CN111855546A - 一种测速防沉固冲刷腐蚀试验装置及其试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测速防沉固冲刷腐蚀试验装置及试验方法，该装置包括罐体、旋转系统和电化学分析系统，旋转系统包括旋转轴，旋转轴伸入罐体，旋转轴处于罐体内的端部安装有涡轮叶片，旋转轴电连接电机，电机连接变频器，变频器连接控制柜，电化学分析系统包括管段，管段设置在罐体的内壁上，管段内安装有用于固定试样的试样槽，管段内还安装有参比电极、辅助电极和流速测量仪，参比电极和辅助电极连接电化学分析装置，流速测量仪连接计算机，且电化学分析装置连接计算机，本发明结构设计合理，通过涡轮叶片保证了罐体内液固转动时不沉固，通过将试样固定和在试样两端安装流速测量仪可以测出流体流经样品表面时的速度值，提高了试验的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及冲刷腐蚀装置技术领域，尤其涉及一种测速防沉固冲刷腐蚀试验装置及其试验方法。
背景技术
在石油与天然气运输过程中，由于油气内会携带固体颗粒，因此极易造成冲刷腐蚀的发生。冲刷是流体流经金属表面时会对基体产生冲击效果，而流体中的固体颗粒也会对金属基体产生冲击磨损，腐蚀则是在金属表面发生了电化学反应，导致金属材料流失到流体中。试验室通常采用旋转式冲刷腐蚀试验机来进行试验研究，该设备结构简单、便于操作。但缺点是沉固严重、无法测得样品与流体的相对速度以及对试验温度缺乏有效的调控。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有测速防沉固冲刷腐蚀试验装置存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明目的是提供一种测速防沉固冲刷腐蚀试验装置及其试验方法，其可以有效模拟油气管道输送过程中的冲刷腐蚀，解决现有技术中冲刷腐蚀试验时沉固严重的问题，可以有效测得流体流经样品表面时的速度，同时还可以进行温度监控和调节。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：此种测速防沉固冲刷腐蚀试验装置包括罐体、旋转系统和电化学分析系统，所述罐体的顶部封盖有密封盖，所述旋转系统包括旋转轴，所述旋转轴穿过密封盖伸入罐体，所述旋转轴处于罐体内的端部安装有涡轮叶片，所述旋转轴连接电机，电机的驱动转轴连接旋转轴，所述电机连接变频器，所述变频器连接控制柜，所述控制柜控制变频器实现变频，所述电化学分析系统包括管段，所述管段设置在罐体的内壁上，所述管段内安装有用于固定试样的试样槽，所述管段内还安装有参比电极、辅助电极和流速测量仪，所述参比电极和辅助电极通过导线连接电化学分析装置，所述流速测量仪连接计算机进行数据显示，且电化学分析装置连接计算机。
作为本发明所述测速防沉固冲刷腐蚀试验装置的一种优选方案，其中：所述旋转轴外套设有保护套，且所述保护套从罐体内延伸出罐体外。
作为本发明所述测速防沉固冲刷腐蚀试验装置的一种优选方案，其中：所述罐体为圆柱体结构，所述罐体内焊接安装有四个管段，且四个管段在罐体内均匀排布于同一水平面。
作为本发明所述测速防沉固冲刷腐蚀试验装置的一种优选方案，其中：所述管段为圆柱体，所述管段水平设置，所述管段以中心轴所在的水平面分为上段体和下段体，所述上段体一侧与下段体翻折连接，所述上段体可翻折的盖设在下段体上，所述下段体内部中空且沿中心轴贯通整个管段，所述试样槽开设在所述上段体朝向下段体的面，所述试样槽为圆柱形结构，所述试样放置在试样槽中，所述试样也为圆柱形结构，且所述试样的外径等于试样槽的直径，所述试样的下端部伸入下段体。
作为本发明所述测速防沉固冲刷腐蚀试验装置的一种优选方案，其中：所述上段体和试样中均开设有相同的且相互连通的螺纹孔，所述试样通过螺栓抵在试样槽内，所述螺栓穿过螺纹孔旋接试样。
作为本发明所述测速防沉固冲刷腐蚀试验装置的一种优选方案，其中：所述参比电极、辅助电极和流速测量仪安装在四个管段中的任意一个，且流速测量仪的数目为两个，其中一个流速测量仪和辅助电极安装在试样一侧，另一个流速测量仪和参比电极安装在试样的另一侧。
作为本发明所述测速防沉固冲刷腐蚀试验装置的一种优选方案，其中：还包括温度控制系统，所述温度控制系统包括热电偶、金属盘、加热棒和温度控制器，所述热电偶一侧伸入罐体，所述热电偶另一侧连接温度控制器进行温度显示，所述罐体放置在金属盘上，所述加热棒插入金属盘，所述加热棒处于金属盘外面的端部连接温度控制器进行温度调控。
