CN209690097U - 一种循环流动式冲刷腐蚀试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种循环流动式冲刷腐蚀试验装置。本实用新型包括温度控制系统、试件冲刷腐蚀系统、试液循环系统和试液搅拌系统，圆柱试件罐的罐顶与罐底之间安装有包含橡胶塞、宝塔连接件、连接轴杆、试件平台和试件的试件冲刷腐蚀系统；管路一端与橡胶塞相连，另一端与上波纹管一端相连，上波纹管另一端与水泵相连，下波纹管一端与电磁阀相连，另一端伸入搅拌桶内，以此构成试液循环系统；第三导轨上连接有电机角件，电机角件上连接有电机，加长轴一端通过联轴器与电机一端连接，另一端伸入试液桶中，以此构成试液搅拌系统；温度控制系统包括三组热电偶、控制电路、导线。本实用新型实现了不同工况对试件的冲刷，提高了测试精度。

Description

一种循环流动式冲刷腐蚀试验装置

技术领域

本实用新型属于流动腐蚀防护领域的一种冲刷腐蚀试验系统，具体涉及一种循环流动式冲刷腐蚀试验装置。

背景技术

在生产国际化、全球化的趋势下，连续性工业生产过程中的安全问题日益成为各行各业重点关注的对象。在石油化工、煤化工、核电工业、海洋工程等流程型工业中，含腐蚀性介质的多相流体对压力管道存在较强的腐蚀性，特别是在既含腐蚀性介质，又含固相颗粒的工况下，极易造成压力管道及阀门系统的流动腐蚀失效。在实际工业生产过程中，缺少科学的实验测试系统和测试方法定量描述不同介质浓度、不同温度、不同流速的多相流对管材的冲刷腐蚀特性影响。

前期研究结果表明，传统的冲刷腐蚀试验系统多为旋转式的，无法精确模拟工业实际管道系统的冲刷腐蚀过程，而且实验过程中腐蚀性介质的浓度、流速及温度无法精准控制，致使冲刷腐蚀实验的测试结果无法真实反映工业实际工况。因此，科学研究和工程实际中，迫切需要一种循环流动式冲刷腐蚀试验装置，定量测试分析冲刷腐蚀影响参数，特别是流速、浓度、温度、材质等对冲刷腐蚀特性的影响规律，指导流程型工业压力管道及阀门系统的优化设计、优化制造、优化检验和优化运行。

实用新型内容

为了克服现有冲刷腐蚀试验系统的不足，本实用新型提供了一种循环流动式冲刷腐蚀试验装置，能够控制试液温度、冲刷腐蚀高度、搅拌位置，并可实现试验测试过程的实时监控与反馈，保证设备测试的精准性与高可靠性。

本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型包括框架、温度控制系统、试件冲刷腐蚀系统、试液循环系统和试液搅拌系统；所述框架为长方体结构，框架两侧中部均固定设有与地面平行的横梁且两梁位于同一高度，两横梁之间滑动安装有两条相互平行的第一导轨，第二导轨滑动安装于两条第一导轨上端面且与第一导轨相垂直，第三导轨通过角件与第二导轨固定连接，第三导轨位于两条平行的第一导轨之间且与地面垂直布置。

所述试件冲刷腐蚀系统包括圆柱试件罐、橡胶塞、宝塔连接件、连接轴杆、试件平台和试件，圆柱试件罐罐顶安装有橡胶塞，橡胶塞上表面中心开设有上主孔，宝塔连接件插装于上主孔内，上主孔四周均布有四个附孔，四根连接轴杆的一端穿过四个附孔并通过螺母安装于橡胶塞上表面，四根连接轴杆的另一端均与试件平台上表面焊接固定，试件平台上表面中心开有一圆形或方形凹槽用于嵌装试件，圆柱试件罐罐底中心开有下主孔；

试液桶包括水浴桶和置于水浴桶内的搅拌桶，水浴桶放置于地面，水浴桶内充装有水用于水浴加热且其内部设有加热棒，搅拌桶内充装有试液；水浴桶桶壁由上至下等距开有三个通孔，在搅拌桶桶壁且与水浴桶三个通孔相对应的位置开有三个通孔，在同一高度处的两个通孔均通过出液管相连，每根出液管的一端与搅拌桶的通孔通过焊接相连通，每根出液管的另一端穿过水浴桶的通孔与封闭型螺帽相连，每根出液管均与水浴桶底面相平行；

