CN113984639B - 一种管流式腐蚀试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冲刷腐蚀研究技术领域，公开了一种管流式腐蚀试验装置，其包括第一管路、第二管路和第三管路，第一管路、第二管路和第三管路相互连通且并联设置，通过设置多条管路，可同一时间段对不同公称直径的管路试样、不同焊接工艺的焊接管试样进行冲刷腐蚀实验，测试绝缘保护、牺牲阳极能否提高海水管路及其附件的耐腐蚀性，以准确掌握基于绝缘保护、牺牲阳极的海水管路系统防腐蚀方法，本发明提供的管流式腐蚀试验装置结构简单，实用性强，工况调节成本较低，便于维护，可重复利用，应用价值高。
Description
技术领域
本发明涉及冲刷腐蚀研究技术领域，特别是涉及一种管流式腐蚀试验装置。
背景技术
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，在保证舰船正常运行、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，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、防腐技术一直都是舰船海水管系防护的重点课题。
海水管路系统常见的腐蚀表现形式包括冲刷腐蚀、电偶腐蚀和杂散电流腐蚀等，现有的管流式腐蚀实验装置大多只研究单一影响因素，对于海水管路系统中的腐蚀机理、主导腐蚀因素、管道防腐设计规则等还未进行系统全面地试验研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种管流式腐蚀试验装置，以解决现有管流式腐蚀实验装置对比因素单一，研究不全面的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种管流式腐蚀试验装置，其包括：第一管路，所述第一管路包括并联设置的第一测试支路和第一溢流支路，所述第一测试支路上串联设有第一试验管段，所述第一试验管段包括并联设置的第一试验管道和第二试验管道，所述第一试验管道上设有自动焊接部和若干不同焊接缺陷的人工焊接部，所述第二试验管道上设有若干自动焊接部，所述第一测试支路的一端设有第一进水口，另一端设有第一出水口；
第二管路，所述第二管路与所述第一管路连通且并联设置，所述第二管路包括第二测试支路和第二溢流支路，所述第二测试支路上串联设有若干不同管径的第二试验管段，至少一个所述第二试验管段的上游设有第二溢流支路，各所述第二溢流支路的一端设于与其对应的所述第二试验管段的一端且与所述第二测试支路连接，另一端与所述第一溢流支路连接；以及
第三管路，所述第三管路与所述第一管路连通且并联设置，所述第三管路包括第三测试支路，所述第三测试支路上串联设有第三试验管段，所述第三试验管段包括并联设置的第三试验管道和第四试验管道，所述第三试验管道和所述第四试验管道的另一端与第一溢流支路连接，所述第三试验管道上设有若干第一弯头和/或若干第一变径段，所述第四试验管道上设有若干与所述第一弯头相对应的第二弯头和/或若干与所述第一变径段相对应的第二变径段，所述第三试验管道或第四试验管道上设有牺牲阳极。
优选地，所述第一试验管道上设有第一截止阀，所述第二试验管道上设有第二截止阀；
所述第一截止阀或第二截止阀上设有绝缘保护套。
优选地，所述第一测试支路的上游设有第一流量计，所述第一溢流支路上设有第一流量调节阀和第一截止止回阀；
所述第一溢流支路的一端连接第一进水口，另一端设有第二出水口。
优选地，所述第二测试支路上串联设有三种不同管径的第二试验管段，所述第二试验管段包括第一试验管路、第二试验管路和第三试验管路，所述第一试验管路、第二试验管路和第三试验管路的管径从上游至下游逐渐减小。
优选地，所述第一试验管路包括并联设置的第五试验管道和第六试验管道，所述第五试验管道上设有含焊接缺陷的人工焊接部，所述第六试验管道上设有自动焊接部；
第五试验管道上设有第三截止阀，所述第六试验管道上设有第四截止阀，所述第三截止阀或第四截止阀上设有绝缘保护套。
优选地，所述第二试验管路包括并联设置的第七试验管道和第八试验管道，所述第七试验管道上设有人工焊接部，所述第八试验管道上设有自动焊接部；
第七试验管道上设有第五截止阀，所述第八试验管道上设有第六截止阀，所述第五截止阀或第六截止阀上设有绝缘保护套。