作为本发明所述测速防沉固冲刷腐蚀试验装置的一种优选方案，其中：所述密封盖上开设有用于旋转轴穿设的旋转轴安装孔，所述密封盖上开设有用于热电偶穿设的热电偶安装孔，所述密封盖上还开设有四套安装孔，每一套安装孔均包括两个流速测量仪安装孔、一个参比电极安装孔和一个辅助电极安装孔，四套安装孔的位置分别对应四个管段。
一种用于测速防沉固冲刷腐蚀试验装置的试验方法，包括如下步骤：
(1)试验前将罐体放置在金属盘上，在金属盘中插入加热棒；
(2)选择一个管段，将试样安装在试样槽中，并通过螺栓固定，且在管段中安装参比电极、辅助电极和流速测量仪，之后盖好上段体；
(3)将配置好的NaCl溶液放入罐体中，然后加入称好的石英砂，使石英砂浓度为3％，然后盖上密封盖，在罐体中插入热电偶，打开温度控制器；
(4)将旋转轴通过旋转轴安装孔伸入罐体，并将参比电极、辅助电极分别通过参比电极安装孔和辅助电极安装孔连接电化学分析装置，将流速测量仪通过流速测量仪安装孔连接计算机；
(5)通过操作控制柜、变频器和电机调节旋转轴的转速，进而进行冲刷腐蚀试验。
本发明的有益效果：本发明提供的一种测速防沉固冲刷腐蚀试验装置，结构设计合理，通过旋转轴下端安装的涡轮叶片保证了罐体内液固转动时不沉固，通过将试样固定和在试样两端安装流速测量仪可以测出流体流经样品表面时的速度值，提高了试验的准确度，通过在罐体底部安装温度控制系统和在罐体内安装热电偶，可以实现对试验流体的温度测量和调控，从而可以模拟不同温度下的冲刷腐蚀，扩大了试验装置的适用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。其中：
图1为本发明测速防沉固冲刷腐蚀试验装置的整体结构示意图。
图2为本发明测速防沉固冲刷腐蚀试验装置中旋转轴的结构示意图。
图3为本发明测速防沉固冲刷腐蚀试验装置中密封盖的结构示意图。
图4为本发明测速防沉固冲刷腐蚀试验装置中试样的安装结构示意图。
图5为本发明测速防沉固冲刷腐蚀试验装置中管段的结构示意图。
图6为本发明测速防沉固冲刷腐蚀试验装置中金属盘和加热棒的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
实施例1
参照图1至图6，为本发明第一个实施例，提供了一种测速防沉固冲刷腐蚀试验装置，此种测速防沉固冲刷腐蚀试验装置包括罐体100、旋转系统200和电化学分析系统300。罐体100为圆柱体结构，罐体100的顶部封盖有密封盖101。
旋转系统200包括旋转轴201，旋转轴201穿过密封盖101伸入罐体100，为了延长旋转轴201的使用寿命，旋转轴201外套设有保护套201a，且保护套201a从罐体100内延伸出罐体100外，本发明保护套201a可采用橡胶套，同时，本发明也可在保护套201a外再套设橡胶圈，可以很好的固定旋转轴201与保护套201a的相对位置和减缓旋转轴201的腐蚀速率。为了更好的防止沉固，旋转轴201处于罐体100内的端部安装有涡轮叶片202。旋转轴201连接电机203，电机203的驱动转轴连接旋转轴201，电机203连接变频器204，变频器204连接控制柜205，控制柜205控制变频器204实现变频。可以通过控制柜205和变频器204调节电机203的频率，进而使得电机203以不同的功率驱动旋转轴201。
电化学分析系统300包括管段301，管段301设置在罐体100的内壁上，管段301内安装有用于固定试样302的试样槽303，管段301内还安装有参比电极304、辅助电极305和流速测量仪306，参比电极304和辅助电极305通过导线连接电化学分析装置307，流速测量仪306连接计算机308进行数据显示，且电化学分析装置307也连接计算机308进行数据显示，本发明中，电化学分析装置型号为CHI920D电化学工作站。具体的，为了更好模拟试样302在管段301内的冲刷腐蚀情况，罐体100内焊接安装有四个管段301，且四个管段301在罐体301内均匀排布于同一水平面，即四个管段301之间的距离和角度均相等。管段301为圆柱体，管段301水平设置，管段301以中心轴所在的水平面分为上段体301a和下段体301b，上段体301a一侧与下段体301b翻折连接，上段体301a可翻折的盖设在下段体301b上，上段体301a可通过合页实现翻折。下段体301b内部中空且沿中心轴贯通整个管段301。试样槽303开设在上段体301a朝向下段体301b的面，试样槽303为圆柱形结构，试样302放置在试样槽303中，试样302也为圆柱形结构，且试样302的外径等于试样槽303的直径，试样302的下端部伸入下段体301b。上段体301a和试样302中均开设有相同的且相互连通的螺纹孔，试样302通过螺栓302a抵在试样槽303内，螺栓302a穿过螺纹孔旋接试样302从而固定试样302。试样302一部分在试样槽303内，一部分伸出试样槽303，这样主要有两个目的，一是为了固定试样302，防止试样302脱落，二是在为了确保试验时流体对试样302表面的冲刷。