所述试液搅拌系统包括电机角件、电机、加长轴、联轴器、叶片，电机角件包括上叶片和下叶片，上叶片的连轴与下叶片的外套管通过铰链及小卡扣固定相连；电机角件的上叶片与第三导轨固定相连且上叶片与地面相垂直，电机角件的下叶片支撑有垂直于地面的电机，电机轴穿过下叶片中心开孔处通过联轴器与加长轴一端相连，加长轴另一端伸入试液桶中，加长轴由上至下等距布设有三组叶片；通过调节第一导轨、第二导轨的位置带动与第三导轨相连的电机位置发生变化，从而控制与电机相连的加长轴位于搅拌桶中心位置，通过动态调节电机角件的角度使得与下叶片相连的电机的电机轴始终竖直向下；

所述试液循环系统包括管路、水泵、电磁阀、上波纹管、下波纹管，管路一端与宝塔连接件相连，管路另一端通过流量计与上波纹管通过螺纹连接，上波纹管另一端沿壁面伸入搅拌桶与安装于搅拌桶底部的水泵相连；电磁阀通过连接弯管连接至圆柱试件罐罐底的下主孔，下波纹管一端与电磁阀相连，下波纹管另一端伸入搅拌桶内。

所述的温度控制系统包括三组热电偶、导线和控制电路，控制电路安装于框架上部，三组热电偶分别安装于橡胶塞下底面、试件平台上表面、圆柱形试件罐罐底上表面，三组热电偶通过电线与控制电路相连，控制电路通过三组导线分别连接至电磁阀、电机、加热棒。

通过调节四根连接轴杆上端的螺母调节试件平台与橡胶塞下底面之间的高度从而实现试件在不同高度下进行冲刷腐蚀测试，同时拧紧螺母使得试件平台向上移动，同时拧松螺母使得试件平台向下移动。

所述电机角件的连轴中心处开有一通孔，外套管套装于连轴中部且其中心均布有多个通孔，当下叶片旋转至外套管通孔与连轴通孔对应位置时，将小卡扣插入对应通孔内使上叶片和下叶片固定不再旋转。

所述的每根出液管与搅拌桶通孔相接触位置均为密封设置。

圆柱试件罐通过管路固定于框架上部且圆柱试件罐底部与第一导轨不接触。

所述宝塔连接件的底端正对于试件所在位置。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型利用内外螺纹间的摩擦力实现试件平台的高度控制；利用导轨的布设方式实现电机在试液桶中三维方向的变换。

本实用新型可以利用试液循环系统通过控制电路对电磁铁的控制实现管路的流通切断；可以利用温度控制系统利用热电偶和加热棒对冲刷腐蚀试件罐内的温度进行实时控制；对不同高度处试液腐蚀介质浓度的实时监测及电机搅拌控制，提高试验测试精度。

本实用新型冲刷腐蚀试验准确率高，后期调整方便，能够有效控制采集相关数据，提高了试验测试安全性与效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构图；

图2为试液桶的结构示意图；

图3为圆柱试件罐的结构示意图；

图4为电机角件的结构示意图；

图中，温度控制系统1，试件冲刷腐蚀系统2，试液循环系统3，试液搅拌系统4，橡胶塞5，连接轴杆6，试件平台7，试件8，宝塔连接件9，管路10，上波纹管11，水泵12，电磁阀13，试液桶14，下波纹管15，凹槽16，封闭型管帽17，第一导轨18，第二导轨19，第三导轨20，电机角件21，电机22，加长轴23，联轴器24，叶片25，圆柱试件罐26，热电偶27，导线28，控制电路29，流量计30，出液管31，加热棒32，上主孔33，附孔34，下主孔35，搅拌桶36，水浴桶37，试液38，水39，框架40，连轴41，外套管42，小卡扣43，上叶片44，下叶片45。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型包括框架40、温度控制系统1、试件冲刷腐蚀系统2、试液循环系统3和试液搅拌系统4；框架40为长方体结构，框架两侧中部均固定设有与地面平行的横梁且两横梁位于同一高度，两横梁之间滑动安装有两条相互平行的第一导轨18，第二导轨19滑动安装于两条第一导轨18上端面且与第一导轨18相垂直，第三导轨20通过角件与第二导轨19相连，第三导轨20位于两条第一导轨18之间且与地面竖直布置。

