CN111678825A - 一种冲刷腐蚀实验装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种冲刷腐蚀实验装置及其使用方法，所述装置包括：水槽、液位检测组件、自动补水组件、温度调节组件、实验管道、连接管道、流速调节组件和样品夹具。本申请提供的一种冲刷腐蚀实验装置及其使用方法，通过控制水流速度和溶液温度，准确地模拟样品的实际服役环境，解决在对金属材料的冲刷腐蚀研究过程中必须依赖于实际运行装置进行挂片实验的问题，实现对金属材料冲刷腐蚀形态的观察和机理的快速、准确分析，提升材料耐冲刷腐蚀研究水平并为材料实际服役寿命的准确判断提供数据支撑。
Description
技术领域
本发明属于实验装置技术领域，具体涉及一种冲刷腐蚀实验装置及其使用方法。
背景技术
金属材料由于其成熟的生产加工工艺和较高的性价比而被越来越多的行业大规模应用；随着金属材料应用领域的拓展，其在服役期间面临的腐蚀问题也越来越突出，冲刷腐蚀就是其中亟需进行深入研究的一种腐蚀现象。冲刷腐蚀为带有一定速度的腐蚀流体通过冲刷和腐蚀的综合作用对材料造成的损伤，海水淡化、石油管道等领域都存在大量的冲刷腐蚀现象，冲刷腐蚀不仅通过不断的磨损、减薄管壁缩短装备的服役寿命，而且能够诱发意外事故导致巨大的经济损失，所以在金属材料开发阶段就对其耐冲刷腐蚀性能进行深入的研究分析，判定在实际应用环境中的准确服役年限，定期更换，从而减少灾害的发生和人员的伤亡，具有明显的经济价值和重要的社会意义。
目前常见的冲刷腐蚀研究方法主要为在装置内部实际服役环境下进行的挂片研究，但这种传统的挂片研究的主要缺点是：一方面大型装置通常为24小时不间断运行，取样分析不能按照既定的实验计划进行，只能在装置故障或者周期性的检修节点停运时进行取样分析，这不仅影响实验结果的准确性，而且实验材料实际服役环境下的宏观腐蚀现象观察也受到很大的影响；另一方面，在运行的装置内部进行实验研究，也极易给运行中的装置带来不安全因素。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种冲刷腐蚀实验装置，包括：
水槽，用于储存腐蚀液体；
液位检测组件，用于检测所述水槽内腐蚀液体液位；所述液位检测组件设置于所述水槽中；
自动补水组件，用于根据所述液位检测组件检测值向所述水槽内自动补充腐蚀液体；所述自动补水组件分别与所述水槽和所述液位检测组件连接；
温度调节组件，用于调节所述水槽内腐蚀液体温度；所述温度调节组件与所述水槽连接；
实验管道，用于提供实验场所；
连接管道，用于向所述实验管道内输送腐蚀液体；所述连接管道分别与所述水槽和所述实验管道连接；
流速调节组件，用于调节所述实验管道内腐蚀液体流速；所述流速调节组件分别与所述水槽和所述连接管道连接；
样品夹具，用于放置样品；所述样品夹具设置于所述实验管道内。
优选地，所述水槽包括：进水口和出水口，所述进水口用于连通所述连接管道和所述水槽，所述进水口与所述连接管道连接，所述出水口用于排出所述水槽内腐蚀液体，并与所述进水口相对设置。
优选地，所述液位检测组件包括：浮标，所述浮标设置于所述水槽中，并与所述自动补水组件连接。
优选地，所述自动补水组件包括：水箱、送水口、补水口和水箱送水泵，所述水箱与所述水槽连接，所述送水口设置于所述水箱上并与所述水槽连接，所述水箱送水泵设置于所述水箱中并与所述液位检测组件的浮标连接，所述补水口用于向所述水箱内补充腐蚀液体。
优选地，所述温度调节组件包括：加热箱、加热箱进口和加热箱出口，所述加热箱与所述水槽连接，所述加热箱进口和所述加热箱出口均设置于所述加热箱上，并与所述水槽连接。
优选地，所述实验管道包括：观察窗，所述观察窗设置于所述样品夹具正上方。
优选地，所述连接管道包括：输入管道，所述输入管道用于将所述实验管道内的腐蚀液体输入至所述水槽中，所述输入管道两端分别与所述实验管道和所述水槽的进水口连接。
