CN108181193B - 射流式冲刷腐蚀试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冲刷腐蚀装置技术领域，尤其是一种射流式冲刷腐蚀试验装置，包括浆料罐、位于浆料罐上方的冲刷室及位于冲刷室内的喷射组件，喷射组件包括多个相互固定且沿圆周分布的喷嘴，浆料罐的出口通过进料管与喷射组件连通，进料管上设置有循环泵，冲刷室的底部通过出料管与浆料罐的进口连通，冲刷室内设置有多个试样夹持机构，试样夹持机构与喷嘴的数量一致且一一对应；试样夹持机构包括固定板、用于固定试样的试样台、攻角调节组件及冲刷距离调节组件，本发明具有攻角和冲刷距离调节功能，且喷射组件含多个喷嘴，从而实现在同一时间内以相同实验条件可进行四组实验，故一次实验可获得四组流速实验数据，从而大大的缩短试验周期。

Description

射流式冲刷腐蚀试验装置

技术领域

本发明涉及冲刷腐蚀装置技术领域，尤其是一种射流式冲刷腐蚀试验装置。

背景技术

冲刷腐蚀是金属表面与腐蚀性流体之间由于相对运动而引起的金属损坏现象，是材料受冲刷和腐蚀交互作用的结果。对于冲刷腐蚀的研究，在实验室内开展模拟工艺条件下的实验研究是当前获得材料的冲刷腐蚀性能参数行之有效的方法，目前应用较多的实验装置包括旋转电极式冲刷腐蚀装置、射流式冲刷腐蚀装置、管流式冲刷腐蚀装置等，其中旋转电极式冲刷腐蚀装置的原理是电机浸没在浆液中随转轴高速旋转而发生冲刷腐蚀，但该装置调节攻角比较困难；对于管流式冲刷腐蚀装置而言，实验装置占据空间大、实验所需浆液量大、试验周期长不仅实验成本高，而且无法控制攻角。而当前攻角的变化对于材料冲刷腐蚀影响规律的研究甚少，主要原因是缺乏可有效控制攻角及冲刷距离的射流式冲刷腐蚀装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中冲刷腐蚀试验时攻角及冲刷距离的难以控制调节的问题，现提供一种射流式冲刷腐蚀试验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种射流式冲刷腐蚀试验装置，包括浆料罐位于浆料罐上方的冲刷室及位于冲刷室内的喷射组件，所述喷射组件包括多个相互固定且沿圆周分布的喷嘴，所述浆料罐的出口通过进料管与喷射组件连通，所述喷嘴均与进料管连通，所述进料管上设置有循环泵，所述冲刷室的底部通过出料管与浆料罐的进口连通，所述冲刷室内设置有多个试样夹持机构，所述试样夹持机构与喷嘴的数量一致且一一对应；

所述试样夹持机构包括固定板、用于固定试样的试样台、攻角调节组件及冲刷距离调节组件，所述试样台设置在固定板上，所述攻角调节组件用于调节试样台相对固定板转动，所述冲刷距离调节组件用于调节试样台相对喷嘴靠拢或远离；

多个所述试样夹持机构中一者的试样台上固定有参比电极和辅助电极，所述参比电极、辅助电极及辅助电极所在的试样台上的试样均通过导线与电化学工作站相连，电化学工作站与计算机相连。

进一步地，所述试样台上开设有用于固定试样的试样槽，所述试样槽的槽底安装有弹簧，所述试样台上设有用于和试样螺纹连接的试样固定螺钉。

进一步地，所述试样台上开设有参比电极安装孔和辅助电极安装孔，所述参比电极安装孔和辅助电极安装孔分别位于试样槽的两侧。

进一步地，所述冲刷距离调节组件包括滑架、连杆及具有滑孔的固定台，所述固定板的一端位于冲刷室内，另一端位于冲刷室外，所述滑架和固定台均固定在固定板上，所述滑架位于冲刷室内，所述固定台位于冲刷室外，所述滑架上开设有滑槽，所述滑槽内滑动设置有与其相匹配的滑块，所述试样台通过攻角调节组件固定在滑块上，所述连杆的一端与滑块固定连接，另一端穿过固定台的滑孔，所述固定台上螺纹连接有距离调节螺钉，所述距离调节螺钉抵在连杆上，所述滑架上沿滑块的滑动方向设置有直线刻度尺，松开距离调节螺钉后，通过连杆可使滑块及其上的试样台相对喷嘴靠拢或远离，调节好冲刷距离后，旋紧距离调节螺钉即可。