优选地，所述第二试验管路包括并联设置的第九试验管道和第十试验管道，所述第九试验管道上设有第一弯管，所述第十试验管道上设有第三弯头。
优选地，所述第一试验管路的上游设有第二溢流支路Ⅰ，所述第二溢流支路Ⅰ上设有第二流量调节阀和第三截止止回阀；
所述第二试验管路的上游设有第二溢流支路Ⅱ，所述第二溢流支路二上设有第三流量调节阀和第四截止止回阀。
优选地，所述第三测试支路的上游设有第四流量计和第七截止阀，所述第三试验管道的下游设有第五截止止回阀，所述第四试验管道的下游设有第六截止止回阀。
优选地，所述试验装置还包括用于支撑固定所述第一管路、第二管路以及第三管路的支撑架。
本发明实施例提供的管流式腐蚀试验装置，与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明实施例提供的管流式腐蚀试验装置，设置了多条管路，可以对不同公称直径的管路试样、不同焊接工艺的焊接管试样进行冲刷腐蚀实验，模拟控制不同流量、不同流速、不同含沙量等影响参数对管道内部的腐蚀情况。
进一步地，可测试绝缘保护、牺牲阳极能否提高海水管路及其附件的耐腐蚀性，以准确掌握基于绝缘保护、牺牲阳极的海水管路系统防腐蚀方法，本发明提供的管流式腐蚀试验装置结构简单，实用性强，工况调节成本较低，便于维护，可重复利用，应用价值高。
附图说明
图1为本发明实施例的管流式腐蚀试验装置的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的第一管路的俯视图。
图3为本发明实施例提供的第二管路的俯视图。
图4为本发明实施例提供的第三管路的俯视图。
图中：100、管流式腐蚀试验装置
1、第一管路；11、第一测试支路；111、放泄螺塞；112、第一压力计；113、第一流量计；114、第一进水口；115、第一出水口；116、第三出水口；
12、第一试验管段；121、第一试验管道；121a、第一截止阀；121b、第一自动焊接部；121c、保护不良焊接部；121d、引弧缺陷焊接部；122、第二试验管道；122a、第二截止阀；122b、第二自动焊接部；
13、第一溢流支路；131、第一流量调节阀；132、第一截止止回阀；133、进水孔；134、第二出水口；
2、第二管路；21、第二测试支路；211、第二流量计；212、第三流量计；213、第二截止止回阀；
22、第二试验管段；
221、第一试验管路；2211、第五试验管道；2211a、第三截止阀；2211b、大焊接输入焊接部；2212、第六试验管道；2212a、第四截止阀；2212b、第三自动焊接部；
222、第二试验管路；2221、第七试验管道；2221a、第五截止阀；2221b、内壁余高超标焊接部；2222、第八试验管道；2222a、第六截止阀；2222b、第四自动焊接部；
223、第三试验管路；2231、第九试验管道；2231a、第一弯管；2232、第十试验管道；2232a、第三弯头；
23、第二溢流支路；231、第二溢流支路Ⅰ；2311、第二流量调节阀；2312、第三截止止回阀；232、第二溢流支路Ⅱ；2321、第三流量调节阀；2322、第四截止止回阀；
3、第三管路；31、第三测试支路；311、第四流量计；312、第七截止阀；
32、第三试验管段；321、第三试验管道；321a、第一弯头；321b、第一变径段；321c、第五截止止回阀；321d、牺牲阳极；
322、第四试验管道；322a、第二弯头；322b、第二变径段；322c、第六截止止回阀；
4、支撑架；5、铜镍松套法兰。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
需要理解的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，也即，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请一并参阅图1至图4，图1、2、3、4中的黑色箭头指示的是管路中液体的流动方向，本发明实施例提供一种管流式腐蚀试验装置100，其包括第一管路1、第二管路2以及第三管路3，第一管路1、第二管路2、第三管路3相互连通且并联设置，由此构成一个下、中、上三层的管路结构，进一步地，本发明实施例提供管流式腐蚀试验装置100还包括支撑架4，支撑架4用于固定支撑各管路，保证管流式腐蚀试验装置100的整体连接强度与结构稳定性。