优选地，所述连接管道还包括：输出管道，所述输出管道用于将所述水槽内的腐蚀液体输出至所述实验管道中，所述输出管道两端分别与所述实验管道和所述流速调节组件连接。
优选地，所述流速调节组件包括：潜水泵，所述潜水泵设置于所述水槽中，并与所述连接管道中的输出管道连接。
本发明还提供了一种冲刷腐蚀实验装置使用方法，所述冲刷腐蚀实验装置包括如上述中任一所述的冲刷腐蚀实验装置，所述使用方法包括步骤：
根据实验要求配置腐蚀液体，并将其装入所述水槽和所述自动补水组件中；
根据实验要求设置所述温度调节组件和所述流速调节组件参数，以使所述实验管道中腐蚀液体的温度和流速满足实验要求；
根据所述样品夹具尺寸准备实验样品；
将所述实验样品放入所述样品夹具中；
将所述样品夹具放入所述实验管道中，并没入腐蚀液体中；
根据实验要求设置所述自动补水组件参数，以使所述实验管道中腐蚀液体液位满足实验要求；
根据实验要求设置装置运行时间，当达到预设时间后停止装置并取出实验样品对其进行分析。
本申请提供的一种冲刷腐蚀实验装置及其使用方法，通过控制水流速度和溶液温度，准确地模拟样品的实际服役环境，解决在对金属材料的冲刷腐蚀研究过程中必须依赖于实际运行装置进行挂片实验的问题，实现对金属材料冲刷腐蚀形态的观察和机理的快速、准确分析，提升材料耐冲刷腐蚀研究水平并为材料实际服役寿命的准确判断提供数据支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种冲刷腐蚀实验装置的俯视示意图；
图2是本发明提供的一种冲刷腐蚀实验装置的俯视示意图；
图3是本发明提供的一种冲刷腐蚀实验装置中样品夹具的俯视示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-3，在本申请实施例中，本申请提供了一种冲刷腐蚀实验装置，包括：水槽10、液位检测组件20、自动补水组件30、温度调节组件40、实验管道50、连接管道60、流速调节组件70和样品夹具80，下面对各部分进行详细描述。
如图1-3，在本申请实施例中，本申请提供的一种冲刷腐蚀实验装置，包括：
水槽10，用于储存腐蚀液体；
液位检测组件20，用于检测所述水槽10内腐蚀液体液位：所述液位检测组件20设置于所述水槽10中；
自动补水组件30，用于根据所述液位检测组件20检测值向所述水槽10内自动补充腐蚀液体；所述自动补水组件30分别与所述水槽10和所述液位检测组件20连接；
温度调节组件40，用于调节所述水槽10内腐蚀液体温度；所述温度调节组件40与所述水槽10连接；
实验管道50，用于提供实验场所；
连接管道60，用于向所述实验管道50内输送腐蚀液体；所述连接管道60分别与所述水槽10和所述实验管道50连接；
流速调节组件70，用于调节所述实验管道50内腐蚀液体流速；所述流速调节组件70分别与所述水槽10和所述连接管道60连接；
样品夹具80，用于放置样品；所述样品夹具80设置于所述实验管道50内。
当使用此冲刷腐蚀实验装置进行实验时，具体步骤如下：
(1)根据实验要求配置腐蚀液体，并将其装入所述水槽10和所述自动补水组件30中，使水槽10中液位达到实验要求高度；
(2)根据实验要求设置所述温度调节组件40和所述流速调节组件70参数，以使所述实验管道50中腐蚀液体的温度和流速满足实验要求，实验管道50和连接管道60中也设置有腐蚀液体；
(3)根据所述样品夹具80尺寸准备实验样品；
(4)将所述实验样品放入所述样品夹具80中；
(5)将所述样品夹具80放入所述实验管道50中，并没入腐蚀液体中；
(6)根据实验要求设置所述自动补水组件30参数，以使所述实验管道50中腐蚀液体液位满足实验要求，保持在恒定液位高度；
(7)根据实验要求设置装置运行时间，当达到预设时间后停止装置并取出实验样品对其进行分析。
