CN113138119A - 一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，实验舱的内部具有试验空腔；上游管路的一个端口接通在实验舱的入口，另一端口接通有流体介质存放装置，且上游管路上分别安装有上游温度传感器和上游压力传感器；下游管路的一个端口接通在实验舱的出口，流体介质存放装置中的流体介质依次通过上游管路、试验空腔和下游管路，且下游管路上分别安装有下游温度传感器和下游压力传感器；试验管件样品安装在试验空腔中。本发明提供了一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，可以将试验管件样品放置在试验空腔中，通过使流体介质经过试验空腔冲刷试验管件样品，来研究流体介质对实际工况管壁的冲刷腐蚀规律。

Description

一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置

技术领域

本发明涉及管道腐蚀试验装置技术领域，更具体的说是涉及一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置。

背景技术

在石油化工、管道运行安全等诸多领域，均需要管道输送气体、液体或液固混合物等介质，而由于很多流体介质具有腐蚀性，则会对输送管道的内壁造成腐蚀，为了管道输送领域的进步，因此研究流体介质对输送管道的冲刷腐蚀规律具有重大意义。

但目前，只是根据实际经验估计流体介质对实际工况中管壁的冲刷腐蚀规律，并没有模拟管道流动冲刷腐蚀的试验装置。

并且，实际工况中，管内流体介质的流动冲刷腐蚀较为复杂，当流体介质流动方向(流体介质正在流动时的流动方向)与其前进方向的壁面(流体介质所要前进的方向，但流体介质还未流到的管内壁)存在角度时，力学作用与腐蚀协同作用使得避免损失难于预测，现有技术中研究流体介质对管道腐蚀作用的试验装置，不能任意调节试验管件的倾角，导致不能模拟多角度条件下流体介质流动对管壁的冲刷腐蚀影响规律。

因此，如何提供一种可以调节试验管件倾角的模拟多角度管道流动冲刷腐蚀试验装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，可以将试验管件样品放置在试验空腔中，通过使流体介质经过试验空腔冲刷试验管件样品，来研究流体介质对实际工况管壁的冲刷腐蚀规律。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，包括：

实验舱，所述实验舱的内部具有试验空腔，所述实验舱的一端开设有与所述试验空腔接通的入口，另一端开设有与所述试验空腔接通的出口；

上游管路，所述上游管路的一个端口接通在所述实验舱的入口，另一端口接通有流体介质存放装置，且所述上游管路上分别安装有上游温度传感器和上游压力传感器；

下游管路，所述下游管路的一个端口接通在所述实验舱的出口，所述流体介质存放装置中的流体介质依次通过所述上游管路、所述试验空腔和所述下游管路，且所述下游管路上分别安装有下游温度传感器和下游压力传感器；

试验管件样品，所述试验管件样品安装在所述试验空腔中。

优选的，所述实验舱包括：

试验管道段，所述试验管道段的两个端口一一对应为所述实验舱的入口和出口，且所述试验管道段的内腔为所述试验空腔，所述试验管道段的两端均通过法兰盘一一对应连接所述上游管路和所述下游管路；

试件固定夹具，所述试件固定夹具固定在所述试验管道段的内腔壁上，同时所述试验管件样品固定在所述试件固定夹具上，所述流体介质存放装置中的流体介质依次通过所述上游管路、所述试验管道段的内腔和所述下游管路，且流经所述试验管道段内腔中的所述流体介质冲刷所述试验管件样品。

优选的，所述试验管道段的内腔壁上开设有卡槽，所述卡槽为条状，沿所述试验管道段的轴向延伸，且所述卡槽延伸至所述试验管道段的端口，以形成所述卡槽的端口，所述试件固定夹具从所述卡槽的端口滑动卡接至所述卡槽中，同时所述卡槽中通过其端口滑动卡接有夹具固定装置，且所述夹具固定装置靠近所述卡槽的端口，所述夹具固定装置相对的两端一一对应抵接所述试件固定夹具和与所述夹具固定装置相邻的所述法兰盘。

优选的，所述试件固定夹具为变角度试件固定夹具，所述试验管道段为弯管段，所述卡槽的一端延伸至所述弯管段的一个端口，所述变角度试件固定夹具的一端抵接在所述夹具固定装置上，另一端抵接在所述弯管段的弯折处的内壁上。

优选的，所述试件固定夹具包括：

底板，所述底板卡接在所述卡槽中，所述底板远离所述卡槽的一面间隔固定有两个相互平行的条形立板，且每个所述条形立板的长度方向平行所述底板的长度方向，同时两个所述条形立板上沿其长度方向均开设有条状导向孔，且两个所述条状导向孔相对设置；

