CN206095851U - 一种管流式冲蚀试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种管流式冲蚀试验装置，包括：物料罐、泵、清洗罐、测试管道，物料罐、泵和测试管道通过管道进行连接，清洗罐与物料罐和泵可拆卸地连接，测试管道为三通管道，包括平行管道和竖直管道，其中，物料罐的下端与泵通过第一管道连接，泵与平行管道的入口端通过第二管道连接，平行管道的出口端与物料罐的上端通过第三管道连接，竖直管道通过第四管道与第三管道连接，在第一管道、第二管道、第三管道和第四管道上均设置有调节阀，在平行管道和竖直管道内设置有若干个安置槽，安置槽中设置有金属环。本实用新型能够方便的研究结构、流速、颗粒含量等关键因素与冲蚀机理的关系。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种冲蚀试验装置，具体涉及一种管流式冲蚀试验装置。
背景技术
冲刷腐蚀是金属表面与流体之间由于高速相对运动而引起的金属损坏现象，是管道受冲刷和腐蚀交互作用的结果，是一种危害性较大的局部腐蚀。目前提供的用于冲蚀试验的装置不能很好的研究结构、流速、颗粒含量等关键因素与冲蚀机理的关系。
实用新型内容
为此，本实用新型提出一种能够方便的研究结构、流速、颗粒含量等关键因素与冲蚀机理的关系的管流式冲蚀试验装置。
本实用新型另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本实用新型的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本实用新型目的和优点。
本实用新型的实施例提供一种管流式冲蚀试验装置，包括：物料罐、泵、清洗罐、测试管道，所述物料罐、所述泵和所述测试管道通过管道进行连接，所述清洗罐与所述物料罐和所述泵可拆卸地连接，所述测试管道为三通管道，包括平行管道和竖直管道，其中，所述物料罐的下端与所述泵通过第一管道连接，所述泵与所述平行管道的入口端通过第二管道连接，所述平行管道的出口端与所述物料罐的上端通过第三管道连接，所述竖直管道通过第四管道与所述第三管道连接，在所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道和所述第四管道上均设置有调节阀，在所述平行管道和所述竖直管道内设置有若干个安置槽，所述安置槽中设置有金属环。
可选地，所述平行管道的入口端与所述第二管道之间设置有第一波纹管，所述平行管道的出口端与所述第三管道之间设置有第二波纹管，所述竖直管道与所述第四管道之间设置有第三波纹管。
可选地，还包括用于控制泵的操作的控制器。
可选地，所述第二管道上设置有两个调节阀，其中第一调节阀设置在靠近所述泵的位置，第二调节阀设置在靠近所述第一波纹管的位置。
可选地，所述第二管道上还设置有止回阀和电磁流量计，所述止回阀设置在所述第一调节阀的下侧。
可选地，所述清洗罐的上端连接有排气/压缩空气进入管道、进水管道和压力表，所述清洗罐的下端连接有出水管道，所述出水管道上设置有调节阀，所述清洗罐上还设置有就地液位计。
可选地，还包括排出管道，所述排出管道与所述第一管道连通，所述排出管道上设置有调节阀。
可选地，所述物料罐上端与流入管道连接，所述流入管道包括相连通的第一流入管道和第二流入管道。
可选地，所述测试管道的直径比所述第二管道、第三管道和第四管道的直径小。
可选地，所述测试管道和所述金属环由钢材质制成。
本实用新型提供的管流式冲蚀试验装置具有以下优点：
(1)能够模拟工业管道实际工况，实现高流速冲刷腐蚀试验。
(2)能够研究结构、流速、颗粒含量等关键因素与冲蚀机理的关系。
(3)能够对不同金属材料的抗蚀性能进行试验研究，为管道设计选材提供依据。
(4)能够研究考虑腐蚀介质的腐蚀对管道冲蚀的影响，进一步研究冲蚀与腐蚀联合作用对管道的破坏。
附图说明
图1为根据本实用新型实施例的管流式冲蚀试验装置的结构示意图。
图2是本实用新型的测试管道的横向剖视图。
图3是图2中的A-A方向示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本实用新型进行更全面的描述，其中说明本实用新型的示例性实施例。
图1为根据本实用新型实施例的管流式冲蚀试验装置的结构示意图。图2是本实用新型的测试管道的横向剖视图。图3是图2中的A-A方向示意图。