参比电极304、辅助电极305和流速测量仪306安装在四个管段301中的任意一个，且流速测量仪306的数目为两个，其中一个流速测量仪306和辅助电极305安装在试样302一侧，另一个流速测量仪306和参比电极304安装在试样302的另一侧。流速测量仪306安装在试样302两侧是为了测量液体流经样302表面的前后速度，这样可以比较精确的测量试样302表面速度。此时参比电极304、辅助电极305和试样302组成三电极进行电化学分析，两个流速测量仪306位于试样302的两侧，可以减小测量流经试样302表面流体流速的误差，两个流速测量仪306与计算机相连接，便于及时观察流经试样302表面流体的流速。
本发明装置还包括温度控制系统400，温度控制系统400包括热电偶401、金属盘402、加热棒403和温度控制器404，热电偶401一侧伸入罐体100，热电偶401另一侧连接温度控制器404进行温度显示，罐体100放置在金属盘402上，加热棒403插入金属盘402，加热棒403处于金属盘402外面的端部连接温度控制器404进行温度调控。当需要升高温度时，通过温度控制器404来使加热棒403工作，并通过金属盘402来对罐体100中的液体进行加热。
本发明密封盖101上开设有用于旋转轴201穿设的旋转轴安装孔101a，密封盖101上开设有用于热电偶401穿设的热电偶安装孔101b，密封盖101上还开设有四套安装孔101c，每一套安装孔101c均包括两个流速测量仪安装孔101c-1、一个参比电极安装孔101c-2和一个辅助电极安装孔101c-3，四套安装孔101c的位置分别对应四个管段301。
该测速防沉固冲刷腐蚀试验装置可以用于油气管道冲刷腐蚀实验，由于X80钢在油气管道中应用比较广泛，冲刷固常为石英砂颗粒，冲刷液体为NaCl溶液；
一种用于测速防沉固冲刷腐蚀试验装置的试验方法，包括如下步骤：
(1)试验前将罐体100放置在金属盘402上，在金属盘402中插入加热棒403；
(2)选择一个管段301，将试样302安装在试样槽303中，并通过螺栓302a固定，且在管段301中安装参比电极304、辅助电极305和流速测量仪306，之后盖好上段体301a；
(3)将配置好的NaCl溶液放入罐体100中，然后加入称好的石英砂，使石英砂浓度为3％，然后盖上密封盖101，在罐体100中插入热电偶401，打开温度控制器404；
(4)将旋转轴201通过旋转轴安装孔101a伸入罐体100，并将参比电极304、辅助电极305分别通过参比电极安装孔101c-2和辅助电极安装孔101c-3连接电化学分析装置307，将流速测量仪306通过流速测量仪安装孔101c-1连接计算机308；
(5)通过操作控制柜205、变频器204和电机203调节旋转轴201的转速，进而进行冲刷腐蚀试验。
最终实现：一、接三电极系统的试样302，进行电化学分析得到腐蚀电流，腐蚀电位和开路电位等参数；
二、可测出流经试样302前后的流体速度，通过取平均值可以更精确的得到流体冲刷试样302表面时的冲刷速度；
三、可以通过温度控制系统400来调节流体温度，从而得到不同温度下的冲刷腐蚀数据。
实施例2
参照图2，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：涡轮叶片202可拆卸的安装在转轴201端部。
相较于实施例1，进一步的，此种测速防沉固冲刷腐蚀试验装置包括罐体100、旋转系统200和电化学分析系统300。罐体100为圆柱体结构，罐体100的顶部封盖有密封盖101。
旋转系统200包括旋转轴201，旋转轴201穿过密封盖101伸入罐体100，为了延长旋转轴201的使用寿命，旋转轴201外套设有保护套201a，且保护套201a从罐体100内延伸出罐体100外，本发明保护套201a可采用橡胶套，同时，本发明也可在保护套201a外再套设橡胶圈，可以很好的固定旋转轴201与保护套201a的相对位置和减缓旋转轴201的腐蚀速率。为了更好的防止沉固，旋转轴201处于罐体100内的端部安装有涡轮叶片202。具体的，涡轮叶片202通过垫圈202a和螺母202b安装在旋转轴201上，涡轮叶片202包括连接环和两片叶片，连接环为圆环结构，叶片对称设置在连接环的外圈上，且连接环的内圈开设有内螺纹，旋转轴201处于罐体100内的端部开设有外螺纹，垫圈202a开设有内螺纹，螺母202b也开设有内螺纹，垫圈202a设置在涡轮叶片202和螺母202a之间，安装时，先旋入涡轮叶片202，然后旋入垫圈202a，最后旋入螺母202b压紧涡轮叶片202和垫圈202a。
