CN108007766A - 管流式变径冲刷腐蚀试验装置 - Google Patents

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姜志超
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Abstract

本发明涉及冲刷腐蚀研究技术领域，尤其涉及一种管流式变径冲刷腐蚀试验装置，管流冲蚀试验段由三种不同管径的管道串联组成组成，管道与管道之间通过变径法兰连接，每条管道中依次设串接电磁流量计和工作管段。各个待测试样为管状，以管状的待测试样作为工作管段，其管径分别与对应的管流冲蚀试验段中的管径相同，各工作管段两端通过法兰与管流冲蚀试验段连接，工作管段与电化学工作站相连。可实现在相同介质、相同流量下，研究同种材料在不同流速条件下的耐冲蚀腐蚀性能，一次实验可获得三组不同速度条件下的实验数据，缩短了实验时间，整个装置结构简单，制作成本低，自动化水平高，操作性能良好。

Description

管流式变径冲刷腐蚀试验装置
技术领域
本发明涉及冲刷腐蚀研究技术领域，尤其涉及一种管流式变径冲刷腐蚀试验装置。
背景技术
目前，研究冲刷腐蚀的实验装置包括旋转式冲蚀实验装置、射流式冲蚀实验装置、管流式冲蚀实验装置。其中，管流式冲蚀实验装置在设计之初就是以现场施工为基础，因而对模拟实际生产过程中的工程问题具有不可替代的位置，将该实验装置与石油工业现场工况结合起来，可以考虑流体力学因素来模拟石油工业中的冲蚀问题，更好地服务石油工业。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了针对石油管道运输过程中所发生的冲刷腐蚀行为，本发明提供一种管流式变径冲刷腐蚀试验装置，能够模拟管输过程中，相同流量下、不同流速的多相流流经金属管道，对金属管道的冲刷腐蚀行为，并实时记录工作表面的腐蚀反应，可用于指导类似管道及设备的选材和设计。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种管流式变径冲刷腐蚀试验装置，包括混合搅拌罐、搅拌器、加热器、离心泵、第一三通管接头、第二三通管接头、第一截止阀、第二截止阀和电化学工作站，搅拌器设置在混合搅拌罐上，加热器设置在混合搅拌罐内的侧壁上，混合搅拌罐底部的出口通过第一管路和离心泵相连接，离心泵出口和第一三通管接头相连通，第一三通管接头的另外两个接口分别连接有旁路和工作管路，旁路和工作管路还分别和第二三通管接头的两个接口相连通，第二三通管接头的另一个接口和混合搅拌罐上方的进口相连通，第一截止阀设置在旁路上，第二截止阀设置在工作管路上，工作管路上设置有管流冲蚀试验段，所述管流冲蚀试验段包括从前往后依次串联的第一电磁流量计、第一工作管段、第一变径法兰、第二电磁流量计、第二工作管段、第二变径法兰、第三电磁流量计、第三工作管段和第三变径法兰，第一电磁流量计靠近第二截止阀，第三变径法兰靠近第二三通管接头，第二截止阀相对与第二三通管接头靠前方设置，第一工作管段、第二工作管段和第三工作管段的内径互不相同，第一工作管段、第二工作管段和第三工作管段均和电化学工作站相连接。本发明管流冲蚀试验段由三种不同管径的管道串联组成组成，管道与管道之间通过变径法兰连接，每条管道中依次设串接电磁流量计和工作管段。各个待测试样为管状，以管状的待测试样作为工作管段，其管径分别与对应的管流冲蚀试验段中的管径相同，各工作管段两端通过法兰与管流冲蚀试验段，工作管段与电化学工作站相连。
为了便于实验观察，所述离心泵和第一三通管接头之间的第一管路上设置有第一球阀、压力表和温度表。
进一步，具体地，所述搅拌器包括转动电机、转动电机变频器、旋转叶片和转轴，转动电机与转动电机变频器相连，转动电机变频器与控制柜相连，转轴伸入混合搅拌罐内，旋转叶片安装在转轴上，转动电机变频器和控制柜电连接。
为了便于调节液体的流速，所述离心泵连接有离心泵电机，离心泵电机连接有离心泵变频器，离心泵变频器和控制柜电连接。
为了便于实验观察，所述混合搅拌罐外安装有液位计。
为了便于操作控制，所述电化学工作站电连接有计算机。
本发明的有益效果是，本发明的管流式变径冲刷腐蚀试验装置，管流冲蚀试验段由三段不同管径管道通过变径法兰连接而成，可实现在相同介质、相同流量下，研究同种材料在不同流速条件下的耐冲蚀腐蚀性能，一次实验可获得三组不同速度条件下的实验数据，缩短了实验时间，整个装置结构简单，制作成本低，自动化水平高，操作性能良好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明最优实施例的结构示意图。