进一步地，所述攻角调节组件包括攻角调节螺钉，所述试样台的底部具有圆弧状凸起，所述圆弧状凸起通过攻角调节螺钉固定在滑块上，所述圆弧状凸起的周面上设置有圆周刻度尺，所述滑块上固定有圆周刻度读数头，松开攻角调节螺钉时，可使试样台绕攻角调节螺钉相对滑块转动，从而调整试样台上的试样相对喷嘴的角度，进而实现攻角的调节，调节好后，将攻角调节螺钉旋紧即可，其中，圆周刻度尺和圆周刻度读数头可便于读取当前试样台上的试样相对喷嘴的角度。

进一步地，所述喷嘴包括中空的本体、具有中心通孔的喷芯及位于本体前端的中空锥形部，所述锥形部的大端靠近本体，所述喷芯设置在锥形部内，所述锥形部远离本体的一端内壁具有用于限位喷芯的限位凸起，所述喷芯远离本体的一端端部抵在限位凸起上。

由于喷嘴的出口处，浆液流速最大，冲刷腐蚀最为严重，进一步地，所述锥形部由上半部和下半部拼合而成，所述锥形部的下半部与本体一体成型，所述上半部通过紧固螺钉固定在本体上，所述锥形部的上半部与下半部之间设置有密封垫，所述锥形部的上半部与本体之间也设置有密封垫，所述锥形部的小端周面上螺纹连接有锁紧螺母，利用将锥形部设置为可拆卸结构，可便于更换喷芯。

进一步地，所述循环泵通过电机驱动，所述电机信号连接有变频器，所述变频器信号连接有控制柜，通过控制柜和变频器可调节电机以不同的转速驱动循环泵。

进一步地，所述进料管上设置有电磁流量计及第一截止阀，所述出料管设置有第二截止阀。

本发明的有益效果是：本发明的射流式冲刷腐蚀试验装置具有攻角和冲刷距离调节功能，且喷射组件含多个喷嘴，从而实现在同一时间内以相同实验条件，可进行四组实验，故一次实验可获得四组流速实验数据，从而大大的缩短试验周期；接三电极系统的试样，进行电化学测试得到开路电位，腐蚀电位，腐蚀电流等参数；同时该试验装置可测出所有试样台上的试样实验前后的失重量，再取平均值，以便更加精确的计算出试样的腐蚀速率。

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是本发明射流式冲刷腐蚀试验装置的示意图；

图2是本发明射流式冲刷腐蚀试验装置中试样夹持机构与喷射组件的分布示意图；

图3是本发明射流式冲刷腐蚀试验装置中试样夹持机构的三维示意图；

图4是本发明射流式冲刷腐蚀试验装置中试样夹持机构的爆炸示意图；

图5是本发明射流式冲刷腐蚀试验装置中试样台与滑块的剖视示意图；

图6是本发明射流式冲刷腐蚀试验装置中试样台的剖视示意图；

图7是本发明射流式冲刷腐蚀试验装置中喷嘴的示意图。

图中：1、浆料罐，2、冲刷室；

3、喷射组件，3-1、喷嘴，3-11、本体、3-12、喷芯，3-13、锥形部，3-131、上半部，3-132、下半部，3-14、密封垫，3-15、锁紧螺母，3-16、限位凸起，3-17、紧固螺钉；

4、进料管，5、循环泵，6、出料管；

7、试样夹持机构，7-1、固定板，7-2、试样台，7-21、参比电极安装孔，7-22、辅助电极安装孔，7-23、圆弧状凸起，7-3、弹簧，7-4、试样固定螺钉，7-5、滑架，7-51、滑槽，7-6、连杆，7-7、固定台，7-8、滑块，7-9、距离调节螺钉，7-10、直线刻度尺，7-11、攻角调节螺钉，7-12、圆周刻度尺，7-13、圆周刻度读数头；