试件固定板，所述试件固定板位于两个所述条形立板上，且所述试件固定板与两个所述条形立板的同端铰接，所述试件固定板靠近所述条形立板的一面上沿其长度方向开设有条状导向槽，同时试验管件样品固定在所述试件固定板远离所述条形立板的一面上；

滑杆，所述滑杆的两端一一对应穿过两个所述条状导向孔，且所述滑杆可在两个所述条状导向孔中移动，同时所述滑杆的两端均具有螺纹，并均螺纹连接有第一调节螺母，同时所述第一调节螺母的外径大于所述条状导向孔的孔宽；

滑块，所述滑块固定在所述滑杆上，同时所述滑块位于两个所述条形立板之间，并滑动连接在所述条状导向槽。

优选的，所述试件固定板靠近所述底板的一面上开设有第一磁铁槽，所述第一磁铁槽中嵌入且固定有磁铁。

优选的，所述试件固定夹具为水平试件固定夹具，所述试验管道段为直管段，所述卡槽的两端一一对应延伸至所述直管段的两个端口，且所述卡槽中靠近所述直管段的两个端口处均滑动卡接一个夹具固定装置，且每个所述夹具固定装置的一端抵接所述水平试件固定夹具，另一端抵接在相邻的所述法兰盘上。

优选的，所述夹具固定装置为长短可调节式。

优选的，所述夹具固定装置包括：第一盖板、第二盖板、第一调节杆、第二调节杆、第三调节杆、调节螺栓和第二调节螺母；所述第一盖板和所述第二盖板间隔且平行设置，且所述第一盖板抵接所述试件固定夹具，所述第二盖板抵接在相邻的所述法兰盘上；所述第一调节杆垂直固定在所述第一盖板上，所述第二调节杆和所述第三调节杆均垂直固定在所述第二盖板上，且所述第二调节杆和所述第三调节杆间隔且平行设置，同时所述第一调节杆、所述第二调节杆和所述第三调节杆均位于所述第一盖板和所述第二盖板之间，且所述第二调节杆和所述第三调节杆的同一个位置处均开设有相对设置的定位通孔，所述第一调节杆上沿其长度方向开设有多个调节通孔，所述第一调节杆可在所述第二调节杆和所述第三调节杆之间滑动，以使其中一个所述调节通孔与所述定位通孔相对应，所述调节螺栓插接在所述定位通孔和与所述定位通孔对应的所述调节通孔中，同时所述调节螺栓与所述第二调节螺母螺纹连接。

优选的，所述流体介质存放装置包括：

储液罐，所述储液罐通过第一管路接通在所述上游管路，且所述第一管路上分别接通有泵、第一阀门和液体流量计，所述储液罐中装载液体或固液混合物；

空气压缩机，所述空气压缩机通过第二管路接通在所述上游管路，且所述第二管路上分别接通有储气罐、冷干机、第二阀门和气体流量计，同时所述储气罐靠近所述储液罐。

优选的，所述上游管路和所述第一管路的内径相同，所述泵和所述实验舱之间的管路长度不小于所述第一管路内径的140倍。

优选的，所述储液罐中放置有加热器。

优选的，所述试验管道段为弯管段，所述卡槽的一端延伸至所述试验管道段的一个端口，所述试件固定夹具的一端抵接在所述夹具固定装置上，另一端抵接在所述弯管段的弯折处的内壁上。

优选的，所述试验管道段为直管段，所述卡槽的两端一一对应延伸至所述试验管道段的两个端口，所述卡槽中靠近所述试验管道段的两个端口处均滑动卡接一个所述夹具固定装置，以将所述试件固定夹具封堵在所述卡槽中，且每个所述夹具固定装置的一端抵接所述试件固定夹具，另一端抵接在相邻的所述法兰盘上。

优选的，所述试件固定夹具为平板，所述平板卡接在所述卡槽中，所述试验管件样品固定在所述平板远离所述卡槽的一面。

优选的，所述平板靠近所述卡槽的一面开设有第二磁铁槽，所述第二磁铁槽中嵌入且固定有磁铁。

优选的，所述卡槽为多个，沿所述试验管道段的内腔壁圆周方向均匀且间隔开设。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，可以实现如下技术效果：