图中：1、离心泵，2-1、离心泵电机，3-1、离心泵变频器，4-1、第一球阀，5、压力表，6、温度表，7-1、第一三通管接头，8-1、第一截止阀，8-2、第二截止阀，9-1、第一电磁流量计，10-1、第一工作管段，11-1、第一变径法兰，9-2、第二电磁流量计，10-2、第二工作管段，11-2、第二变径法兰，9-3、第三电磁流量计，10-3、第三工作管段，11-3、第三变径法兰，12、电化学工作站，13、计算机，14、控制柜，4-3、球阀，15、加热器，16、旋转叶片，17、转轴，18、液位计，19、混合搅拌罐，2-2、转动电机，3-2，转动电机变频器，20、第一管路，21、旁路，22、工作管路。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，是本发明最优实施例，一种管流式变径冲刷腐蚀试验装置，包括混合搅拌罐19、搅拌器、加热器15、离心泵1、第一三通管接头7-1、第二三通管接头7-2、第一截止阀8-1、第二截止阀8-2和电化学工作站12，搅拌器设置在混合搅拌罐19上，加热器15设置在混合搅拌罐19内的侧壁上，混合搅拌罐19底部的出口通过第一管路20和离心泵1相连接，离心泵1出口和第一三通管接头7-1相连通，第一三通管接头7-1的另外两个接口分别连接有旁路21和工作管路22，旁路21和工作管路22还分别和第二三通管接头7-2的两个接口相连通，第二三通管接头7-2的另一个接口和混合搅拌罐19上方的进口相连通，第一截止阀8-1设置在旁路21上，第二截止阀8-2设置在工作管路22上，工作管路22上设置有管流冲蚀试验段，管流冲蚀试验段包括从前往后依次串联的第一电磁流量计9-1、第一工作管段10-1、第一变径法兰11-1、第二电磁流量计9-2、第二工作管段10-2、第二变径法兰11-2、第三电磁流量计9-3、第三工作管段10-3和第三变径法兰11-3，第一电磁流量计9-1靠近第二截止阀8-2，第三变径法兰11-3靠近第二三通管接头7-2，第二截止阀8-2相对与第二三通管接头7-2靠前方设置，第一工作管段10-1、第二工作管段10-2和第三工作管段10-3的内径互不相同，第一工作管段10-1、第二工作管段10-2和第三工作管段10-3均和电化学工作站12相连接。
离心泵1和第一三通管接头7-1之间的第一管路20上设置有第一球阀4-1、压力表5和温度表6。
搅拌器包括转动电机2-2、转动电机变频器3-2、旋转叶片16和转轴17，转动电机2-2与转动电机变频器3-2相连，转动电机变频器3-2与控制柜13相连，转轴17伸入混合搅拌罐19内，旋转叶片16安装在转轴17上，转动电机变频器3-2和控制柜14电连接。
离心泵1连接有离心泵电机2-1，离心泵电机2-1连接有离心泵变频器3-1，离心泵变频器3-1和控制柜14电连接。混合搅拌罐19外安装有液位计18。电化学工作站12电连接有计算机13。
混合搅拌罐19下方出口通过第一管路20连接至离心泵1，第一管路20上设有第三球阀4-3；离心泵1出口管路上设有第一球阀4-1，离心泵1出口管路经第一球阀4-1后分为两路，一路经过第一截止阀8-1后通过旁路21从混合搅拌罐19上方进口返回罐中，另一路经过第二截止阀8-2和工作管路22与旁路21汇合后一起返回罐19中。
管流冲蚀试验段由三种不同管径的管道串联组成，其中第一种管径管道，由第一电磁流量计9-1与第一工作管段10-1串联；再通过第一变径法兰11-1与第二种管径管道串联，第一变径法兰11-1后依次串联有第二电磁流量计9-2以及第二工作管段10-2；再通过第二变径法兰11-2与第三种管径管道串联，第二变径法兰11-2后依次串联有第三电磁流量计9-3以及第三工作管段10-3；最后第三变径法兰11-3串接着支路管道。第一工作管段10-1、第二工作管段10-2和第三工作管段10-3可根据需要更换需要的内径管段。
混合搅拌罐19上方设有搅拌器，搅拌器由转动电机2-2、转动电机变频器3-2、旋转叶片16、转轴17组成，转动电机2-2与变频器3-2相连，再与控制柜13相连，可通过控制柜13调控转动电机变频器3-2来改变转动电机2-2转速，从而调节搅拌器的转速。
混合搅拌罐设有温控加热系统，罐侧壁设置加热器15，管路中设有的温度表6，根据温度表6的温度情况调节加热器15，使液体温度达到所需的实验温度。
