CN109030329B - 一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统及方法，所述舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统包括储水箱、离心泵、阀门、冷水机组、电加热器、温度传感器、三通软管、振动台、测试段管路、流量计，阳铁法兰抗腐蚀性效果测试段包括六个管子法兰组件、四条舰船海水管段、阳铁法兰，所述舰船海水管段设开孔并配备有塑料旋塞及测试电极。本发明公开可模拟全海域海水管路的实际工况，并可以测试牺牲阳铁法兰是否能够提高海水管路及其附件的耐腐蚀性，以准确掌握基于牺牲阳铁法兰的舰船海水系统管路防腐蚀保护方法及配方，本发明结构简单便于维护，工况可调成本较低，且具有重大的生产实践意义。

Description

一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统及方法

技术领域

本发明涉及一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统及方法，属于海水管路系统防腐防污技术领域。

背景技术

随着现代船舶建造技术的发展,大型远洋船舶的有效使用寿命成为船舶经济性的重要体现。其中，海水管路系统的防腐防污在一定程度上影响着船舶的使用情况。海水管路系统是舰船推进系统、电力系统和辅助系统的重要组成部分，承担着冷却主辅机、消防、压载、清洗等多项任务，在保证舰船主要设备正常运行、安全及平衡等方面起着重要作用。海水管路一旦出现腐蚀泄漏或海生物污损堵塞管道，将严重影响管路以及设备的正常运转，甚至威胁舰船的安全。海水管路的腐蚀失效分析、防腐技术、海生物污损控制一直都是舰船海水管系防护的重点课题。因此，本发明公开一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统，其可以模拟提供一个全海域海水工况下的舰船海水管路腐蚀状态，从而可以测试牺牲阳铁法兰是否能够提高海水管路等系统的耐腐蚀性，以准确掌握基于牺牲阳铁法兰的舰船海水系统管路防腐蚀保护方法及配方。

发明内容

发明目的：提供一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统，最大程度上还原海水管路发生腐蚀的各类工况，进而验证牺牲阳铁法兰可否提高舰船海水管路系统的耐腐蚀性，以准确掌握基于牺牲阳铁法兰的舰船海水系统管路防腐蚀保护方法及配方。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统，包括测试水管段总成以及依次管道连接的储水箱、离心泵、冷水机组、电机热器，测试水管段总成一端管路连接储水箱，另一端管路连接电机热器，所述储水箱内盛有海水；所述测试水管段总成分为并联的阳铁法兰抗腐蚀性测试段和腐蚀性对比测试段，阳铁法兰抗腐蚀性测试段上具有与海水接触的牺牲阳铁，所述阳铁法兰抗腐蚀性测试段和腐蚀性对比测试段上开设有若干连续的通孔，通孔处设有塑料旋塞，所述塑料旋塞上开设有沉孔，该沉孔内底面开设有穿孔，穿孔内填充有软木，塑料旋塞的沉孔内设置有参比电极。

作为更进一步的优选方案，所述阳铁法兰抗腐蚀性测试段分为相互连接的第一舰船海水管段和第二舰船海水管段，腐蚀性对比测试段分为相互连接的第三舰船海水管段和第四舰船海水管段，所述测试水管段总成与电机热器之间为第一三通软管，第一三通软管的三个管口分别连接电机热器、第一舰船海水管段、第三舰船海水管段，所述测试水管段总成与储水箱之间为第二三通软管，第二三通软管的三个管口分别连接储水箱、第二舰船海水管段、第四舰船海水管段。

作为更进一步的优选方案，所述第一舰船海水管段与第一三通软管的管口之间设置有第一管子法兰，所述第二舰船海水管段与第二三通软管的管口之间设置有第三管子法兰，第一舰船海水管段与第二舰船海水管段之间设有第二管子法兰，所述牺牲阳铁为阳铁法兰，阳铁法兰位于第二管子法兰内，所述第三舰船海水管段与第一三通软管的管口之间设置有第四管子法兰，所述第四舰船海水管段与第二三通软管的管口之间设置有第六管子法兰，第三舰船海水管段与第四舰船海水管段之间设有第五管子法兰。