旋转轴201连接电机203，电机203的驱动转轴连接旋转轴201，电机203连接变频器204，变频器204连接控制柜205，控制柜205控制变频器204实现变频。可以通过控制柜205和变频器204调节电机203的频率，进而使得电机203以不同的功率驱动旋转轴201。
电化学分析系统300包括管段301，管段301设置在罐体100的内壁上，管段301内安装有用于固定试样302的试样槽303，管段301内还安装有参比电极304、辅助电极305和流速测量仪306，参比电极304和辅助电极305通过导线连接电化学分析装置307，流速测量仪306连接计算机308进行数据显示，且电化学分析装置307也连接计算机308进行数据显示，本发明中，电化学分析装置型号为CHI920D电化学工作站。具体的，为了更好模拟试样302在管段301内的冲刷腐蚀情况，罐体100内焊接安装有四个管段301，且四个管段301在罐体301内均匀排布于同一水平面，即四个管段301之间的距离和角度均相等。管段301为圆柱体，管段301水平设置，管段301以中心轴所在的水平面分为上段体301a和下段体301b，上段体301a一侧与下段体301b翻折连接，上段体301a可翻折的盖设在下段体301b上，上段体301a可通过合页实现翻折。下段体301b内部中空且沿中心轴贯通整个管段301。试样槽303开设在上段体301a朝向下段体301b的面，试样槽303为圆柱形结构，试样302放置在试样槽303中，试样302也为圆柱形结构，且试样302的外径等于试样槽303的直径，试样302的下端部伸入下段体301b。上段体301a和试样302中均开设有相同的且相互连通的螺纹孔，试样302通过螺栓302a抵在试样槽303内，螺栓302a穿过螺纹孔旋接试样302从而固定试样302。试样302一部分在试样槽303内，一部分伸出试样槽303，这样主要有两个目的，一是为了固定试样302，防止试样302脱落，二是在为了确保试验时流体对试样302表面的冲刷。
参比电极304、辅助电极305和流速测量仪306安装在四个管段301中的任意一个，且流速测量仪306的数目为两个，其中一个流速测量仪306和辅助电极305安装在试样302一侧，另一个流速测量仪306和参比电极304安装在试样302的另一侧。流速测量仪306安装在试样302两侧是为了测量液体流经样302表面的前后速度，这样可以比较精确的测量试样302表面速度。此时参比电极304、辅助电极305和试样302组成三电极进行电化学分析，两个流速测量仪306位于试样302的两侧，可以减小测量流经试样302表面流体流速的误差，两个流速测量仪306与计算机相连接，便于及时观察流经试样302表面流体的流速。
本发明装置还包括温度控制系统400，温度控制系统400包括热电偶401、金属盘402、加热棒403和温度控制器404，热电偶401一侧伸入罐体100，热电偶401另一侧连接温度控制器404进行温度显示，罐体100放置在金属盘402上，加热棒403插入金属盘402，加热棒403处于金属盘402外面的端部连接温度控制器404进行温度调控。当需要升高温度时，通过温度控制器404来使加热棒403工作，并通过金属盘402来对罐体100中的液体进行加热。
本发明密封盖101上开设有用于旋转轴201穿设的旋转轴安装孔101a，密封盖101上开设有用于热电偶401穿设的热电偶安装孔101b，密封盖101上还开设有四套安装孔101c，每一套安装孔101c均包括两个流速测量仪安装孔101c-1、一个参比电极安装孔101c-2和一个辅助电极安装孔101c-3，四套安装孔101c的位置分别对应四个管段301。
该测速防沉固冲刷腐蚀试验装置可以用于油气管道冲刷腐蚀实验，由于X80钢在油气管道中应用比较广泛，冲刷固常为石英砂颗粒，冲刷液体为NaCl溶液；
一种用于测速防沉固冲刷腐蚀试验装置的试验方法，包括如下步骤：
(1)试验前将罐体100放置在金属盘402上，在金属盘402中插入加热棒403；
(2)选择一个管段301，将试样302安装在试样槽303中，并通过螺栓302a固定，且在管段301中安装参比电极304、辅助电极305和流速测量仪306，之后盖好上段体301a；
(3)将配置好的NaCl溶液放入罐体100中，然后加入称好的石英砂，使石英砂浓度为3％，然后盖上密封盖101，在罐体100中插入热电偶401，打开温度控制器404；