如图2所示，第一管路1包括并联设置的第一测试支路11和第一溢流支路13，优选地，第一管路1的通径大小为DN80，第一测试支路11上串联设有第一试验管段12，第一试验管段12包括并联设置的第一试验管道121和第二试验管道122，第一试验管道121上设有第一自动焊接部121b和若干不同焊接缺陷的人工焊接部，第二试验管道122上设有若干第二自动焊接部122b，第一测试支路11的一端设有第一进水口114，另一端设有第一出水口115；优选地，不同焊接缺陷的人工焊接部包括保护不良焊接部121c、引弧缺陷焊接部121d。本发明实施例提供的管流式腐蚀试验装置100在第一试验管道121上设置若干不同焊接缺陷的人工焊接部，在第二试验管道122上与第一试验管道对应的位置设置第二自动焊接部122b，可对比研究不同焊接工艺及加工工艺等因素对海水管路系统的腐蚀性影响。
需要说明的是，保护不良焊接部121c通过采取保护不良焊接工艺方法焊接而得，保护不良焊接工艺方法是指在焊接前，人为缩短管内部充气时间，或在焊接前撕去保护铝箔胶带，减少焊接过程中管焊缝内壁的保护效果，从而造成保护不良，焊缝质量下降，形成保护不良焊接部121c；引弧缺陷焊接部121d通过采取引弧缺陷焊接工艺方法焊接而得，引弧缺陷焊接工艺方法是指焊接过程中，熄弧时电流不缓，形成熄弧缺陷，下道次焊接时缺陷不打磨处理，保留弧坑等引弧缺陷在在焊缝内，造成焊缝内部的引弧缺陷，形成引弧缺陷焊接部121d；自动焊接部是通过机器人自动焊接获得的焊缝质量良好的焊接部。
优选地，第一试验管道121上设有带绝缘保护套的第一截止阀121a，第二试验管道122上设有未带绝缘保护套的第二截止阀122a，由此形成并联设置的带绝缘保护抗腐蚀性测试段和腐蚀性对比测试段，从而对比研究海水管路系统中的电偶腐蚀，验证在阀门上增设绝缘保护套对阀门的保护效果。其中，电偶腐蚀又称接触腐蚀，即两种不同的金属相互接触且同时处于电解质中所产生的电化学腐蚀。
优选地，在另一些优选实施例中，如图2所示，第一测试支路11的上游设有第一流量计112，进一步优选地，第一流量计112设于第一试验管段12之前，第一流量计112可用于测量第一试验管段12的流量；同时，第一溢流支路13上设有第一流量调节阀131和第一截止止回阀132；第一流量调节阀131可用于调节第一测试支路11的流量和流速，通过调节第一流量调节阀131，进而调节第一测试支路11的流量和流速，可对比研究流速与流量对管路系统腐蚀的影响；第一截止止回阀132可防止第一溢流支路13中的水倒流。
优选地，在另一些优选实施例中，如图2所示，第一溢流支路13的一端连接第一测试支路11的上游，另一端设有第二出水口134，第一溢流支路13上开设若干进水孔133，进水孔133的大小及数量与第二管路2、第三管路3上溢流支路上的ge出水口的大小及数量对应，第二管路2、第三管路3上溢流支路排出的水可通过第一溢流支路13上的进水孔133进入到第一溢流支路13，最终通过第一溢流支路13上的第二出水口134排出管路系统，由此优化了管路结构，并且能较好地帮助第二管路2、第三管路3调节管路流量、完成排水工作。
进一步优选地，第一测试支路11的上游还设有放泄螺塞111，放泄螺塞111可用于排水清淤，具体而言，试验结束后，开启放泄螺塞111，将管路中残余的水、泥沙进一步排出，避免残余的水及泥沙持续腐蚀管路，使管流式腐蚀试验装置100在未工作时保持干净、干燥。
如图3所示，第二管路2与第一管路1连通且并联设置，第二管路2包括第二测试支路21和第二溢流支路23，第二测试支路21上串联设有若干不同管径的第二试验管段22，至少一个第二试验管段22的上游设有第二溢流支路23，各第二溢流支路23的一端设于与其对应的所述第二试验管段22的一端且与所述第二测试支路21连接，另一端与所述第一溢流支路13上的进水孔133连接；进一步优选的，第二测试支路21的一端通过镍铜管与第一测试支路11上的第一出水口115连通，另一端与第一溢流支路13相连，进一步地，第二测试支路21的下游设有第二截止止回阀213，以防止第二管路2中的水倒流。
优选地，第二测试支路21上串联设有三种不同管径的第二试验管段22，第二试验管段22包括第一试验管路221、第二试验管路222和第三试验管路223，所述第一试验管路221、第二试验管路222和第三试验管路223的管径从上游至下游逐渐减小，根据水流方向，依次串联有第一试验管路221(DN50通径)、第二试验管路222(DN32通径)、第三试验管路223(DN25通径)。
