速度，样品速度为0‑15m/s；设计样品台的浸入深度为试验槽深度的2/3处，可以实现试验槽中流体的稳流程度；通过水冷机和加热器能准确控制流体的温度，试验流体的温度为5‑60℃。

Description

可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置
技术领域
本发明属于材料腐蚀性能测试技术领域，具体涉及一种可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置。
背景技术
冲刷腐蚀是金属表面与腐蚀流体之间由于高速相对运动而引起的金属损坏现象，是材料受冲刷和腐蚀协同作用的结果，是一种危害性较大的局部腐蚀。为了研究材料的耐冲刷腐蚀性能，最理想的方式是在现场条件下开展试验研究，然而现场试验经济耗费较大且不便于操作，为此研究人员经常依靠在实验室内试验机上开展冲刷腐蚀试验获得材料的数据信息。
研究冲刷腐蚀应用较多的试验装置是喷射式试验装置、管流式试验装置和旋转式试验装置三种。这三种试验装置的共同点是让介质和试样之间产生一种相对运动，使流体对材料造成冲刷腐蚀。喷射式试验装置基于循环泵和喷嘴产生高速流动介质对试样进行冲击的结构，可以控制流体的速度、可以改变冲刷的攻角，但是不能很好地模拟实际工况条件，冲刷强度比实际情况大，与实际冲刷腐蚀条件有一定的差距。管流式装置基于液体流动管路静止式结构，能够较好地模拟流体沿管道内壁的轴向的冲刷腐蚀行为，但是传统的管流式装置体积庞大，建造运行成本高，系统不稳定，实验周期长。旋转式装置基于在样品架上转动的样品与静止的液体产生切向力，使液固双相产生磨损和腐蚀，该类装置能提供比较高的流速条件，并可同时进行不同流速下的冲刷腐蚀测试。
赵月红等在《一种测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置》201320890908.5中介绍了一种旋转冲刷试验装置，该装置在冲刷试验箱内壁添加了档流板，并将试验件固定在转盘切线方向，该专利没有考虑温度控制、样品与水流之间的相对速度、样品浸入深度对液体稳态的影响。
孙成等人在《自循环固液相冲刷腐蚀实验装置》201210309863.8中介绍了一种旋转冲刷腐蚀实验装置，该装置的样品管通过支架安装于密闭容器的内壁，样品管中设置管状环形的样品。该专利没有考虑温度控制、样品与水流之间的相对速度、样品浸入深度对液体稳态的影响。样品仅为管状环形试样。
现有的旋转冲刷设备不能同时具备以下几个特点：简单准确的模拟流体沿管道材料轴向和径向的冲刷腐蚀行为；准确控制流体和材料的相对速度；准确控制流体的温度。
发明内容
为克服上述技术问题，本发明提供一种可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，该装置克服了现有旋转冲刷设备的不足，设计了两种不同样品安装方式，保证了管材、板材等不同形状材料的冲刷腐蚀，可以实现准确的模拟流体沿管道材料轴向和径向的冲刷腐蚀行为；设计了凹槽挡流板，使样品台嵌入挡流板的深度为5-10mm，可以实现准确控制样品和流体的相对速度，设计样品台的浸入深度为试验槽深度的2/3处，可以实现试验槽中流体的稳流程度；通过水冷机和加热器能准确控制流体的温度。
基于此，本发明提供一种可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，其包括：操作台、水冷机和两个试验槽；
每一个所述试验槽包括电机、液位计、温度传感器、样品台、挡流板、冷却管、加热器、冷却水入口、冷却水出口、入水口和出水口；
样品台内嵌在档流板内部的。
其中，所述电机位于试验槽的顶部，与样品台连接，用于驱动样品台的转动。
其中，所述操作台控制水冷机和两个试验槽的电机，通过控制电机进而控制样品台的转速。
其中，所述挡流板位于试验槽的内壁纵向均匀分布，挡流板的数量为6块。
其中，挡流板的中心有凹槽，凹槽深度为15mm-25mm。
其中，平台位于样品台的浸入深度为试验槽深度的2/3处。
其中，当试验槽中的流体液位低于试验槽的1/2时，液位报警器会自动响起。
所述样品台可以有两种形状，分别为圆形和八面形。
其中，样品上方水流的厚度与样品台的周长之比是大于60的。
有益的技术效果
本发明提供了一种实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，该装置克服了现有旋转冲刷设备的不足设计了两种不同样品台形状，保证了管材、板材等不同形状材料的冲刷腐蚀，可以实现准确的模拟流体沿管道材料轴向和径向的冲刷腐蚀行为；设计了凹槽挡流板，使样品台嵌入挡流板的深度为5-10mm，可以实现准确控制样品和流体的相对速度，样品速度为0-15m/s；设计样品台的浸入深度为试验槽深度的2/3处，可以实现试验槽中流体的稳流程度；通过水冷机和加热器能准确控制流体的温度，试验流体的温度为5-60℃。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图2为本发明装置径向冲刷样品台；