(4)将旋转轴201通过旋转轴安装孔101a伸入罐体100，并将参比电极304、辅助电极305分别通过参比电极安装孔101c-2和辅助电极安装孔101c-3连接电化学分析装置307，将流速测量仪306通过流速测量仪安装孔101c-1连接计算机308；
(5)通过操作控制柜205、变频器204和电机203调节旋转轴201的转速，进而进行冲刷腐蚀试验。
最终实现：一、接三电极系统的试样302，进行电化学分析得到腐蚀电流，腐蚀电位和开路电位等参数；
二、可测出流经试样302前后的流体速度，通过取平均值可以更精确的得到流体冲刷试样302表面时的冲刷速度；
三、可以通过温度控制系统400来调节流体温度，从而得到不同温度下的冲刷腐蚀数据。
其余结构与实施例1的结构相同。
实施例3
参照图5，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是：上段体301a和下段体301b远离翻折连接处的端部分别安装有插棒和插槽，插棒插入插槽进一步固定上段体301a和下段体301b的位置。
相较于实施例2，进一步的，此种测速防沉固冲刷腐蚀试验装置包括罐体100、旋转系统200和电化学分析系统300。罐体100为圆柱体结构，罐体100的顶部封盖有密封盖101。
旋转系统200包括旋转轴201，旋转轴201穿过密封盖101伸入罐体100，为了延长旋转轴201的使用寿命，旋转轴201外套设有保护套201a，且保护套201a从罐体100内延伸出罐体100外，本发明保护套201a可采用橡胶套，同时，本发明也可在保护套201a外再套设橡胶圈，可以很好的固定旋转轴201与保护套201a的相对位置和减缓旋转轴201的腐蚀速率。为了更好的防止沉固，旋转轴201处于罐体100内的端部安装有涡轮叶片202。具体的，涡轮叶片202通过垫圈202a和螺母202b安装在旋转轴201上，涡轮叶片202包括连接环和两片叶片，连接环为圆环结构，叶片对称设置在连接环的外圈上，且连接环的内圈开设有内螺纹，旋转轴201处于罐体100内的端部开设有外螺纹，垫圈202a开设有内螺纹，螺母202b也开设有内螺纹，垫圈202a设置在涡轮叶片202和螺母202a之间，安装时，先旋入涡轮叶片202，然后旋入垫圈202a，最后旋入螺母202b压紧涡轮叶片202和垫圈202a。
旋转轴201连接电机203，电机203的驱动转轴连接旋转轴201，电机203连接变频器204，变频器204连接控制柜205，控制柜205控制变频器204实现变频。可以通过控制柜205和变频器204调节电机203的频率，进而使得电机203以不同的功率驱动旋转轴201。
电化学分析系统300包括管段301，管段301设置在罐体100的内壁上，管段301内安装有用于固定试样302的试样槽303，管段301内还安装有参比电极304、辅助电极305和流速测量仪306，参比电极304和辅助电极305通过导线连接电化学分析装置307，流速测量仪306连接计算机308进行数据显示，且电化学分析装置307也连接计算机308进行数据显示，本发明中，电化学分析装置型号为CHI920D电化学工作站。具体的，为了更好模拟试样302在管段301内的冲刷腐蚀情况，罐体100内焊接安装有四个管段301，且四个管段301在罐体301内均匀排布于同一水平面，即四个管段301之间的距离和角度均相等。管段301为圆柱体，管段301水平设置，管段301以中心轴所在的水平面分为上段体301a和下段体301b，上段体301a一侧与下段体301b翻折连接，上段体301a可翻折的盖设在下段体301b上，上段体301a可通过合页实现翻折。下段体301b内部中空且沿中心轴贯通整个管段301。试样槽303开设在上段体301a朝向下段体301b的面，试样槽303为圆柱形结构，试样302放置在试样槽303中，试样302也为圆柱形结构，且试样302的外径等于试样槽303的直径，试样302的下端部伸入下段体301b。上段体301a和试样302中均开设有相同的且相互连通的螺纹孔，试样302通过螺栓302a抵在试样槽303内，螺栓302a穿过螺纹孔旋接试样302从而固定试样302。试样302一部分在试样槽303内，一部分伸出试样槽303，这样主要有两个目的，一是为了固定试样302，防止试样302脱落，二是在为了确保试验时流体对试样302表面的冲刷。
本实施例中，上段体301a和下段体301b远离翻折连接处的端部分别安装有插棒和插槽，插棒为圆柱体结构，所述插槽为圆柱形通槽，且所述插棒的外径等于插槽的内径，便于插棒直接插入，使得插棒插入插槽进一步固定上段体301a和下段体301b的位置。安装时，将上段体301a翻折盖在下段体301b上的同时，使插棒对准插槽插入，从而防止管段301在试验时由于内外压力差不一样被掀开，影响试验准确度。