1、本发明试验管件样品在试验空腔中角度可调节，研究试验管件样品不同倾斜角度时，流体介质流动对试验管件样品冲刷腐蚀的影响规律；

2.本发明在泵和实验舱之间设计有足够长度的稳流段，使混合流动介质进入实验管段前混合状态趋于稳定，消除由于泵等因素造成的实验舱内流场扰动的影响；

3.本发明可以开展液体冲刷腐蚀模拟试验、固液混合物冲刷腐蚀模拟试验、气体冲刷腐蚀模拟试验，固、液、气混合物冲刷腐蚀模拟试验以及液以及气混合物冲刷腐蚀模拟试验。

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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置的结构原理图；

图2为本发明实施例1中角度实验舱的正视半剖视图；

图3为本发明实施例1中角度实验舱的侧视图；

图4为本发明实施例1中试件固定夹具的侧视图；

图5为本发明实施例1中试件固定夹具的底板上固定条形立板的俯视图；

图6为本发明实施例1中试件固定夹具中试件固定板靠近条形立板一面的正视图；

图7为本发明实施例1中试件固定夹具的试件固定板远离条形立板一面的正视图；

图8为本发明夹具固定装置的结构示意图；

图9为本发明实施例2中角度实验舱的正视半剖视图；

图10为本发明实施例2中角度实验舱的侧视图；

图11为本发明实施例2中水平试件固定夹具的剖视图。

其中，1-实验舱；10-试验空腔；2-上游管路；3-流体介质存放装置；21-上游温度传感器；22-上游压力传感器；4-下游管路；41-下游温度传感器；42-下游压力传感器；11-试验管道段；101-法兰盘；12-试件固定夹具；13-水平试件固定夹具；110-卡槽；5-夹具固定装置；121-底板；120-条状导向孔；122-条形立板；123-试件固定板；130-条状导向槽；125-第一调节螺母；126-滑块；102-第一磁铁槽；51-第一盖板；52-第二盖板；53-第一调节杆；54-第二调节杆；55-第三调节杆；56-调节螺栓；57-第二调节螺母；31-储液罐；310-第一管路；311-泵；312-第一阀门；313-液体流量计；32-空气压缩机；320-第二管路；321-储气罐；322-冷干机；323-第二阀门；324-气体流量计；314-加热器；103-第二磁铁槽；9-流速控制回路；8-第一安装槽；6-第二安装槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，包括：

实验舱1，实验舱1的内部具有试验空腔10，实验舱1的一端开设有与试验空腔10接通的入口，另一端开设有与试验空腔10接通的出口；

上游管路2，上游管路2的一个端口接通在实验舱1的入口，另一端口接通有流体介质存放装置3，且上游管路2上分别安装有上游温度传感器21和上游压力传感器22；

下游管路4，下游管路4的一个端口接通在实验舱1的出口，流体介质存放装置3中的流体介质依次通过上游管路2、试验空腔10和下游管路4，且下游管路4上分别安装有下游温度传感器41和下游压力传感器42；

试验管件样品，试验管件样品安装在试验空腔10中。

本发明流体介质存放装置3中的流体介质依次通过上游管路2、试验空腔10和下游管路4，由于试验管件样品安装在试验空腔10中，因此流体介质可以冲刷试验管件样品，并通过上游温度传感器21和上游压力传感器22对应采集实验舱1上游中流体介质的温度和压力参数，通过下游温度传感器41和下游压力传感器42对应采集实验舱1下游中流体介质的温度和压力参数，以便可以研究流体介质对试验管件样品冲刷腐蚀的规律，且由于试验管件样品在试验空腔10中角度可调节，因此可以通过调节试验管件样品在试验空腔10中的不同倾角，并对应试验管件样品不同的倾角进行多组试验，以便能够模拟多角度条件下流体介质流动对管壁的冲刷腐蚀影响规律。

为了进一步优化上述技术方案，实验舱1包括：

试验管道段11，试验管道段11的两个端口一一对应为实验舱1的入口和出口，且试验管道段11的内腔为试验空腔10，试验管道段11的两端均通过法兰盘101一一对应连接上游管路2和下游管路4；

试件固定夹具12，试件固定夹具12固定在试验管道段11的内腔壁上，同时试验管件样品固定在试件固定夹具12上，流体介质存放装置3中的流体介质依次通过上游管路2、试验管道段11的内腔和下游管路4，且流经试验管道段11内腔中的流体介质冲刷试验管件样品。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：试验管道段11的两端均通过法兰盘101一一对应连接上游管路2和下游管路4，从而方便试验管道段11、上游管路2和下游管路4之间可拆卸连接；同时，本发明通过试件固定夹具12将试验管件样品固定在试验管道段11的内腔壁上，从而可以方便安装、拆卸以及更换试验管件样品。