8、参比电极，9、辅助电极，10、试样，11、导线，12、电化学工作站，13、计算机，14、电机，15、变频器，16、控制柜，17、电磁流量计，18、第一截止阀，19、第二截止阀。

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，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

实施例1

如图1-7所示，一种射流式冲刷腐蚀试验装置，包括浆料罐1、位于浆料罐1上方的冲刷室2及位于冲刷室2内的喷射组件3，所述喷射组件3包括多个相互固定且沿圆周分布的喷嘴3-1，所述浆料罐1的出口通过进料管4与喷射组件3连通，所述喷嘴3-1均与进料管4连通，所述进料管4上设置有循环泵5，所述冲刷室2的底部通过出料管6与浆料罐1的进口连通，所述冲刷室2内设置有多个试样夹持机构7，所述试样夹持机构7与喷嘴3-1的数量一致且一一对应，其中试样夹持机构7可为四个，对应的喷嘴3-1也有四个，相邻两个试样夹持机构7之间呈90°分布，相邻两个喷嘴3-1也呈90°分布；

所述试样夹持机构7包括固定板7-1、用于固定试样10的试样台7-2、攻角调节组件及冲刷距离调节组件，所述试样台7-2设置在固定板7-1上，所述攻角调节组件用于调节试样台7-2相对固定板7-1转动，所述冲刷距离调节组件用于调节试样台7-2相对喷嘴3-1靠拢或远离；

多个所述试样夹持机构7中一者的试样台7-2上固定有参比电极8和辅助电极9，所述参比电极8、辅助电极9及辅助电极9所在的试样台7-2上的试样10均通过导线11与电化学工作站12相连，电化学工作站12与计算机13相连，即辅助电极9所在的试样台7-2上的试样10充当电化学工作站12的工作电极,并与参比电极8及辅助电极9组成三电极系统进行电化学参数进行测量。

所述试样台7-2上开设有用于固定试样10的试样槽，所述试样槽的槽底安装有弹簧7-3，所述试样台7-2上设有用于和试样10螺纹连接的试样固定螺钉7-4，电化学工作站12通过导线11接在弹簧7-3上，弹簧7-3抵在试样10与试样槽之间，使作为工作电极的试样10更好的与导线11连接。

所述试样台7-2上开设有参比电极安装孔7-21和辅助电极安装孔7-22，所述参比电极安装孔7-21和辅助电极安装孔7-22分别位于试样槽的两侧。

所述冲刷距离调节组件包括滑架7-5、连杆7-6及具有滑孔的固定台7-7，所述固定板7-1的一端位于冲刷室2内，另一端位于冲刷室2外，固定板7-1可焊接固定在冲刷室2上，所述滑架7-5和固定台7-7均固定在固定板7-1上，所述滑架7-5位于冲刷室2内，所述固定台7-7位于冲刷室2外，所述滑架7-5上开设有滑槽7-51，所述滑槽7-51内滑动设置有与其相匹配的滑块7-8，所述试样台7-2通过攻角调节组件固定在滑块7-8上，所述连杆7-6的一端与滑块7-8固定连接，另一端穿过固定台7-7的滑孔，所述固定台7-7上螺纹连接有距离调节螺钉7-9，所述距离调节螺钉7-9抵在连杆7-6上，所述滑架7-5上沿滑块7-8的滑动方向设置有直线刻度尺7-10，松开距离调节螺钉7-9后，通过连杆7-6可使滑块7-8及其上的试样台7-2相对喷嘴3-1靠拢或远离，调节好冲刷距离后，旋紧距离调节螺钉7-9即可。

所述攻角调节组件包括攻角调节螺钉7-11，所述试样台7-2的底部具有圆弧状凸起7-23，所述圆弧状凸起7-23通过攻角调节螺钉7-11固定在滑块7-8上，所述圆弧状凸起7-23的周面上设置有圆周刻度尺7-12，所述滑块7-8上固定有圆周刻度读数头7-13，松开攻角调节螺钉7-11时，可使试样台7-2绕攻角调节螺钉7-11相对滑块7-8转动，从而调整试样台7-2上的试样10相对喷嘴3-1的角度，进而实现攻角的调节，调节好后，将攻角调节螺钉7-11旋紧即可，其中，圆周刻度尺7-12和圆周刻度读数头7-13可便于读取当前试样台7-2上的试样10相对喷嘴3-1的角度。