参比电极304、辅助电极305和流速测量仪306安装在四个管段301中的任意一个，且流速测量仪306的数目为两个，其中一个流速测量仪306和辅助电极305安装在试样302一侧，另一个流速测量仪306和参比电极304安装在试样302的另一侧。流速测量仪306安装在试样302两侧是为了测量液体流经样302表面的前后速度，这样可以比较精确的测量试样302表面速度。此时参比电极304、辅助电极305和试样302组成三电极进行电化学分析，两个流速测量仪306位于试样302的两侧，可以减小测量流经试样302表面流体流速的误差，两个流速测量仪306与计算机相连接，便于及时观察流经试样302表面流体的流速。
本发明装置还包括温度控制系统400，温度控制系统400包括热电偶401、金属盘402、加热棒403和温度控制器404，热电偶401一侧伸入罐体100，热电偶401另一侧连接温度控制器404进行温度显示，罐体100放置在金属盘402上，加热棒403插入金属盘402，加热棒403处于金属盘402外面的端部连接温度控制器404进行温度调控。当需要升高温度时，通过温度控制器404来使加热棒403工作，并通过金属盘402来对罐体100中的液体进行加热。
本发明密封盖101上开设有用于旋转轴201穿设的旋转轴安装孔101a，密封盖101上开设有用于热电偶401穿设的热电偶安装孔101b，密封盖101上还开设有四套安装孔101c，每一套安装孔101c均包括两个流速测量仪安装孔101c-1、一个参比电极安装孔101c-2和一个辅助电极安装孔101c-3，四套安装孔101c的位置分别对应四个管段301。
该测速防沉固冲刷腐蚀试验装置可以用于油气管道冲刷腐蚀实验，由于X80钢在油气管道中应用比较广泛，冲刷固常为石英砂颗粒，冲刷液体为NaCl溶液；
一种用于测速防沉固冲刷腐蚀试验装置的试验方法，包括如下步骤：
(1)试验前将罐体100放置在金属盘402上，在金属盘402中插入加热棒403；
(2)选择一个管段301，将试样302安装在试样槽303中，并通过螺栓302a固定，且在管段301中安装参比电极304、辅助电极305和流速测量仪306，之后盖好上段体301a；
(3)将配置好的NaCl溶液放入罐体100中，然后加入称好的石英砂，使石英砂浓度为3％，然后盖上密封盖101，在罐体100中插入热电偶401，打开温度控制器404；；
(4)将旋转轴201通过旋转轴安装孔101a伸入罐体100，并将参比电极304、辅助电极305分别通过参比电极安装孔101c-2和辅助电极安装孔101c-3连接电化学分析装置307，将流速测量仪306通过流速测量仪安装孔101c-1连接计算机308；
(5)通过操作控制柜205、变频器204和电机203调节旋转轴201的转速，进而进行冲刷腐蚀试验。
最终实现：一、接三电极系统的试样302，进行电化学分析得到腐蚀电流，腐蚀电位和开路电位等参数；
二、可测出流经试样302前后的流体速度，通过取平均值可以更精确的得到流体冲刷试样302表面时的冲刷速度；
三、可以通过温度控制系统400来调节流体温度，从而得到不同温度下的冲刷腐蚀数据。
其余结构与实施例2的结构相同。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种测速防沉固冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：包括，
罐体(100)，所述罐体(100)的顶部封盖有密封盖(101)；
旋转系统(200)，所述旋转系统(200)包括旋转轴(201)，所述旋转轴(201)穿过密封盖(101)伸入罐体(100)，所述旋转轴(201)处于罐体(100)内的端部安装有涡轮叶片(202)，所述旋转轴(201)连接电机(203)，电机(203)的驱动转轴连接旋转轴(201)，所述电机(203)连接变频器(204)，所述变频器(204)连接控制柜(205)，所述控制柜(205)控制变频器(204)实现变频；
电化学分析系统(300)，所述电化学分析系统(300)包括管段(301)，所述管段(301)设置在罐体(100)的内壁上，所述管段(301)内安装有用于固定试样(302)的试样槽(303)，所述管段(301)内还安装有参比电极(304)、辅助电极(305)和流速测量仪(306)，所述参比电极(304)和辅助电极(305)通过导线连接电化学分析装置(307)，所述流速测量仪(306)连接计算机(308)进行数据显示，且电化学分析装置(307)连接计算机(308)。