优选地，第一试验管路221(DN50通径)包括并联设置的第五试验管道2211和第六试验管道2212，第五试验管道2211上设有含焊接缺陷的人工焊接部，第六试验管道2212上设有第三自动焊接部；进一步地，第五试验管道2211上设有第三截止阀2211a，第六试验管道2212上设有第四截止阀2212a，第三截止阀2211a或第四截止阀2212a上设有绝缘保护套，由此可研究在DN50管径下，不同焊接工艺及加工工艺下海水管路系统的冲刷腐蚀以及电偶腐蚀情况。
优选地，如图3所示，第一试验管路221(DN50通径)的上游设有第二流量计211，用于测量第一试验管路221流量，第一试验管路221(DN50通径)的上游设有第二溢流支路Ⅰ231，第二溢流支路Ⅰ2331上设有第二流量调节阀2311和第三截止止回阀2312，第二溢流支路Ⅰ231的另一端与第一溢流支路13相连。
优选地，在另一些优选实施例中，第二试验管路222(DN32通径)包括并联设置的第七试验管道2221和第八试验管道2222，第七试验管道2221上设有含焊接缺陷的人工焊接部，所述第八试验管道2222上设有自动焊接部；第七试验管道2221上设有第五截止阀2221a，第八试验管道2222上设有第六截止阀2222a，第五截止阀2221a或第六截止阀2222a上设有绝缘保护套，由此可研究在DN32管径下，不同焊接工艺及加工工艺下海水管路系统的冲刷腐蚀以及电偶腐蚀情况。
优选地，如图3所示，第二试验管路222(DN32通径)的上游设有第三流量计212，用于测量DN32管段流量，第二试验管路222(DN32通径)的上游设有第二溢流支路Ⅱ232，第二溢流支路Ⅱ232上设有第三流量调节阀2321和第四截止止回阀2322，第二溢流支路Ⅱ232的另一端与第一溢流支路13相连。
优选地，第五试验管道2211上含焊接缺陷的人工焊接部为大焊接输入焊接部2211b，大焊接输入焊接部2211b通过采取大焊接输入工艺方法焊接而得，大焊接输入工艺方法分两种，一种是在焊接过程中，采用较大的焊接电流与较慢的焊接速度，增加焊接热输入，另一种是在焊接后，在焊缝上进行二次焊接(不添加焊丝)，提高整个焊接管段上的焊接热输入；第七试验管道2221上含焊接缺陷的人工焊接部为内壁余高超标焊接部2221b，可通过在焊接前增加焊缝间隙，焊接过程中添加焊丝并造成向管内部流动，从而形成内壁余高超标焊接部2221b。
优选地，在另一些优选实施例中，第三试验管路223(DN25通径)包括并联设置的第九试验管道2231和第十试验管道2232，第九试验管道2231上设有第一弯管2231a，第十试验管道2232上设有第三弯头2232a，由此可研究在DN25管径下，弯管与弯头在海水管路系统中的冲刷腐蚀情况。
如图4所示，第三管路3与第一管路1连通且并联设置，优选地，第三管路3通过镍铜管与第一测试支路11上的第三出水口116连通，且第三管路3的通径为DN80，第三管路3包括第三测试支路31，第三测试支路31上串联设有第三试验管段32，第三试验管段32包括并联设置的第三试验管道321和第四试验管道322，第三试验管道321和第四试验管道322的另一端与第一溢流支路13连接，第三试验管道321上设有若干第一弯头321a和/或若干第一变径段321b，第四试验管道322上设有若干与所述第一弯头321a相对应的第二弯头322a和/或若干与第一变径段321b相对应的第二变径段322b，第三试验管道321或第四试验管道322上设有牺牲阳极321d，优选地，第三试验管道321上设有牺牲阳极321d，牺牲阳极321d为阳铁法兰，由此可研究牺牲阳极321d能否提高海水管路系统的耐腐蚀性，同时对比验证牺牲阳极保护对弯头管、变径管的保护效果。
优选地，阳铁法兰的材质可以进行更换，对比第三试验管道321与第四试验管道322对应位置上的弯头与变径段在同等时间内的腐蚀情况，从而得到不同材质的阳铁法兰对于提高海水管路系统的耐腐蚀性效果及保护的范围。
可以理解的是，整个循环管路中流动的是试验用海水，优选地，试验用海水含盐量、含沙量均可调节，由此可对比研究海水含盐量、含沙量对管路系统的腐蚀情况。
此外，需要说明的是，本发明实施例提供的管路管材为铜镍合金，各阀门为青铜材料，且通过铜镍松套法兰5连接镍铜合金管。