为了进一步优化上述技术方案，试验管道段11的内腔壁上开设有卡槽110，卡槽110为条状，沿试验管道段11的轴向延伸，且卡槽110延伸至试验管道段11的端口，以形成卡槽110的端口，试件固定夹具12从卡槽110的端口滑动卡接至卡槽110中，同时卡槽110通过其端口滑动卡接有夹具固定装置5，且夹具固定装置5靠近卡槽110的端口，夹具固定装置5相对的两端一一对应抵接试件固定夹具12和与夹具固定装置5相邻的法兰盘101。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：便于将试件固定夹具12从试验管道段11的内腔壁上拆装，从而方便安装、拆卸以及更换试验管件样品，同时通过将夹具固定装置5滑动卡接在卡槽110中靠近试验管道段11的端口处，从而防止试件固定夹具12从卡槽110的端口处滑脱，同时夹具固定装置5相对的两端一一对应抵接试件固定夹具12和法兰盘101，可以使试件固定夹具12和夹具固定装置5的长度和等于卡槽110的长度，以便可以使试件固定夹具12稳定的嵌入在卡槽110中，从而防止流体介质冲刷试验管件样品的过程中导致试件固定夹具12晃动，因此可以降低本发明的实验误差。

为了进一步优化上述技术方案，试件固定夹具为变角度试件固定夹具12，试验管道段11为弯管段，卡槽110的一端延伸至弯管段的一个端口，变角度试件固定夹具12的一端抵接在夹具固定装置5上，另一端抵接在弯管段的弯折处的内壁上。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：通过试件固定夹具12改变试验管件样品的倾角，即可以调节流体介质流动方向(流体介质正在流动时的流动方向)与其前进方向的壁面(流体介质所要前进的方向，但流体介质还未流到的管内壁)存在的角度，从而能够模拟多角度条件下流体介质流动对管壁的冲刷腐蚀影响规律。

为了进一步优化上述技术方案，试件固定夹具12包括：

底板121，底板121卡接在卡槽110中，底板121远离卡槽110的一面间隔固定有两个相互平行的条形立板122，且每个条形立板122的长度方向平行底板121的长度方向，同时两个条形立板122上沿其长度方向均开设有条状导向孔120，且两个条状导向孔120相对设置；

试件固定板123，试件固定板123位于两个条形立板122上，且试件固定板123与两个条形立板122的同端铰接，试件固定板123靠近条形立板122的一面上沿其长度方向开设有条状导向槽130，同时试验管件样品固定在试件固定板123远离条形立板122的一面上；

滑杆，滑杆的两端一一对应穿过两个条状导向孔120，且滑杆可在两个条状导向孔120中移动，同时滑杆的两端均具有螺纹，并均螺纹连接有第一调节螺母125，同时第一调节螺母125的外径大于条状导向孔120的孔宽；

滑块126，滑块126固定在滑杆上，同时滑块126位于两个条形立板122之间，并滑动连接在条状导向槽130中。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：通过滑杆在条状导向孔120中移动，则可以调节条形立板122和试件固定板123之间的夹角，并且通过第一调节螺母125与滑杆配合连接，则可以将滑杆锁定在所需要的位置，从而可以锁定条形立板122与试件固定板123之间的夹角。

为了进一步优化上述技术方案，试件固定板123远离条形立板122上的一面上开设有第一安装槽8，试验管件样品固定(可以是粘接，但不限于粘接)在第一安装槽8中。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：提高试验管件样品安装在试件固定板123上的稳定性。

为了进一步优化上述技术方案，试件固定板123靠近条形立板122上的一面上开设有第一磁铁槽102，第一磁铁槽102中嵌入且固定有磁铁。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：由于试验管件样品一般为金属管件，通过磁铁将试验管件样品吸附在试件固定板123上，因此便于安装、拆卸和替换试验管件样品。

为了进一步优化上述技术方案，同时试验管件样品粘接在试件固定板123远离条形立板122上的一面上。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：可以提高试验管件样品固定在试件固定板123上的稳定性，从而防止流体介质冲刷试验管件样品的过程中导致试验管件样品晃动，因此可以降低本发明的实验误差，并且操作简单。

为了进一步优化上述技术方案，试件固定夹具为水平试件固定夹具13，试验管道段11为直管段，卡槽110的两端一一对应延伸至直管段的两个端口，且卡槽110中靠近直管段的两个端口处均滑动卡接一个夹具固定装置5，且每个夹具固定装置5的一端抵接水平试件固定夹具13，另一端抵接在相邻的法兰盘101上。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：结构简单，便于操作，且可以开展不变角度的流体介质冲刷腐蚀试验。