所述喷嘴3-1包括中空的本体3-11、具有中心通孔的喷芯3-12及位于本体3-11前端的中空锥形部3-13，所述锥形部3-13的大端靠近本体3-11，所述喷芯3-12设置在锥形部3-13内，所述锥形部3-13远离本体3-11的一端内壁具有用于限位喷芯3-12的限位凸起3-16，所述喷芯3-12远离本体3-11的一端端部抵在限位凸起3-16上。

所述锥形部3-13由上半部3-131和下半部3-132拼合而成，所述锥形部3-13的下半部3-132与本体3-11一体成型，所述上半部3-131通过紧固螺钉3-17固定在本体3-11上，所述锥形部3-13的上半部3-131与下半部3-132之间设置有密封垫3-14，所述锥形部3-13的上半部3-131与本体3-11之间也设置有密封垫3-14，所述锥形部3-13的小端周面上螺纹连接有锁紧螺母3-15，利用将锥形部3-13设置为可拆卸结构，可便于更换喷芯3-12。

所述循环泵5通过电机14驱动，所述电机14信号连接有变频器15，所述变频器15信号连接有控制柜16，通过控制柜16和变频器15可调节电机14以不同的转速驱动循环泵5。

所述进料管4上设置有电磁流量计17及第一截止阀18，所述出料管6上设置有第二截止阀19，电磁流量计17可实时测出进料管4中的流量。

该射流式冲刷腐蚀试验装置可适用于对油气管道进行冲刷腐蚀试验，油气管道常用的钢材有X80钢，那么对应采用的冲刷固体为石英砂颗粒、对应采用的冲刷液体为氯化钠溶液；

进行试验前：首先在浆料罐1内对应装入冲刷固体和冲刷液体，并使其混合均衡，并在所有试样台7-2上对应装上同样的试样10；

然后根据需求调节攻角：松开攻角调节螺钉7-11，可使试样台7-2绕攻角调节螺钉7-11相对滑块7-8转动，从而调整试样台7-2上的试样10相对喷嘴3-1的角度，进而实现攻角的调节，调节好后，将攻角调节螺钉7-11旋紧即可；

接着根据需求调节冲刷距离：松开距离调节螺钉7-9，通过连杆7-6可使滑块7-8及其上的试样台7-2相对喷嘴3-1靠拢或远离，调节好冲刷距离后，旋紧距离调节螺钉7-9即可；

随后打开第一截止阀18和第二截止阀19，开启循环泵5，观察电磁流量计17的显示数值，并调整电机14的转速使进料管4中的流量达到设定流量，调节第二截止阀19的开关大小，控制冲刷室2液面高度，随后进行冲刷腐蚀试验。

最终实现：一、接三电极系统的试样10，进行电化学测试得到开路电位，腐蚀电位，腐蚀电流等参数；

二、可测出所有试样台7-2上的试样10其实验前后的失重量，再取平均值，计算出精确的腐蚀速率。

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 (8)

1.一种射流式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：包括浆料罐（1）、位于浆料罐（1）上方的冲刷室（2）及位于冲刷室（2）内的喷射组件（3），所述喷射组件（3）包括多个相互固定且沿圆周分布的喷嘴（3-1），所述浆料罐（1）的出口通过进料管（4）与喷射组件（3）连通，所述喷嘴（3-1）均与进料管（4）连通，所述进料管（4）上设置有循环泵（5），所述冲刷室（2）的底部通过出料管（6）与浆料罐（1）的进口连通，所述冲刷室（2）内设置有多个试样夹持机构（7），所述试样夹持机构（7）与喷嘴（3-1）的数量一致且一一对应；