作为更进一步的优选方案，所述测试水管段总成下部设置有用于模拟船体环境的振动台。

作为更进一步的优选方案，所述离心泵与冷水机组之间设置有第一阀门，所述储水箱与第二三通软管之间设置有第二阀门和流量计。

作为更进一步的优选方案，所述冷水机组与第一三通软管连接电机热器的管道之间设置有温度控制面板和温度传感器，冷水机组和温度控制面板之间管路上设置有连通电机热器的管道。

一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验方法，包括如下步骤：

第一步：首先启动离心泵，打开第一阀门、第二阀门；

第二步：在温度控制面板内输入需要设置的海水温度，在其接收到温度传感器的反馈后输出指令控制冷水机组或电加热器，当需要测量较高温度海水条件下阳铁法兰抗腐蚀性效果时，电加热器启动以提高管路系统中流动海水的温度直至试验指定温度，当需要测量较低温度海水条件下阳铁法兰抗腐蚀性效果时，温度控制面板关闭电加热器，并启动冷水机组对管路内流体进行降温，直至试验指定温度；

第三步：改变振动台的振动频率以获得不同振动加速度条件下的试验工况，与此同时，管路系统上的流量计显示并记录管路内流体流速与流量，通过控制第一阀门的开度或调节离心泵的功率改变上述流速与流量。

第四步：通过测量阳铁法兰抗腐蚀性测试段以及腐蚀性对比测试段上多个塑料旋塞内参比电极分别与第一管子法兰、第二管子法兰、第三管子法兰、第一舰船海水管段、第二舰船海水管段之间电位差以验证具有阳铁法兰的舰船海水管路抗腐蚀性能及保护电位对舰船海水管路的保护范围；

第五步：更换不同材质的阳铁法兰，对比阳铁法兰抗腐蚀性测试段与腐蚀性对比测试段同等时间内的腐蚀情况，得到不同材质的阳铁法兰对于提高舰船海水管路的耐腐蚀性效果及保护的范围。

有益效果：相对于现有技术，本发明的一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统及方法，通过设置电加热器、冷水机组、振动台以及温度传感器，能够最大程度上的还原海水管路在航行过程中的腐蚀情况；通过在海水管路中放置牺牲阳铁，以提高电位差，形成保护电位，以减缓海水对海水管路的腐蚀；同一次实验，可以对同种阳极材料进行多种工况下的抗腐蚀性测试实验；不同次实验，可以对各种阳极材料以相同工况进行耐腐蚀性对比实验研究。本发明的舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统及方法结构简单便于维护，工况可调成本较低，对舰船长期在海域中的使用和研究提供了真实的实验数据和技术支持基础，且具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明的系统图；

图2为阳铁法兰抗腐蚀性测试段的示意图；

图3为塑料旋塞结构示意图。

附图标记说明：1、储水箱；2、离心泵；3、第一阀门；4、冷水机组；5、电机热器；6、温度传感器；7、振动台；8、第一三通软管；9、第一管子法兰；10、第一舰船海水管段；11、第二管子法兰；12、阳铁法兰；13、第二舰船海水管段；14、第三管子法兰；15、第二三通软管；16、第四管子法兰；17、第三舰船海水管段；18、第五管子法兰；19、第四舰船海水管段；20、第六管子法兰；21、流量计；22、第二阀门；23、温度控制面板、24、塑料旋塞；25、参比电极。

具体实施方式

如图1所示的一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统，包括储水箱、离心泵、阀门、冷水机组、电加热器、温度传感器、三通软管、振动台、流量计、温度控制面板以及并联的阳铁法兰抗腐蚀性测试段和腐蚀性对比测试段。

整个循环管路中流动的是储水箱中储存的试验用海水，优选的，试验用海水含盐度可调节。

具体的，温度控制面板通过比较输入信号与温度传感器的反馈信号输出指令控制试验管路系统中的冷水机组或电加热器。

第一三通软管和第二三通软管为阳铁法兰抗腐蚀性测试段和腐蚀性对比测试段两头的延伸段，管材优选为PVC材料。

如图2所示的阳铁法兰抗腐蚀性测试段包括第一管子法兰、第一舰船海水管段、第二管子法兰、阳铁法兰、第二舰船海水管段、第三管子法兰；

而腐蚀性对比测试段包括第四管子法兰、第三舰船海水管段、第五管子法兰、第四舰船海水管段、第六管子法兰；舰船海水管段之间采用螺栓螺母连接，法兰与管子采用焊接连接。

进一步的，第一管子法兰、第二管子法兰、第三管子法兰、第四管子法兰、第五管子法兰、第六管子法兰均为两片法兰盘结合的组件，其中一片法兰盘连接在一侧管路的管口处，另一片法兰盘连接在另一侧管路的管口处，两个法兰盘之间密封连接，法兰盘与对应的管口焊接。