如图1-3，在本申请实施例中，所述水槽10包括：进水口11和出水口12，所述进水口11用于连通所述连接管道60和所述水槽10，所述进水口11与所述连接管道60连接，所述出水口12用于排出所述水槽10内腐蚀液体，并与所述进水口11相对设置。
如图1-3，在本申请实施例中，所述液位检测组件20包括：浮标21，所述浮标21设置于所述水槽10中，并与所述自动补水组件30连接。浮标21可以测量水槽10中腐蚀液体液位，并将数据传输给自动补水组件30，自动补水组件30可以按照实验要求的液位高度向水槽10中补充腐蚀液体。当水槽10中腐蚀液体由于蒸发而液位降低时，实验管道50内液位也会随之降低，自动补水组件30可以向水槽10中补充腐蚀液体，使实验管道50内液位保持在实验要求的高度。
如图1-3，在本申请实施例中，所述自动补水组件30包括：水箱31、送水口32、补水口33和水箱送水泵(未示出)，所述水箱31与所述水槽10连接，所述送水口32设置于所述水箱31上并与所述水槽10连接，所述水箱送水泵设置于所述水箱31中并与所述液位检测组件20的浮标21连接，所述补水口33用于向所述水箱31内补充腐蚀液体。当水槽10内液位降低时，浮标21可以将液位测量数据输送至水箱送水泵，水箱送水泵可以将水箱31中的腐蚀液体从送水口32补充至水槽10中，使水槽10中液位高度保持恒定。补水口33可以用于外界向水箱31中补充腐蚀液体，使水箱31中的腐蚀液体保持充足。
如图1-3，在本申请实施例中，所述温度调节组件40包括：加热箱41、加热箱进口42和加热箱出口43，所述加热箱41与所述水槽10连接，所述加热箱进口42和所述加热箱出口43均设置于所述加热箱41上，并与所述水槽10连接。加热箱进口42和加热箱出口43没入水槽10中的腐蚀液体中，腐蚀液体从加热箱进口42进入加热箱41中，加热箱41对腐蚀液体进行加热使其温度达到实验要求，而后腐蚀液体从加热箱出口43进入水槽10中，如此循环使得实验管道50中的腐蚀液体也可以保持恒定的温度，满足实验要求。
如图1-3，在本申请实施例中，所述实验管道50包括：观察窗51，所述观察窗51设置于所述样品夹具80正上方。观察窗51可以用于样品夹具80进出实验管道50，也可以用于研究人员观察样品夹具80上的实验样品。
如图1-3，在本申请实施例中，所述连接管道60包括：输入管道61，所述输入管道61用于将所述实验管道50内的腐蚀液体输入至所述水槽10中，所述输入管道61两端分别与所述实验管道50和所述水槽10的进水口11连接。
如图1-3，在本申请实施例中，所述连接管道60还包括：输出管道62，所述输出管道62用于将所述水槽10内的腐蚀液体输出至所述实验管道50中，所述输出管道62两端分别与所述实验管道50和所述流速调节组件70连接。
如图1-3，在本申请实施例中，所述流速调节组件70包括：潜水泵71，所述潜水泵71设置于所述水槽10中，并与所述连接管道60中的输出管道62连接。潜水泵71可以抽取水槽10中的腐蚀液体，并将其以实验要求速度由输出管道62输送至实验管道50中，从而对实验样品进行冲刷实验。
本申请提供的一种冲刷腐蚀实验装置及其使用方法，通过控制水流速度和溶液温度，准确地模拟样品的实际服役环境，解决在对金属材料的冲刷腐蚀研究过程中必须依赖于实际运行装置进行挂片实验的问题，实现对金属材料冲刷腐蚀形态的观察和机理的快速、准确分析，提升材料耐冲刷腐蚀研究水平并为材料实际服役寿命的准确判断提供数据支撑。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，包括：
水槽，用于储存腐蚀液体；
液位检测组件，用于检测所述水槽内腐蚀液体液位；所述液位检测组件设置于所述水槽中；
自动补水组件，用于根据所述液位检测组件检测值向所述水槽内自动补充腐蚀液体；所述自动补水组件分别与所述水槽和所述液位检测组件连接；
温度调节组件，用于调节所述水槽内腐蚀液体温度；所述温度调节组件与所述水槽连接；
实验管道，用于提供实验场所；
连接管道，用于向所述实验管道内输送腐蚀液体；所述连接管道分别与所述水槽和所述实验管道连接；