2.如权利要求1所述的测速防沉固冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述旋转轴(201)外套设有保护套(201a)，且所述保护套(201a)从罐体(100)内延伸出罐体(100)外。
3.如权利要求1或2所述的测速防沉固冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述罐体(100)为圆柱体结构，所述罐体(100)内焊接安装有四个管段(301)，且四个管段(301)在罐体(301)内均匀排布于同一水平面。
4.如权利要求3所述的测速防沉固冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述管段(301)为圆柱体，所述管段(301)水平设置，所述管段(301)以中心轴所在的水平面分为上段体(301a)和下段体(301b)，所述上段体(301a)一侧与下段体(301b)翻折连接，所述上段体(301a)可翻折的盖设在下段体(301b)上，所述下段体(301b)内部中空且沿中心轴贯通整个管段(301)，所述试样槽(303)开设在所述上段体(301a)朝向下段体(301b)的面，所述试样槽(303)为圆柱形结构，所述试样(302)放置在试样槽(303)中，所述试样(302)也为圆柱形结构，且所述试样(302)的外径等于试样槽(303)的直径，所述试样(302)的下端部伸入下段体(301b)。
5.如权利要求4所述的测速防沉固冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述上段体(301a)和试样(302)中均开设有相同的且相互连通的螺纹孔，所述试样(302)通过螺栓(302a)抵在试样槽(303)内，所述螺栓(302a)穿过螺纹孔旋接试样(302)。
6.如权利要求3、4或5任一项所述的测速防沉固冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述参比电极(304)、辅助电极(305)和流速测量仪(306)安装在四个管段(301)中的任意一个，且流速测量仪(306)的数目为两个，其中一个流速测量仪(306)和辅助电极(305)安装在试样(302)一侧，另一个流速测量仪(306)和参比电极(304)安装在试样(302)的另一侧。
7.如权利要求6所述的测速防沉固冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：还包括温度控制系统(400)，所述温度控制系统(400)包括热电偶(401)、金属盘(402)、加热棒(403)和温度控制器(404)，所述热电偶(401)一侧伸入罐体(100)，所述热电偶(401)另一侧连接温度控制器(404)进行温度显示，所述罐体(100)放置在金属盘(402)上，所述加热棒(403)插入金属盘(402)，所述加热棒(403)处于金属盘(402)外面的端部连接温度控制器(404)进行温度调控。
8.如权利要求1或7所述的测速防沉固冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述密封盖(101)上开设有用于旋转轴(201)穿设的旋转轴安装孔(101a)，所述密封盖(101)上开设有用于热电偶(401)穿设的热电偶安装孔(101b)，所述密封盖(101)上还开设有四套安装孔(101c)，每一套安装孔(101c)均包括两个流速测量仪安装孔(101c-1)、一个参比电极安装孔(101c-2)和一个辅助电极安装孔(101c-3)，四套安装孔(101c)的位置分别对应四个管段(301)。
9.一种用于测速防沉固冲刷腐蚀试验装置的试验方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)试验前将罐体(100)放置在金属盘(402)上，在金属盘(402)中插入加热棒(403)；
(2)选择一个管段(301)，将试样(302)安装在试样槽(303)中，并通过螺栓(302a)固定，且在管段(301)中安装参比电极(304)、辅助电极(305)和流速测量仪(306)，之后盖好上段体(301a)；
(3)将配置好的NaCl溶液放入罐体(100)中，然后加入称好的石英砂，使石英砂浓度为3％，然后盖上密封盖(101)，在罐体(100)中插入热电偶(401)，打开温度控制器(404)；