图3为本发明装置轴向冲刷样品台。
具体实施方式
以下采用实施例和附图来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
如图1至图3所示，本发明提供的可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置由操作台1、水冷机2、第一试验槽3和第二试验槽4构成。所述第一试验槽3包括电机9、液位计5、温度传感器6、样品台13、挡流板11、冷却管15、加热器17、冷却水入口23、冷却水出口25、入水口19和出水口21，第二试验槽4包括电机10、液位计7、温度传感器8、样品台14、挡流板11、冷却管16、加热器18、冷却水入口23、冷却水出口25、入水口19和出水口21。第一试验槽3和第二试验槽4的内部结构相同，因此以第一试验槽3为例。所述电机9位于第一试验槽3的顶部，与样品台13连接，用于驱动样品台的转动，挡流板11位于第一试验槽3的内壁纵向均匀分布，挡流板的数量为6块，挡流板的中心有凹槽，凹槽深度为15mm-25mm，样品台13嵌入挡流板11中的深度为5-10mm，样平台位于样品台的浸入深度为第一试验槽深度的2/3处。所述液位计5、温度传感器6和加热管18外部均套有聚四氟套管，所述液位计4和温度传感器6分别插在挡流板11与试验槽内壁之间，所述加热管18位于第一试验槽3的底部。冷却水入口23和冷却水出口25均位于第一试验槽3的底部，水冷机连着装置的冷却水入口23和24、冷却水出口25和26。冷却水从23进入到冷却管15中，由冷却水出口25循环到冷却机2中，冷却水从冷却水入口24进入到冷却管16中，由冷却水出口26循环到冷却机2中，19和20是试验槽的液体入水口，21和22是试验槽的液体出水口，入水口19和出水口21位于第一试验槽3的侧壁。
操作台1一方面通过控制试验槽上的电机控制样品台的转速，可以实现准确控制样品和流体的相对速度，样品速度为0-15m/s，另一方面通过冷水机控制加热器加热试验槽，准确控制流体的温度，试验流体的温度为5-60℃
所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，包括：操作台、水冷机和两个试验槽；
每一个所述试验槽包括电机、液位计、温度传感器、样品台、挡流板、冷却管、加热器、冷却水入口、冷却水出口、入水口和出水口；
样品台内嵌在档流板内部的。
2.如权利要求1所述的可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述电机位于试验槽的顶部，与样品台连接，用于驱动样品台的转动。
3.如权利要求1或2所述的可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述操作台控制水冷机和两个试验槽的电机，通过控制电机进而控制样品台的转速。
4.如权利要求1至3所述的可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述挡流板位于试验槽的内壁纵向均匀分布，挡流板的数量为6块。
5.如权利要求1至4所述的可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：挡流板的中心有凹槽，凹槽深度为15mm-25mm。
6.如权利要求1至5所述的可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：平台位于样品台的浸入深度为试验槽深度的2/3处。
7.如权利要求1至6所述的可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：当试验槽中的流体液位低于试验槽的1/2时，液位报警器会自动响起。
8.如权利要求1至7所述的可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述样品台可以有两种形状，分别为圆形和八面形。
9.如权利要求1至8所述的可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：样品上方水流的厚度与样品台的周长之比是大于60的。
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