流速调节组件，用于调节所述实验管道内腐蚀液体流速；所述流速调节组件分别与所述水槽和所述连接管道连接；
样品夹具，用于放置样品；所述样品夹具设置于所述实验管道内。
2.根据权利要求1所述的冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，所述水槽包括：进水口和出水口，所述进水口用于连通所述连接管道和所述水槽，所述进水口与所述连接管道连接，所述出水口用于排出所述水槽内腐蚀液体，并与所述进水口相对设置。
3.根据权利要求1所述的冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，所述液位检测组件包括：浮标，所述浮标设置于所述水槽中，并与所述自动补水组件连接。
4.根据权利要求1所述的冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，所述自动补水组件包括：水箱、送水口、补水口和水箱送水泵，所述水箱与所述水槽连接，所述送水口设置于所述水箱上并与所述水槽连接，所述水箱送水泵设置于所述水箱中并与所述液位检测组件的浮标连接，所述补水口用于向所述水箱内补充腐蚀液体。
5.根据权利要求1所述的冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，所述温度调节组件包括：加热箱、加热箱进口和加热箱出口，所述加热箱与所述水槽连接，所述加热箱进口和所述加热箱出口均设置于所述加热箱上，并与所述水槽连接。
6.根据权利要求1所述的冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，所述实验管道包括：观察窗，所述观察窗设置于所述样品夹具正上方。
7.根据权利要求1所述的冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，所述连接管道包括：输入管道，所述输入管道用于将所述实验管道内的腐蚀液体输入至所述水槽中，所述输入管道两端分别与所述实验管道和所述水槽的进水口连接。
8.根据权利要求6所述的冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，所述连接管道还包括：输出管道，所述输出管道用于将所述水槽内的腐蚀液体输出至所述实验管道中，所述输出管道两端分别与所述实验管道和所述流速调节组件连接。
9.根据权利要求1所述的冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，所述流速调节组件包括：潜水泵，所述潜水泵设置于所述水槽中，并与所述连接管道中的输出管道连接。
10.一种冲刷腐蚀实验装置使用方法，其特征在于，所述冲刷腐蚀实验装置包括如权利要求1-9中任一所述的冲刷腐蚀实验装置，所述使用方法包括步骤：
根据实验要求配置腐蚀液体，并将其装入所述水槽和所述自动补水组件中；
根据实验要求设置所述温度调节组件和所述流速调节组件参数，以使所述实验管道中腐蚀液体的温度和流速满足实验要求；
根据所述样品夹具尺寸准备实验样品；
将所述实验样品放入所述样品夹具中；
将所述样品夹具放入所述实验管道中，并没入腐蚀液体中；
根据实验要求设置所述自动补水组件参数，以使所述实验管道中腐蚀液体液位满足实验要求；
根据实验要求设置装置运行时间，当达到预设时间后停止装置并取出实验样品对其进行分析。
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2020
- 2020-06-08 CN CN202010515620.4A patent/CN111678825A/zh active Pending
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