综上，本发明实施例提供了一种管流式腐蚀试验装置，设置了多条测试管路，可同一时间段对不同公称直径的管路试样、不同焊接工艺的焊接管试样进行冲刷腐蚀实验，测试绝缘保护、牺牲阳极能否提高海水管路及其附件的耐腐蚀性，以准确掌握基于绝缘保护、牺牲阳极的海水管路系统防腐蚀方法，本发明提供的管流式腐蚀试验装置结构简单，实用性强，工况调节成本较低，便于维护，可重复利用，应用价值高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种管流式腐蚀试验装置，其特征在于，包括：
第一管路，所述第一管路包括并联设置的第一测试支路和第一溢流支路，所述第一测试支路上串联设有第一试验管段，所述第一试验管段包括并联设置的第一试验管道和第二试验管道，所述第一试验管道上设有自动焊接部和若干不同焊接缺陷的人工焊接部，所述第二试验管道上设有若干自动焊接部，所述第一测试支路的一端设有第一进水口，另一端设有第一出水口；
第二管路，所述第二管路与所述第一管路连通且并联设置，所述第二管路包括第二测试支路和第二溢流支路，所述第二测试支路上串联设有若干不同管径的第二试验管段，至少一个所述第二试验管段的上游设有第二溢流支路，各所述第二溢流支路的一端设于与其对应的所述第二试验管段的一端且与所述第二测试支路连接，另一端与所述第一溢流支路连接；以及
第三管路，所述第三管路与所述第一管路连通且并联设置，所述第三管路包括第三测试支路，所述第三测试支路上串联设有第三试验管段，所述第三试验管段包括并联设置的第三试验管道和第四试验管道，所述第三试验管道和所述第四试验管道的另一端与第一溢流支路连接，所述第三试验管道上设有若干第一弯头和/或若干第一变径段，所述第四试验管道上设有若干与所述第一弯头相对应的第二弯头和/或若干与所述第一变径段相对应的第二变径段，所述第三试验管道或第四试验管道上设有牺牲阳极。
2.根据权利要求1所述的管流式腐蚀试验装置，其特征在于：所述第一试验管道上设有第一截止阀，所述第二试验管道上设有第二截止阀；
所述第一截止阀或第二截止阀上设有绝缘保护套。
3.根据权利要求1或2所述的管流式腐蚀试验装置，其特征在于：所述第一测试支路的上游设有第一流量计，所述第一溢流支路上设有第一流量调节阀和第一截止止回阀；
所述第一溢流支路的一端连接第一进水口，另一端设有第二出水口。
4.根据权利要求1所述的管流式腐蚀试验装置，其特征在于：所述第二测试支路上串联设有三种不同管径的第二试验管段，所述第二试验管段包括第一试验管路、第二试验管路和第三试验管路，所述第一试验管路、第二试验管路和第三试验管路的管径从上游至下游逐渐减小。
5.根据权利要求4所述的管流式腐蚀试验装置，其特征在于：所述第一试验管路包括并联设置的第五试验管道和第六试验管道，所述第五试验管道上设有含焊接缺陷的人工焊接部，所述第六试验管道上设有自动焊接部；
第五试验管道上设有第三截止阀，所述第六试验管道上设有第四截止阀，所述第三截止阀或第四截止阀上设有绝缘保护套。
6.根据权利要求4所述的管流式腐蚀试验装置，其特征在于：所述第二试验管路包括并联设置的第七试验管道和第八试验管道，所述第七试验管道上设有人工焊接部，所述第八试验管道上设有自动焊接部；
第七试验管道上设有第五截止阀，所述第八试验管道上设有第六截止阀，所述第五截止阀或第六截止阀上设有绝缘保护套。
7.根据权利要求4所述的管流式腐蚀试验装置，其特征在于：所述第二试验管路包括并联设置的第九试验管道和第十试验管道，所述第九试验管道上设有第一弯管，所述第十试验管道上设有第三弯头。
8.根据权利要求4所述的管流式腐蚀试验装置，其特征在于：所述第一试验管路的上游设有第二溢流支路Ⅰ，所述第二溢流支路Ⅰ上设有第二流量调节阀和第三截止止回阀；
所述第二试验管路的上游设有第二溢流支路Ⅱ，所述第二溢流支路二上设有第三流量调节阀和第四截止止回阀。
9.根据权利要求1所述的管流式腐蚀试验装置，其特征在于：所述第三测试支路的上游设有第四流量计和第七截止阀，所述第三试验管道的下游设有第五截止止回阀，所述第四试验管道的下游设有第六截止止回阀。
10.根据权利要求1所述的管流式腐蚀试验装置，其特征在于：所述试验装置还包括用于支撑固定所述第一管路、第二管路以及第三管路的支撑架。
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