(4)将旋转轴(201)通过旋转轴安装孔(101a)伸入罐体(100)，并将参比电极(304)、辅助电极(305)分别通过参比电极安装孔(101c-2)和辅助电极安装孔(101c-3)连接电化学分析装置(307)，将流速测量仪(306)通过流速测量仪安装孔(101c-1)连接计算机(308)；
(5)通过操作控制柜(205)、变频器(204)和电机(203)调节旋转轴(201)的转速，进而进行冲刷腐蚀试验。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103335939A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-10-02 | 中国科学院金属研究所 | 管流式内壁冲刷腐蚀试验装置 |
| US20130284597A1 (en) * | 2012-04-28 | 2013-10-31 | Nanjing University | Device and method for testing corrosion inhibitor |
| CN103543077A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-01-29 | 北京科技大学 | 一种喷射式冲刷腐蚀试验装置 |
| CN204718938U (zh) * | 2015-08-12 | 2015-10-21 | 华电郑州机械设计研究院有限公司 | 一种旋转叶轮式金属冲刷腐蚀测试的实验装置 |
| CN206740565U (zh) * | 2017-05-16 | 2017-12-12 | 西安石油大学 | 一种冲击角可调的实验室腐蚀磨损电化学同步测试装置 |
| CN107991357A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-04 | 常州大学 | 双旋转圆盘反向冲刷腐蚀试验机 |
| CN108760614A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-11-06 | 上海海事大学 | 冲刷腐蚀在线电化学测试装置及方法 |
| CN110132828A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-16 | 常州大学 | 一种防沉砂测速冲刷腐蚀试验机 |
-
2020
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130284597A1 (en) * | 2012-04-28 | 2013-10-31 | Nanjing University | Device and method for testing corrosion inhibitor |
| CN103335939A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-10-02 | 中国科学院金属研究所 | 管流式内壁冲刷腐蚀试验装置 |
| CN103543077A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-01-29 | 北京科技大学 | 一种喷射式冲刷腐蚀试验装置 |
| CN204718938U (zh) * | 2015-08-12 | 2015-10-21 | 华电郑州机械设计研究院有限公司 | 一种旋转叶轮式金属冲刷腐蚀测试的实验装置 |
| CN206740565U (zh) * | 2017-05-16 | 2017-12-12 | 西安石油大学 | 一种冲击角可调的实验室腐蚀磨损电化学同步测试装置 |
| CN107991357A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-04 | 常州大学 | 双旋转圆盘反向冲刷腐蚀试验机 |
| CN108760614A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-11-06 | 上海海事大学 | 冲刷腐蚀在线电化学测试装置及方法 |
| CN110132828A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-16 | 常州大学 | 一种防沉砂测速冲刷腐蚀试验机 |
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