CN108344680A - 一种闭式动态循环盐雾腐蚀压气机叶片试验装置 - Google Patents

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万雷
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Abstract

本发明公开了一种闭式动态循环盐雾腐蚀压气机叶片试验装置，属于动态盐雾试验领域，包括盐雾发生装置，盐雾发生装置出口流量计，圆弧形导向板，压气机，压气机电机，压气机出口多探针压力流量计，压气机进气口，压气机出气口，盐雾发生装置入口，盐雾发生装置出口，管路。本发明整个盐雾试验过程中的影响因素都会随着压气机不同的运转工况而自行改变，试验结果可信度更高。盐雾在整个试验过程中不断的循环利用，减小了盐雾损失，提高了盐雾的利用效率。管路采用透明耐压亚克力材料，更容易观察盐雾流动情况，同时提供了一定的光照条件，对盐雾试验有一定的增强效果。

Description

一种闭式动态循环盐雾腐蚀压气机叶片试验装置
技术领域
本发明属于动态盐雾试验领域，尤其涉及一种闭式动态循环盐雾腐蚀压气机叶片试验装置。
背景技术
由于日照引起的海水蒸发，致使海平面以上的空气中的氯化物盐浓度较高，这种具有腐蚀性的大气称为海洋大气。在海洋大气环境下，盐雾对金属结构具有极强的腐蚀性。舰船和舰载机在海洋环境中长期服役，压气机作为燃气轮机的主要部件，功能是使空气流经压气机叶片后压力得以提高，为燃烧室提供符合要求的压缩空气。压气机叶片等关键部位在高压、高速和潮湿空气的冲刷下发生磨损腐蚀，使得压气机的损失增大，性能下降。压气机叶片的腐蚀对燃气轮机的使用性能产生很大影响，减小了燃气轮机的使用寿命，降低了燃气轮机的可靠性，同时增加了燃气轮机发生危险故障的可能性。因此，对于压气机叶片的盐雾腐蚀行为不能忽视，压气机叶片的盐雾腐蚀试验具有重要意义。但是静叶片和动叶片的盐雾腐蚀行为是不同的，在较短的时间内，对静叶片的腐蚀不足以导致叶片形状改变，而对于动叶片，腐蚀行为至始至终都在发生。所以，对于压气机叶片的盐雾试验必须是在动态条件下进行，这样才能较好的反映出压气机叶片的盐雾腐蚀行为，掌握实际工况下压气机叶片受海洋大气的影响程度，为压气机结构性能优化研究提供高可信度的试验数据。
目前，研究海洋盐雾对金属材料的腐蚀行为主要是通过人工模拟的方法。人工模拟盐雾环境试验是利用一种具有一定容积空间的试验设备——盐雾试验箱，在其容积空间内用人工的方法，造成盐雾环境来对产品的耐盐雾腐蚀性能质量进行考核。盐雾腐蚀试验箱包括：盐水箱、压力桶、喷雾塔、水浴箱、实验箱、加热管、控制器等。盐雾实验时还要配置空压机，提供压缩空气。为了增加盐雾腐蚀模拟的准确性，减少盐雾腐蚀结果与实际腐蚀的误差，国内外研究人员根据所需实际情况对盐雾箱内部组成结构及试验环境条件进行改进。
在申请号为201310249766.9的专利《一种模拟海洋大气环境的加速腐蚀试验装置》中提出在盐雾箱中安装紫外光照系统，模拟在海洋环境下材料受到紫外光线和盐雾腐蚀的协同作用。此专利是在静态环境下，利用大量盐雾以及人工光源对材料的耐腐蚀性能进行试验，这种装置的试验结果并不能较好地反映出运动部件在正常工况下的耐腐蚀性能。同时，试验过程中需要消耗大量的盐雾且耗时较长。
在申请号为201410093386.5的专利《一种高加速盐雾试验箱》中提出通过增加盐雾试验箱内盐雾喷雾量和氧气浓度来提高腐蚀速度。此装置属于非正常工况下的静态试验方法，虽然能够一定程度降低试验时间，但是并不能反映真实工况下的腐蚀行为，且大大地增加了盐雾和氧气的消耗。此装置设有压力控制装置、流量控制装置、温度控制装置等复杂的装置，增加了试验设备的建造成本和操作难度。