为了进一步优化上述技术方案，卡槽110中同时卡接有多个水平试件固定夹具13，且多个水平试件固定夹具13在卡槽110中间隔设置，同时每相邻两个水平试件固定夹具13之间抵接有一个夹具固定装置5。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：在一次试验中可以同时对多个试验管件样品进行试验，提高试验的真实性和准确性。

为了进一步优化上述技术方案，水平试件固定夹具13卡接在卡槽110中，试验管件样品固定(粘接但不限于粘接)在水平试件固定夹具13远离卡槽110的一面。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：提高试验管件样品安装的稳定性。

为了进一步优化上述技术方案，平试件固定夹具13远离卡槽110的一面开设有第二安装槽6，试验管件样品固定(粘接但不限于粘接)在第二安装槽6中。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：进一步提高试验管件样品安装的稳定性。

为了进一步优化上述技术方案，水平试件固定夹具13靠近卡槽110的一面开设有第二磁铁槽103，第二磁铁槽103中嵌入且固定有磁铁。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：便于拆装以及替换试验管件样品。

为了进一步优化上述技术方案，夹具固定装置5为长短可调节式。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：通过调节夹具固定装置5的长度，从而可以保证夹具固定装置5和角度试件固定夹具12的长度和等于卡槽110的长度，因此本发明可以根据需要选择开设卡槽110得长度，以及可以根据试验管件样品的长度选择角度试件固定夹具12的长度。

为了进一步优化上述技术方案，夹具固定装置5包括：第一盖板51、第二盖板52、第一调节杆53、第二调节杆54、第三调节杆55、调节螺栓56和第二调节螺母57；第一盖板51和第二盖板52间隔且平行设置，且第一盖板51抵接试件固定夹具12，第二盖板52抵接在相邻的法兰盘101上；第一调节杆53垂直固定在第一盖板51上，第二调节杆54和第三调节杆55均垂直固定在第二盖板52上，且第二调节杆54和第三调节杆55间隔且平行设置，同时第一调节杆53、第二调节杆54和第三调节杆55均位于第一盖板51和第二盖板52之间，且第二调节杆54和第三调节杆55的同一个位置处均开设有相对设置的定位通孔，第一调节杆53上沿其长度方向开设有多个调节通孔，第一调节杆53可在第二调节杆54和第三调节杆55之间滑动，以使其中一个调节通孔与定位通孔相对应，调节螺栓56插接在定位通孔和与定位通孔对应的调节通孔中，同时调节螺栓56与第二调节螺母57螺纹连接。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：第一调节杆53可在第二调节杆54和第三调节杆55之间滑动，以使其中一个调节通孔与定位通孔相对应，调节螺栓56插接在定位通孔和与定位通孔对应的调节通孔中，并通过配合连接第二调节螺母57，则可以调节夹具固定装置5的长度，并且本发明通过第一盖板51和第二盖板52可以对应实现抵接试件固定夹具12和法兰盘101的作用，且第一盖板51和第二盖板52具有较大的抵接面积，因此可以进一步提高试件固定夹具12在卡槽110中的稳定性，从而降低试验误差。

为了进一步优化上述技术方案，流体介质存放装置3包括：

储液罐31，储液罐31通过第一管路310接通在上游管路2，且第一管路310上分别接通有泵311、第一阀门312和液体流量计313，储液罐31中装载液体或固液混合物；

空气压缩机32，空气压缩机32通过第二管路320接通在上游管路2，且第二管路320上分别接通有储气罐321、冷干机322、第二阀门323和气体流量计324，同时储气罐321靠近储液罐31。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：本发明可以开展液体冲刷腐蚀模拟试验、固液混合物冲刷腐蚀模拟试验、气体冲刷腐蚀模拟试验，固、液、气混合物冲刷腐蚀模拟试验以及液以及气混合物冲刷腐蚀模拟试验；

并且，本发明通过泵311将储液罐31中的流体介质泵送至第一管路310和上游管路2中，通过第一阀门312控制第一管路310中流体介质的流速以及开关，通过液体流量计313测量第一管路310中流体介质的流量；

本发明通过空气压缩机32产生气态的流体介质，且气态的流体介质先存储在储气罐321中，可以起到稳压的作用，冷干机322保证气态流体介质的干燥性，第二阀门323控制第二管路320中气态流体介质的流速和开关，气体流量计324测量第二管路320中气态流体介质的流量。