实验过程如下：
(1)在混合搅拌罐19内进行实验的液体配置，在混合罐内经过加热器16对混合液进行加热并通过搅拌器搅拌均匀后，打开第一截止阀8-1，关闭第二截止阀8-2由离心泵1将混合溶液从混合搅拌罐19内送入旁路21。
(2)当混合液在旁路21循环数次，待固体颗粒与溶液充分混合后，打开第二截止阀8-2，关闭第一截止阀8-1，使混合液经过管流冲蚀实验段，通过电机变频器3-2和电磁流量计调节管道内部的流量，对实验段内的目标试样材料进行冲蚀。
(3)待冲蚀实验完成将冲蚀试样取出称重处理后，在混合搅拌罐19内，对混合液体进行处理，将混合液中的固体颗粒进行回收，以免引起实验室排放系统的堵塞，处理完液体后进行安全排放。
(4)对冲蚀实验装置进行清洗，尽量避免腐蚀流体残余对实验装置的持续侵蚀。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种管流式变径冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：包括混合搅拌罐(19)、搅拌器、加热器(15)、离心泵(1)、第一三通管接头(7-1)、第二三通管接头(7-2)、第一截止阀(8-1)、第二截止阀(8-2)和电化学工作站(12)，搅拌器设置在混合搅拌罐(19)上，加热器(15)设置在混合搅拌罐(19)内的侧壁上，混合搅拌罐(19)底部的出口通过第一管路(20)和离心泵(1)相连接，离心泵(1)出口和第一三通管接头(7-1)相连通，第一三通管接头(7-1)的另外两个接口分别连接有旁路(21)和工作管路(22)，旁路(21)和工作管路(22)还分别和第二三通管接头(7-2)的两个接口相连通，第二三通管接头(7-2)的另一个接口和混合搅拌罐(19)上方的进口相连通，第一截止阀(8-1)设置在旁路(21)上，第二截止阀(8-2)设置在工作管路(22)上，工作管路(22)上设置有管流冲蚀试验段，
所述管流冲蚀试验段包括从前往后依次串联的第一电磁流量计(9-1)、第一工作管段(10-1)、第一变径法兰(11-1)、第二电磁流量计(9-2)、第二工作管段(10-2)、第二变径法兰(11-2)、第三电磁流量计(9-3)、第三工作管段(10-3)和第三变径法兰(11-3)，第一电磁流量计(9-1)靠近第二截止阀(8-2)，第三变径法兰(11-3)靠近第二三通管接头(7-2)，第二截止阀(8-2)相对与第二三通管接头(7-2)靠前方设置，第一工作管段(10-1)、第二工作管段(10-2)和第三工作管段(10-3)的内径互不相同，第一工作管段(10-1)、第二工作管段(10-2)和第三工作管段(10-3)均和电化学工作站(12)相连接。
2.如权利要求1所述的管流式变径冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述离心泵(1)和第一三通管接头(7-1)之间的第一管路(20)上设置有第一球阀(4-1)、压力表(5)和温度表(6)。
3.如权利要求1所述的管流式变径冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述搅拌器包括转动电机(2-2)、转动电机变频器(3-2)、旋转叶片(16)和转轴(17)，转动电机(2-2)与转动电机变频器(3-2)相连，转动电机变频器(3-2)与控制柜(13)相连，转轴(17)伸入混合搅拌罐(19)内，旋转叶片(16)安装在转轴(17)上，转动电机变频器(3-2)和控制柜(14)电连接。
4.如权利要求1所述的管流式变径冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述离心泵(1)连接有离心泵电机(2-1)，离心泵电机(2-1)连接有离心泵变频器(3-1)，离心泵变频器(3-1)和控制柜(14)电连接。
5.如权利要求1所述的管流式变径冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述混合搅拌罐(19)外安装有液位计(18)。
6.如权利要求1所述的管流式变径冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述电化学工作站(12)电连接有计算机(13)。
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