进一步的，试验系统中的振动台可改变振动频率及方向以模仿船舶在海洋中航行时的晃动，所述流量计可以监测试验系统管路中的流速与流量，通过控制振动台和第一阀门以获得不同工况下的海水管路腐蚀结果。

具体的，舰船海水管段(第一舰船海水管段、第二舰船海水管段、第三舰船海水管段、第四舰船海水管段)上开M8的内螺纹孔，并加工塑料旋塞，塑料旋塞与管子开孔采用螺纹连接；第一舰船海水管段与第二舰船海水管段之间的第二管子法兰，第二管子法兰的两片法兰盘之间设置阳铁法兰，三片法兰共同固定；塑料旋塞头部开φ6X10的沉头孔，用于注入海水和放置参比电极。在旋塞的中心位置，钻一个φ1的通孔，并在孔内填充软木，当舰船海水管段内有海水流过时，会有少量海水通过软木溢出至塑料旋塞的沉头孔内，每个沉头孔内的参比电极与海水接触。测量时，旋塞顶部进入海水，参比电极放置于该液体内；测试前将含有软木的塑料旋塞在海水中充分浸泡，确保软木渗透海水；万用表调到mV档，将参比电极下部橡皮帽拿掉后，塞入塑料塞孔，确保参比电极腔内自身的盐桥溶液与海水接触良好。万用表黑色表笔与参比电极导线接触，红色表笔与管壁接触，(手不要与表笔金属部分接触)观察表盘显示的数据并记录，即可测得塑料旋塞内参比电极与管壁之间的电位差。需要说明的是，参比电极的使用可以得到较为准确的被测定的管路间的电极电势；具体的，被测定的电极与精确已知电极电势数值的参比电极构成电池，测定电池电动势数值，就可计算出被测定电极的电极电势。

基于上述的舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验方法，具体试验步骤如下：

首先，启动离心泵，打开第一阀门、第二阀门，以保证整个试验管路系统内的水循环。在温度控制面板内输入需要测量的海水温度，在其接收到温度传感器的反馈后输出指令控制冷水机组或电加热器。当需要测量较高温度海水条件下阳铁法兰抗腐蚀性效果时，电加热器启动以提高管路系统中流动海水的温度直至试验指定温度，改变振动台的振动频率以获得不同振动加速度条件下的试验数据。与此同时，管路系统上的流量计显示并记录管路内流体流速与流量，通过控制第一阀门开度及离心泵的功率改变上述流速与流量。最后，通过测量阳铁法兰管路测试段以及海水管路对比段上塑料旋塞内参比电极与法兰、管壁之间电位差以验证舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性能。通过对比同等时间内海水管路测试段与对比段的腐蚀情况，得到不同材质的阳铁法兰对于提高海水管路耐腐蚀性的效果分析。当需要测量较低温度海水条件下阳铁法兰抗腐蚀性效果时，温度控制面板关闭电加热器，并启动冷水机组对管路内流体进行降温，当温度传感器显示需要的指定温度时，重复上述控制振动台以后的操作。

在上述实施例中，本发明公开的舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统可以模拟提供一个全海域海水工况下的舰船海水管路腐蚀状态，从而完成牺牲阳铁法兰是否能够提高海水管路等系统的耐腐蚀性的相关测试，以准确掌握基于牺牲阳铁法兰的舰船海水系统管路防腐蚀保护方法及配方。本发明的舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统结构简单便于维护，工况可调成本较低，且具有重大的生产实践意义。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (5)