在申请号为201310686376.8的专利《恒拉力条件下的盐雾腐蚀试验方法及其设备》中提出通过在金属板材盐雾腐蚀试验的喷雾过程中对金属板材施加恒定的拉力，模拟实际服役状态对材料进行试验。此试验方法属于静态模拟实际工况的盐雾腐蚀试验方法，虽然在一定程度上接近实际工况，但是，在金属材料应用的过程中，应力、温度等因素都是在不断变化，设置单一恒定的外界条件并不能反映实际工况。
综上所述，大多数盐雾腐蚀试验方法都是属于静态研究，不但不能满足压气机叶片动态试验的试验需求，还需要加设压缩空气装置、温度控制装置、流量控制装置以及简单模拟实际工况的装置，增加了设备的复杂程度和建造成本。而且，盐雾试验需要消耗大量的盐雾，盐雾没有得到有效地利用，增加了试验成本。
发明内容
本发明的目的在于公开实验结果可信度高，盐雾利用率高的一种闭式动态循环盐雾腐蚀压气机叶片试验装置。
本发明的目的是这样实现的：
一种闭式动态循环盐雾腐蚀压气机叶片试验装置：包括盐雾发生装置1，盐雾发生装置出口流量计2，圆弧形导向板3，压气机4，压气机电机5，压气机出口多探针压力流量计6，压气机进气口7，压气机出气口8，盐雾发生装置入口9，盐雾发生装置出口10，管路11；盐雾发生装置1的盐雾发生装置出口10通过管路11与压气机4的压气机进气口7相连，盐雾发生装置1的盐雾发生装置入口9通过管路11与压气机4的压气机出气口8相连，管路11为矩形，盐雾发生装置1和压气机4位于矩形的两条边上，盐雾发生装置出口流量计2安装于盐雾发生装置出口10，压气机出口多探针压力流量计6安装于压气机出气口8，压气机电机5与压气机4连接，圆弧形导向板3安装在管路11内部，位于管路11的矩形的四个角。
进一步地，管路11采用透明耐压亚克力材料制作。管路11与其他器件的连接处均做密封处理。
进一步地，盐雾发生装置1通过鼓泡或者超声振荡的方式产生盐雾。
本发明的有益效果为：
本发明利用待检测压气机作为盐雾试验中盐雾流动动力源，利用压气机本身特点代替现有技术中的空气压缩装置，为盐雾流动提供动力源，强化了盐雾与压气机叶片的撞击效果，使盐雾与叶片的作用更为充分。压气机在盐雾试验过程中处于工作状态，满足了压气机叶片动态盐雾试验的需求，实验结果更能够反映压气机叶片盐雾腐蚀情况。整个盐雾试验过程中管路中的盐雾流速、盐雾流量、温度等影响因素都会随着压气机不同的运转工况而自行改变，去除了现有技术中的流量控制装置、温度控制装置等装置，不但使整体装置简单有效，而且充分地符合了压气机的实际工况，试验结果可信度更高。利用压气机产生的压缩空气流经过盐雾发生装置中的盐水，通过鼓泡或超声震动的方式产生盐雾，减少了现有盐雾发生器中多余的装置。整体装置为闭合回路，盐雾在整个试验过程中不断的循环利用，减小了盐雾损失，与现有盐雾发生器相比很大程度上减少了盐雾用量，提高了盐雾的利用效率。管路采用透明耐压亚克力材料，透明的管路更容易观察盐雾流动情况，同时提供了一定的光照条件，对盐雾试验有一定的增强效果。同时，亚克力材料为热的不良导体，减少了盐雾流动过程中的温度变化干扰。在闭合管路中转弯处加装圆弧形导向板，以减少空气流动的阻力，增加流通效率，强化了盐雾试验。
附图说明
图1是一种闭式动态循环盐雾腐蚀压气机叶片试验装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步描述本发明：
如图1，一种闭式动态循环盐雾腐蚀压气机叶片试验装置：包括盐雾发生装置1，盐雾发生装置出口流量计2，圆弧形导向板3，压气机4，压气机电机5，压气机出口多探针压力流量计6，压气机进气口7，压气机出气口8，盐雾发生装置入口9，盐雾发生装置出口10，管路11；盐雾发生装置1的盐雾发生装置出口10通过管路11与压气机4的压气机进气口7相连，盐雾发生装置1的盐雾发生装置入口9通过管路11与压气机4的压气机出气口8相连，管路11为矩形，盐雾发生装置1和压气机4位于矩形的两条边上，盐雾发生装置出口流量计2安装于盐雾发生装置出口10，压气机出口多探针压力流量计6安装于压气机出气口8，压气机电机5与压气机4连接，圆弧形导向板3安装在管路11内部，位于管路11的矩形的四个角。