所述试样夹持机构（7）包括固定板（7-1）、用于固定试样（10）的试样台（7-2）、攻角调节组件及冲刷距离调节组件，所述试样台（7-2）设置在固定板（7-1）上，所述攻角调节组件用于调节试样台（7-2）相对固定板（7-1）转动，所述冲刷距离调节组件用于调节试样台（7-2）相对喷嘴（3-1）靠拢或远离；

多个所述试样夹持机构（7）中一者的试样台（7-2）上固定有参比电极（8）和辅助电极（9），所述参比电极（8）、辅助电极（9）及辅助电极（9）所在的试样台（7-2）上的试样（10）均通过导线（11）与电化学工作站（12）相连，电化学工作站（12）与计算机（13）相连；

所述冲刷距离调节组件包括滑架（7-5）、连杆（7-6）及具有滑孔的固定台（7-7），所述固定板（7-1）的一端位于冲刷室（2）内，另一端位于冲刷室（2）外，所述滑架（7-5）和固定台（7-7）均固定在固定板（7-1） 上，所述滑架（7-5）位于冲刷室（2）内，所述固定台（7-7）位于冲刷室（2）外，所述滑架（7-5）上开设有滑槽（7-51），所述滑槽（7-51）内滑动设置有与其相匹配的滑块（7-8），所述试样台（7-2）通过攻角调节组件固定在滑块（7-8）上，所述连杆（7-6）的一端与滑块（7-8）固定连接，另一端穿过固定台（7-7）的滑孔，所述固定台（7-7）上螺纹连接有距离调节螺钉（7-9），所述距离调节螺钉（7-9）抵在连杆（7-6）上，所述滑架（7-5）上沿滑块（7-8）的滑动方向设置有直线刻度尺（7-10）。

2.根据权利要求1所述的射流式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述试样台（7-2）上开设有用于固定试样（10）的试样槽，所述试样槽的槽底安装有弹簧（7-3），所述试样台（7-2）上设有用于和试样（10）螺纹连接的试样固定螺钉（7-4）。

3.根据权利要求2所述的射流式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述试样台（7-2）上开设有参比电极安装孔（7-21）和辅助电极安装孔（7-22），所述参比电极安装孔（7-21）和辅助电极安装孔（7-22）分别位于试样槽的两侧。

4.根据权利要求1所述的射流式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述攻角调节组件包括攻角调节螺钉（7-11），所述试样台（7-2）的底部具有圆弧状凸起（7-23），所述圆弧状凸起（7-23）通过攻角调节螺钉（7-11）固定在滑块（7-8）上，所述圆弧状凸起（7-23）的周面上设置有圆周刻度尺（7-12），所述滑块（7-8）上固定有圆周刻度读数头（7-13）。

5.根据权利要求1所述的射流式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述喷嘴（3-1）包括中空的本体（3-11）、具有中心通孔的喷芯（3-12）及位于本体（3-11）前端的中空锥形部（3-13），所述锥形部（3-13）的大端靠近本体（3-11），所述喷芯（3-12）设置在锥形部（3-13）内，所述锥形部（3-13）远离本体（3-11）的一端内壁具有用于限位喷芯（3-12）的限位凸起（3-16），所述喷芯（3-12）远离本体（3-11）的一端端部抵在限位凸起（3-16）上。

6.根据权利要求5所述的射流式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述锥形部（3-13）由上半部（3-131）和下半部（3-132）拼合而成，所述锥形部（3-13）的下半部（3-132）与本体（3-11）一体成型，所述上半部（3-131）通过紧固螺钉（3-17）固定在本体（3-11）上，所述锥形部（3-13）的上半部（3-131）与下半部（3-132）之间设置有密封垫（3-14），所述锥形部（3-13）的上半部（3-131）与本体（3-11）之间也设置有密封垫（3-14），所述锥形部（3-13）的小端周面上螺纹连接有锁紧螺母（3-15）。

7.根据权利要求1所述的射流式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述循环泵（5）通过电机（14）驱动，所述电机（14）信号连接有变频器（15），所述变频器（15）信号连接有控制柜（16）。

8.根据权利要求1所述的射流式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述进料管（4）上设置有电磁流量计（17）及第一截止阀（18），所述出料管（6）上设置有第二截止阀（19）。

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