1.一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统，其特征在于：包括测试水管段总成以及依次管道连接的储水箱(1)、离心泵(2)、冷水机组(4)、电加热器(5)，测试水管段总成一端管路连接储水箱(1)，另一端管路连接电加热器(5)，所述储水箱(1)内盛有海水；所述测试水管段总成分为并联的阳铁法兰抗腐蚀性测试段和腐蚀性对比测试段，阳铁法兰抗腐蚀性测试段上具有与海水接触的牺牲阳铁，所述阳铁法兰抗腐蚀性测试段和腐蚀性对比测试段上开设有若干连续的通孔，通孔处设有塑料旋塞(24)，所述塑料旋塞(24)上开设有沉孔，该沉孔内底面开设有穿孔，穿孔内填充有软木，塑料旋塞(24)的沉孔内设置有参比电极(25)；所述阳铁法兰抗腐蚀性测试段分为相互连接的第一舰船海水管段(10)和第二舰船海水管段(13)，腐蚀性对比测试段分为相互连接的第三舰船海水管段(17)和第四舰船海水管段(19)，所述测试水管段总成与电加热器(5)之间为第一三通软管(8)，第一三通软管(8)的三个管口分别连接电加热器(5)、第一舰船海水管段(10)、第三舰船海水管段(17)，所述测试水管段总成与储水箱(1)之间为第二三通软管(15)，第二三通软管(15)的三个管口分别连接储水箱(1)、第二舰船海水管段(13)、第四舰船海水管段(19)；所述第一舰船海水管段(10)与第一三通软管(8)的管口之间设置有第一管子法兰(9)，所述第二舰船海水管段(13)与第二三通软管(15)的管口之间设置有第三管子法兰(14)，第一舰船海水管段(10)与第二舰船海水管段(13)之间设有第二管子法兰(11)，所述牺牲阳铁为阳铁法兰(12)，阳铁法兰(12)位于第二管子法兰(11)内，所述第三舰船海水管段(17)与第一三通软管(8)的管口之间设置有第四管子法兰(16)，所述第四舰船海水管段(19)与第二三通软管(15)的管口之间设置有第六管子法兰(20)，第三舰船海水管段(17)与第四舰船海水管段(19)之间设有第五管子法兰(18)。

2.根据权利要求1所述的一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统，其特征在于：所述测试水管段总成下部设置有用于模拟船体环境的振动台(7)。

3.根据权利要求2所述的一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统，其特征在于：所述离心泵(2)与冷水机组(4)之间设置有第一阀门(3)，所述储水箱(1)与第二三通软管(15)之间设置有第二阀门(22)和流量计(21)。

4.根据权利要求3所述的一种舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统，其特征在于：所述冷水机组(4)与第一三通软管(8)连接电加热器(5)的管道之间设置有温度控制面板(23)和温度传感器(6)，冷水机组(4)和温度控制面板(23)之间管路上设置有连通电加热器(5)的管道。

5.一种根据权利要求1所述的舰船海水管路阳铁法兰抗腐蚀性试验系统的抗腐蚀性试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：首先启动离心泵(2)，打开第一阀门(3)、第二阀门(22)；

第二步：在温度控制面板(23)内输入需要设置的海水温度，在其接收到温度传感器(6)的反馈后输出指令控制冷水机组(4)或电加热器(5)，当需要测量较高温度海水条件下阳铁法兰抗腐蚀性效果时，电加热器(5)启动以提高管路系统中流动海水的温度直至试验指定温度，当需要测量较低温度海水条件下阳铁法兰抗腐蚀性效果时，温度控制面板关闭电加热器(5)，并启动冷水机组(4)对管路内流体进行降温，直至试验指定温度；

第三步：改变振动台(7)的振动频率以获得不同振动加速度条件下的试验工况，与此同时，管路系统上的流量计(21)显示并记录管路内流体流速与流量，通过控制第一阀门(3)的开度或调节离心泵(2)的功率改变上述流速与流量；

第四步：通过测量阳铁法兰抗腐蚀性测试段以及腐蚀性对比测试段上多个塑料旋塞(24)内参比电极(25)分别与第一管子法兰(9)、第二管子法兰(11)、第三管子法兰(14)、第一舰船海水管段(10)、第二舰船海水管段(13)之间电位差以验证具有阳铁法兰的舰船海水管路抗腐蚀性能及保护电位对舰船海水管路的保护范围；

第五步：更换不同材质的阳铁法兰，对比阳铁法兰抗腐蚀性测试段与腐蚀性对比测试段同等时间内的腐蚀情况得到不同材质的阳铁法兰对于提高舰船海水管路的耐腐蚀性效果及保护的范围。

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