进一步地，管路11采用透明耐压亚克力材料制作。管路11与其他器件的连接处均做密封处理。
进一步地，盐雾发生装置1通过鼓泡或者超声振荡的方式产生盐雾。
工作过程中，启动压气机4后，空气由压气机4的压气机进气口7进入压气机4，空气经过压缩后由压气机出气口8排出，经过压气机出口多探针压力流量计6可以知道压气机出气口8的压力和空气流量，压缩空气经过圆弧形导向板3导流后进入盐雾发生器1中。盐雾发生器1中装有一定浓度和体积的盐水，压缩后的空气由底部进入，由鼓泡或超声振荡的方式产生的盐雾与流动气体混合后由上部排出，经过盐雾发生装置出口10的盐雾发生装置出口流量计2确定盐雾流量，再经过圆弧形导向板3导流后进入压气机4，与压气机4的叶片碰撞作用，进行盐雾试验。管路中的盐雾按照这种方式不断循环与运转中的压气机4的叶片持续作用，形成动态闭合循环盐雾试验。
本发明利用待检测压气机作为盐雾试验中盐雾流动动力源，利用压气机本身特点代替现有技术中的空气压缩装置，为盐雾流动提供动力源，强化了盐雾与压气机叶片的撞击效果，使盐雾与叶片的作用更为充分。压气机在盐雾试验过程中处于工作状态，满足了压气机叶片动态盐雾试验的需求，实验结果更能够反映压气机叶片盐雾腐蚀情况。整个盐雾试验过程中管路中的盐雾流速、盐雾流量、温度等影响因素都会随着压气机不同的运转工况而自行改变，去除了现有技术中的流量控制装置、温度控制装置等装置，不但使整体装置简单有效，而且充分地符合了压气机的实际工况，试验结果可信度更高。利用压气机产生的压缩空气流经过盐雾发生装置中的盐水，通过鼓泡或超声震动的方式产生盐雾，减少了现有盐雾发生器中多余的装置。整体装置为闭合回路，盐雾在整个试验过程中不断的循环利用，减小了盐雾损失，与现有盐雾发生器相比很大程度上减少了盐雾用量，提高了盐雾的利用效率。管路采用透明耐压亚克力材料，透明的管路更容易观察盐雾流动情况，同时提供了一定的光照条件，对盐雾试验有一定的增强效果。同时，亚克力材料为热的不良导体，减少了盐雾流动过程中的温度变化干扰。在闭合管路中转弯处加装圆弧形导向板，以减少空气流动的阻力，增加流通效率，强化了盐雾试验。
以上所述并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种闭式动态循环盐雾腐蚀压气机叶片试验装置，其特征在于：包括盐雾发生装置(1)，盐雾发生装置出口流量计(2)，圆弧形导向板(3)，压气机(4)，压气机电机(5)，压气机出口多探针压力流量计(6)，压气机进气口(7)，压气机出气口(8)，盐雾发生装置入口(9)，盐雾发生装置出口(10)，管路(11)；盐雾发生装置(1)的盐雾发生装置出口(10)通过管路(11)与压气机(4)的压气机进气口(7)相连，盐雾发生装置(1)的盐雾发生装置入口(9)通过管路(11)与压气机(4)的压气机出气口(8)相连，管路(11)为矩形，盐雾发生装置(1)和压气机(4)位于矩形的两条边上，盐雾发生装置出口流量计(2)安装于盐雾发生装置出口(10)，压气机出口多探针压力流量计(6)安装于压气机出气口(8)，压气机电机(5)与压气机(4)连接，圆弧形导向板(3)安装在管路(11)内部，位于管路(11)的矩形的四个角。
2.根据权利要求1所述的一种闭式动态循环盐雾腐蚀压气机叶片试验装置，其特征在于：所述的管路(11)采用透明耐压亚克力材料制作。
3.根据权利要求1所述的一种闭式动态循环盐雾腐蚀压气机叶片试验装置，其特征在于：所述的管路(11)与其他器件的连接处均做密封处理。
4.根据权利要求1所述的一种闭式动态循环盐雾腐蚀压气机叶片试验装置，其特征在于：所述的盐雾发生装置(1)通过鼓泡或者超声振荡的方式产生盐雾。
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