为了进一步优化上述技术方案，第一管路310接通有流速控制回路9，第一阀门312为多个，安装在第一管路310和流速控制回路9上，以便可以通过流速控制回路9和多个第一阀门312，提高对流体介质流速的控制效果。

为了进一步优化上述技术方案，下游管路4另一个端口接通至储液罐31。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：实验装置采用循环流动管路模拟管内介质流动，避免资源浪费。

为了进一步优化上述技术方案，上游管路2和第一管路310的内径相同，泵311和实验舱1之间的管路长度为第一管路310内径的150倍。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：在泵311和实验舱1之间设计有足够长度的稳流段，使混合流动介质进入实验管段前混合状态趋于稳定，消除由于泵311等因素造成的实验舱1内流场扰动的影响。

由于流体粘度的作用，流入管道的流体流速从管道近壁面到管道中心的位置会存在一个渐变的过程，试验中湍流充分发展的长度取决于流体的流动状态和雷诺数。

层流时：

湍流时：

层流向湍流转变的临界条件下，即雷诺数Re＝2300时，湍流充分发展的长度达到最长，为138D，因此试验平台中湍流充分发展的直管段长度设为150D，例如：管道为内径为100mm的PVC管道，使湍流充分发展的直管段长度超过14m。

为了进一步优化上述技术方案，储液罐31中放置有加热器314。

本发明采用上述技术方案，可以实现的有益效果为：通过加热器314对储液罐31中的液体进行加热，以便可以控制储液罐31中流体介质的温度。

为了进一步优化上述技术方案，卡槽110为多个，沿试验管道段11的内腔壁圆周方向均匀且间隔开设。

实施例1：

本发明提供了一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，试验管件样品变角度的模拟试验工作原理如下：

从实际工况中运输流体介质的管道上截取其中一小片作为试验管件样品，将试验管件样品固定在试件固定夹具12的试件固定板123上，然后将试件固定夹具12的底板121卡接在试验管道段11(试验管道段11为弯管段)内壁上开设的卡槽110中，同时根据卡槽110的长度调节夹具固定装置5的长度，根据需要，还可以在卡槽110中插入多个夹具固定装置5，以便保证试件固定夹具12和卡槽110内所有夹具固定装置5的长度和为卡槽110的长度，同时使夹具固定装置5的第一盖板51抵接试件固定夹具12，第二盖板52抵接在相邻的法兰盘101上；

然后将实验舱1的入口接通上游管路2，同时上游管路2分别接通第一管路310和第二管路320，且第一管路310接通储液罐31，同时第一管路310上分别接通有泵311、第一阀门312和液体流量计313，储液罐31中装载液体或固液混合物，且储液罐31中放置有加热器314，第二管路320接通空气压缩机32，同时第二管路320上分别接通有储气罐321、冷干机322、第二阀门323和气体流量计324，同时储气罐321靠近储液罐31，并且保证游管路2和第一管路310的内径相同，泵311和实验舱1之间的管路长度为第一管路310内径的150倍。

装置连接好后，可以进行试验，即当进行液体冲刷腐蚀模拟试验时，第一阀门312打开，第二阀门323关闭，且液罐31中装载液体；当进行固液混合物冲刷腐蚀模拟试验时，第一阀门312打开，第二阀门323关闭，且液罐31中装载固液混合物；当进行气体冲刷腐蚀模拟试验时，第一阀门312关闭，第二阀门323打开，同时空气压缩机32工作；当进行固、液、气混合物冲刷腐蚀模拟试验时，第一阀门312打开，第二阀门323打开，且液罐31中装载固液混合物，同时空气压缩机32工作；当进行液、气混合物冲刷腐蚀模拟试验时，第一阀门312打开，第二阀门323打开，且液罐31中装载液体，同时空气压缩机32工作。

当需要调节试验管件样品在试验空腔10中的倾角时，将试验管道段11从管路系统中拆卸下来，然后依次将夹具固定装置5和试件固定夹具12从卡槽110中拆卸下来，通过滑杆在条状导向孔120中移动，则可以调节条形立板122和试件固定板123之间的夹角，并且通过第一调节螺母125与滑杆配合连接，则可以将滑杆锁定在所需要的位置，从而可以锁定条形立板122与试件固定板123之间的夹角，并且替换新的与原试验管件样品相同的试验管件样品(也可以不替换，根据试验需求决定)，然后再重新安装，即可开展试验管件样品不同角度的流体介质冲刷腐蚀试验。