如图1所示，本实用新型的实施例提供的管流式冲蚀试验装置，整体呈框架式结构，包括：控制器、物料罐1、泵7、清洗罐3、测试管道11，所述物料罐1、所述泵7和所述测试管道11通过管道进行连接，所述清洗罐3与所述物料罐3和所述泵7可拆卸地连接，控制器用于控制泵7的操作。
具体地，所述测试管道11为三通管道，包括平行管道和竖直管道，其中，所述物料罐1的下端与所述泵7通过第一管道8连接，所述泵7与所述平行管道的入口端通过第二管道9连接，所述平行管道的出口端与所述物料罐1的上端通过第三管道14连接，所述竖直管道通过第四管道与所述第三管道14连接，在所述第一管道8、所述第二管道9、所述第三管道14和所述第四管道上均设置有调节阀。其中，所述第二管道9上设置有两个调节阀，其中第一调节阀设置在靠近所述泵的位置，第二调节阀设置在靠近所述平行管道的入口端的位置，在本实用新型中，除第二调节阀为电动调节阀外，其余调节阀均可为球阀，并且所述第二管道上还设置有止回阀和电磁流量计，所述止回阀设置在所述第一调节阀的下侧，用于防止所述流体回流入所述泵7中。
在本实用新型中，物料罐1用于盛放试验用物料，其上端连接有流入液体的流入管道2，流入管道可包括相连通的第一流入管道和第二流入管道，在本实用新型的一示例中，第一流入管道用于流入清水，第二流入管道用于流入清洗水，通过第一流入管道流入的液体(水)可与盛放在物料罐1中的固体颗粒按一定比例进行混合，混合后的混合物作为循环介质在管道中流动。本实用新型中的固体颗粒可为SiO2颗粒(石英砂40-60目的干净砂子)，颗粒的含量为1～6kg/m3。
泵7可为渣浆泵，用于将物料罐1中的混合物以一定流速输入到测试管道11中，以进行冲蚀试验。在一示例中，渣浆泵的参数为：型号：40ZJ-19，15kw，流量8～35m3/h，扬程12.8-57.1m，电机转速1430-2930，供电制式三相五线380V/50HZ，配置变频电机。控制器(未图示)设置在冲蚀试验室的合适位置，用于控制渣浆泵启停、过载保护。考虑到大功率变频器的尺寸以及信号干扰问题，可将变频器内置在控制柜内，其频率调节范围为5HZ-50HZ，改变渣浆泵转速从而达到流量调节的目的，用于管道流量粗调。在试验过程中，当渣浆泵输出功率超过额定值时，过载保护自动启动，避免变频电机过热等情况发生。
清洗罐3用于对物料罐1、泵7和管道进行冲洗。所述清洗罐3的上端连接有排气/压缩空气进入管道5、进水管道4和压力表，所述清洗罐的下端连接有出水管道，所述出水管道上设置有调节阀，所述清洗罐上还设置有就地液位计6。清洗罐3的出水管道与清洗管道间做软连接(分段清洗，便于提高清洗效果)，打开清洗罐的出水口阀门，靠水罐内压力将水压出，达到清洗管道目的。在清洗过程中，需要持续向清洗罐内充入压缩空气。为了便于管道清洗，在本实用新型的各管道处设置有多处清洗口。
本实用新型的测试管道用作测试流体对管道冲蚀的影响，可由钢材质制成，具体的，可由20号钢制成，但并不局限于此，可根据试验要求选择不同材料来制成。测试管道为三通管道，如图2中的粗线位置所示，包括平行放置的平行管道和与平行管道垂直并连通的竖直管道，测试管道可与连接管道之间通过法兰连接或者快开连接，以便根据不同的试验要求更换不同的测试管道。为了使测试管道内的流体流动较为平稳，测试管道可通过波纹管分别与其连接的管道连接，具体地，平行管道的入口端可通过第一波纹管与第二管道连接，平行管道的出口端可通过第二波纹管与第三管道连接，竖直管道通过第三波纹管与第四管道连接。测试管道的直径可比与输送流体的管道的直径小，即比第一管道、第二管道、第三管道和第四管道的直径小，以便提高流速。在测试管道内按一定顺序设置有若干个安置金属环的安置槽，金属环可由钢制成，具体尺寸可如图2和3所示。为将金属环安置在安置槽中，测试管道可为相互对称的两个管道连接而成。在本实用新型中，通过利用精确到千分之一的测厚仪来测量金属环冲蚀减薄的厚度或者直接称重金属环，然后利用失重法来确定冲蚀速率。
如图1所示，第一管道、泵、第二管道、第一波纹管、左侧平行管道、竖直管道、第三波纹管、第四管道和第三管道构成第一流通管道，第一管道、泵、第二管道、第一波纹管、平行管道、第二波纹管和第三管道构成第二流通管道。
以下对本实用新型的管流式冲蚀试验装置的工作原理进行介绍。
<冲蚀试验>