实施例2：本发明提供了一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，试验管件样品不变角度的模拟试验工作原理如下：

从实际工况中运输流体介质的管道上截取其中多个小片作为多个试验管件样品，将多个试验管件样品一一对应固定在多个水平试件固定夹具13上，然后将水平试件固定夹具13卡接在试验管道段11(试验管道段11为直管段)内壁上开设的卡槽110中，同时根据卡槽110的长度调节多个夹具固定装置5的长度，以便保证试件固定夹具12和卡槽110内所有夹具固定装置5的长度和为卡槽110的长度，以便将多个具固定装置5与水平试件固定夹具13按顺序插入在卡槽110中后，使夹具固定装置5的第一盖板51抵接水平试件固定夹具13，第二盖板52抵接在相邻的法兰盘101上；

然后将实验舱1的入口接通上游管路2，同时上游管路2分别接通第一管路310和第二管路320，且第一管路310接通储液罐31，同时第一管路310上分别接通有泵311、第一阀门312和液体流量计313，储液罐31中装载液体或固液混合物，且储液罐31中放置有加热器314，第二管路320接通空气压缩机32，同时第二管路320上分别接通有储气罐321、冷干机322、第二阀门323和气体流量计324，同时储气罐321靠近储液罐31，并且保证游管路2和第一管路310的内径相同，泵311和实验舱1之间的管路长度为第一管路310内径的150倍。

装置连接好后，可以进行试验，即当进行液体冲刷腐蚀模拟试验时，第一阀门312打开，第二阀门323关闭，且液罐31中装载液体；当进行固液混合物冲刷腐蚀模拟试验时，第一阀门312打开，第二阀门323关闭，且液罐31中装载固液混合物；当进行气体冲刷腐蚀模拟试验时，第一阀门312关闭，第二阀门323打开，同时空气压缩机32工作；当进行固、液、气混合物冲刷腐蚀模拟试验时，第一阀门312打开，第二阀门323打开，且液罐31中装载固液混合物，同时空气压缩机32工作；当进行液、气混合物冲刷腐蚀模拟试验时，第一阀门312打开，第二阀门323打开，且液罐31中装载液体，同时空气压缩机32工作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，包括：

实验舱(1)，所述实验舱(1)的内部具有试验空腔(10)，所述实验舱(1)的一端开设有与所述试验空腔(10)接通的入口，另一端开设有与所述试验空腔(10)接通的出口；

上游管路(2)，所述上游管路(2)的一个端口接通在所述实验舱(1)的入口，另一端口接通有流体介质存放装置(3)，且所述上游管路(2)上分别安装有上游温度传感器(21)和上游压力传感器(22)；

下游管路(4)，所述下游管路(4)的一个端口接通在所述实验舱(1)的出口，所述流体介质存放装置(3)中的流体介质依次通过所述上游管路(2)、所述试验空腔(10)和所述下游管路(4)，且所述下游管路(4)上分别安装有下游温度传感器(41)和下游压力传感器(42)；

试验管件样品，所述试验管件样品安装在所述试验空腔(10)中。

2.根据权利要求1所述的一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述实验舱(1)包括：

试验管道段(11)，所述试验管道段(11)的两个端口一一对应为所述实验舱(1)的入口和出口，且所述试验管道段(11)的内腔为所述试验空腔(10)，所述试验管道段(11)的两端均通过法兰盘(101)一一对应连接所述上游管路(2)和所述下游管路(4)；

试件固定夹具，所述试件固定夹具固定在所述试验管道段(11)的内腔壁上，同时所述试验管件样品固定在所述试件固定夹具上，所述流体介质存放装置(3)中的流体介质依次通过所述上游管路(2)、所述试验管道段(11)的内腔和所述下游管路(4)，且流经所述试验管道段(11)内腔中的所述流体介质冲刷所述试验管件样品。

3.根据权利要求2所述的一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述试验管道段(11)的内腔壁上开设有卡槽(110)，所述卡槽(110)为条状，沿所述试验管道段(11)的轴向延伸，且所述卡槽(110)延伸至所述试验管道段(11)的端口，以形成所述卡槽(110)的端口，所述试件固定夹具从所述卡槽(110)的端口滑动卡接至所述卡槽(110)中，同时所述卡槽(110)通过其端口滑动卡接有夹具固定装置(5)，且所述夹具固定装置(5)靠近所述卡槽(110)的端口，所述夹具固定装置(5)相对的两端一一对应抵接所述试件固定夹具和与所述夹具固定装置(5)相邻的所述法兰盘(101)。

4.根据权利要求3所述的一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述试件固定夹具为变角度试件固定夹具(12)，所述试验管道段(11)为弯管段，所述卡槽(110)的一端延伸至所述弯管段的一个端口，所述变角度试件固定夹具(12)的一端抵接在所述夹具固定装置(5)上，另一端抵接在所述弯管段的弯折处的内壁上。

5.根据权利要求4所述的一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述变角度试件固定夹具(12)包括：

底板(121)，所述底板(121)卡接在所述卡槽(110)中，所述底板(121)远离所述卡槽(110)的一面间隔固定有两个相互平行的条形立板(122)，且每个所述条形立板(122)的长度方向平行所述底板(121)的长度方向，同时两个所述条形立板(122)上沿其长度方向均开设有条状导向孔(120)，且两个所述条状导向孔(120)相对设置；

试件固定板(123)，所述试件固定板(123)位于两个所述条形立板(122)上，且所述试件固定板(123)与两个所述条形立板(122)的同端铰接，所述试件固定板(123)靠近所述条形立板(122)的一面上沿其长度方向开设有条状导向槽(130)，同时试验管件样品固定在所述试件固定板(123)远离所述条形立板(122)的一面上；

滑杆，所述滑杆的两端一一对应穿过两个所述条状导向孔(120)，且所述滑杆可在两个所述条状导向孔(120)中移动，同时所述滑杆的两端均具有螺纹，并均螺纹连接有第一调节螺母(125)，同时所述第一调节螺母(125)的外径大于所述条状导向孔(120)的孔宽；

滑块(126)，所述滑块(126)固定在所述滑杆上，同时所述滑块(126)位于两个所述条形立板(122)之间，并滑动连接在所述条状导向槽(130)中。

6.根据权利要求3所述的一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述试件固定夹具为水平试件固定夹具(13)，所述试验管道段(11)为直管段，所述卡槽(110)的两端一一对应延伸至所述直管段的两个端口，且所述卡槽(110)中靠近所述直管段的两个端口处均滑动卡接一个夹具固定装置(5)，且每个所述夹具固定装置(5)的一端抵接所述水平试件固定夹具(13)，另一端抵接在相邻的所述法兰盘(101)上。

7.根据权利要求3-6任一项所述的一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述夹具固定装置(5)为长短可调节式。

8.根据权利要求7所述的一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述夹具固定装置(5)包括：第一盖板(51)、第二盖板(52)、第一调节杆(53)、第二调节杆(54)、第三调节杆(55)、调节螺栓(56)和第二调节螺母(57)；所述第一盖板(51)和所述第二盖板(52)间隔且平行设置，且所述第一盖板(51)抵接所述试件固定夹具，所述第二盖板(52)抵接在相邻的所述法兰盘(101)上；所述第一调节杆(53)垂直固定在所述第一盖板(51)上，所述第二调节杆(54)和所述第三调节杆(55)均垂直固定在所述第二盖板(52)上，且所述第二调节杆(54)和所述第三调节杆(55)间隔且平行设置，同时所述第一调节杆(53)、所述第二调节杆(54)和所述第三调节杆(55)均位于所述第一盖板(51)和所述第二盖板(52)之间，且所述第二调节杆(54)和所述第三调节杆(55)的同一个位置处均开设有相对设置的定位通孔，所述第一调节杆(53)上沿其长度方向开设有多个调节通孔，所述第一调节杆(53)可在所述第二调节杆(54)和所述第三调节杆(55)之间滑动，以使其中一个所述调节通孔与所述定位通孔相对应，所述调节螺栓(56)插接在所述定位通孔和与所述定位通孔对应的所述调节通孔中，同时所述调节螺栓(56)与所述第二调节螺母(57)螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述流体介质存放装置(3)包括：

储液罐(31)，所述储液罐(31)通过第一管路(310)接通在所述上游管路(2)，且所述第一管路(310)上分别接通有泵(311)、第一阀门(312)和液体流量计(313)，所述储液罐(31)中装载液体或固液混合物；

空气压缩机(32)，所述空气压缩机(32)通过第二管路(320)接通在所述上游管路(2)，且所述第二管路(320)上分别接通有储气罐(321)、冷干机(322)、第二阀门(323)和气体流量计(324)，同时所述储气罐(321)靠近所述储液罐(31)。

10.根据权利要求9所述的一种模拟管道流动冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述上游管路(2)和所述第一管路(310)的内径相同，所述泵(311)和所述实验舱(1)之间的管路长度不小于所述第一管路(310)内径的140倍。

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