在冲蚀试验开始前，对金属环的测厚点编号并做好标记。采用精确到千分之一的测厚仪对金属环的不同编号处进行测厚，得到初始壁厚数据。然后，将测试管道安装在测试管道安置处。接着，将一定比例的物料，例如石英砂倒入物料罐中，同时打开与物料罐上端连接的第一流入通道，注入清水与石英砂进行混合，接着，打开渣浆泵和各管道上的调节阀，将混合物以一定流速输送到测试管道，混合物在渣浆泵的提升下，流入第一管道，然后流入第一波纹管，接着分别流经测试管道的平行管道和竖直管道，之后竖直管道中的混合物和平行管道中的混合物在第三管道中汇集在一起，然后流回物料罐中，形成循环回路。流入测试管道中的混合物会对安置在安置槽中的金属环产生冲蚀作用，冲蚀试验结束后，打开测试管道，取下已经编好号的不同位置处的金属环，测量每个钢圈的减薄量、减薄严重的部位和减薄的重量。然后，利用失重法来得到本次试验的冲蚀速率。
<清洗流程>
在冲蚀试验结束后，需要利用清洗罐对渣浆泵、物料罐和输送管道进行冲洗。
清洗前，需打开设置在进水管道上的进水口阀门和设置在排气/压缩空气进入管道上的排气口阀门，加水至1/2左右。然后关闭进水口，打开设置在排气/压缩空气进入管道上的压缩空气进口阀，接入压缩空气，对清洗罐内进行加压，至压力表显示压力达到0.4MPa，并稳定，做好清洗准备。
在对渣浆泵进行冲洗时，须提前拆下渣浆泵的出口止回阀，然后将清洗罐的出口管道与渣浆泵进行连接，按照图1中的路线①进行冲洗，即关闭调节阀V1，打开调节阀V6和调节阀V7，开水进行冲洗，冲洗完毕，关闭调节阀V6，完成渣浆泵的冲洗。
可按照图1中的路线②来清洗输送管道，具体地，打开调节阀V1、V3、V6，电动调节阀全开，开水进行冲洗，冲洗完毕，关闭调节阀V3，完成第一流通管道的冲洗。接着，打开调节阀V2，开水进行冲洗，冲洗完毕，关闭调节阀V1、V2、V3，完成第二流通管道的冲洗。
在对渣浆罐进行冲洗时，将清洗罐的出水口与渣浆罐的清洗口相连，打开调节阀V5、V7，对渣浆罐进行冲洗。冲洗过程产生的废水可通过排污口收集、处理后排放。
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (10)
1.一种管流式冲蚀试验装置，其特征在于，包括：物料罐、泵、清洗罐、测试管道，所述物料罐、所述泵和所述测试管道通过管道进行连接，所述清洗罐与所述物料罐和所述泵可拆卸地连接，所述测试管道为三通管道，包括平行管道和竖直管道，其中，所述物料罐的下端与所述泵通过第一管道连接，所述泵与所述平行管道的入口端通过第二管道连接，所述平行管道的出口端与所述物料罐的上端通过第三管道连接，所述竖直管道通过第四管道与所述第三管道连接，在所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道和所述第四管道上均设置有调节阀，在所述平行管道和所述竖直管道内设置有若干个安置槽，所述安置槽中设置有金属环。
2.根据权利要求1所述的管流式冲蚀试验装置，其特征在于，所述平行管道的入口端与所述第二管道之间设置有第一波纹管，所述平行管道的出口端与所述第三管道之间设置有第二波纹管，所述竖直管道与所述第四管道之间设置有第三波纹管。
3.根据权利要求1所述的管流式冲蚀试验装置，其特征在于，还包括用于控制泵的操作的控制器。
4.根据权利要求2所述的管流式冲蚀试验装置，其特征在于，所述第二管道上设置有两个调节阀，其中第一调节阀设置在靠近所述泵的位置，第二调节阀设置在靠近所述第一波纹管的位置。
5.根据权利要求4所述的管流式冲蚀试验装置，其特征在于，所述第二管道上还设置有止回阀和电磁流量计，所述止回阀设置在所述第一调节阀的下侧。
6.根据权利要求1所述的管流式冲蚀试验装置，其特征在于，所述清洗罐的上端连接有排气/压缩空气进入管道、进水管道和压力表，所述清洗罐的下端连接有出水管道，所述出水管道上设置有调节阀，所述清洗罐上还设置有就地液位计。
7.根据权利要求1所述的管流式冲蚀试验装置，其特征在于，还包括排出管道，所述排出管道与所述第一管道连通，所述排出管道上设置有调节阀。
8.根据权利要求1所述的管流式冲蚀试验装置，其特征在于，所述物料罐上端与流入管道连接，所述流入管道包括相连通的第一流入管道和第二流入管道。
9.根据权利要求1至8任一项所述的管流式冲蚀试验装置，其特征在于，所述测试管道的直径比所述第二管道、第三管道和第四管道的直径小。
10.根据权利要求9所述的管流式冲蚀试验装置，其特征在于，所述测试管道和所述金属环由钢材质制成。
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