试液搅拌系统4包括电机角件21、电机22、加长轴23、联轴器24、叶片25，电机角件21的上叶片44与第三导轨20固定连接且上叶片44与地面相垂直，电机角件21的下叶片45支撑有垂直于地面的电机22，电机轴穿过下叶片45中心开孔处后通过联轴器24与加长轴23一端相连，加长轴23另一端伸入试液桶36中，加长轴23由上至下等距布设有2n-1组叶片，其中n≥1。在本实施例中取n＝2，即加长轴23由上至下等距布设有3组叶片25；通过调节第一导轨18、第二导轨19的位置带动与第三导轨20相连的电机22位置发生变化，从而控制与电机22相连的加长轴23位于搅拌桶36的中心位置，但并不限于中心位置。通过调节电机角件的角度使得与下叶片45相连的电机22的电机轴始终竖直向下。

试液循环系统3包括管路10、水泵12、电磁阀13、上波纹管11、下波纹管15，管路10一端与宝塔连接件9相连，管路10另一端通过流量计30与上波纹管11一端通过螺纹连接，上波纹管11另一端伸入搅拌桶与安装于搅拌桶36底部的水泵12相连；电磁阀13通过连接弯管连接至圆柱试件罐26罐底的下主孔35，下波纹管15一端与电磁阀13相连，下波纹管15另一端伸入搅拌桶36内，其中流量计30出口管道设置压力传感器用以采集管路系统压力P。

温度控制系统1包括三组热电偶27、导线28、控制电路29，控制电路29安装于框架上部，三组热电偶27分别安装于橡胶塞5下底面、试件平台7上表面、圆柱形试件罐26罐底上表面，三组热电偶27通过电线与控制电路29相连，三组热电偶27和控制电路29之间的电线穿设于橡胶塞5布置，控制电路29通过三组导线分别连接至电磁阀13、电机22、加热棒32。

如图2所示，试液桶14包括水浴桶37和置于水浴桶37内的搅拌桶36，水浴桶37放置于地面，水浴桶37内充装有水39用于水浴加热且其内部设有加热棒32，搅拌桶36内充装有试液38；水浴桶37桶壁由上至下等距开有2M-1个通孔，其中M≥1，此处M取值2，即水浴桶37桶壁由上至下等距开有3个通孔(也可以根据需要开设多个通孔)，在搅拌桶36桶壁且与水浴桶37由上至下通孔相对应的位置开设有相同数量的通孔，在同一高度处的两个通孔均通过出液管31相连，每根出液管31的一端与搅拌桶36的通孔通过焊接相连通，每根出液管31的另一端穿过水浴桶37的通孔与封闭型螺帽17相连，每根出液管31均与水浴桶37底面相平行。

如图3所示，所述试件冲刷腐蚀系统2包括圆柱试件罐26、橡胶塞5、宝塔连接件9、连接轴杆6、试件平台7和试件8，圆柱试件罐26罐顶安装有橡胶塞5，橡胶塞5上表面中心开设有上主孔33，宝塔连接件9插装于上主孔33内，上主孔33四周均布有四个附孔34，四根连接轴杆6的一端穿过四个附孔34并通过螺母安装于橡胶塞5上表面，四根连接轴杆6的另一端均与试件平台7上表面焊接固定，试件平台7上表面中心开有一圆形或方形凹槽16用于嵌装试件8，圆柱试件罐26罐底中心开有下主孔35；

如图4所示，电机角件21包括上叶片44和下叶片45，上叶片44的连轴41与下叶片45的外套管42通过铰链相连，连轴41中心处开有一通孔，外套管42套装于连轴41中部且其中心均布有多个通孔，当下叶片45旋转至外套管42通孔与连轴41通孔对应位置时，将小卡扣43插入对应通孔内使上叶片44和下叶片45固定不再旋转。

通过调节四根连接轴杆上端的螺母调节试件平台7与橡胶塞5下底面之间的高度从而实现试件8在不同高度下进行冲刷腐蚀测试，同时拧紧螺母使得试件平台7向上移动，同时拧松螺母使得试件平台7向下移动。

本实用新型的具体实施工作过程及具体测试步骤如下：

步骤1)在搅拌桶36内加入配置好的试液38就在搅拌桶，在搅拌桶36与水浴桶37间加入一定量的水39(或者是油)，通过调整第一导轨18、第二导轨19、第三导轨20使得电机22处于合适的位置，使得电机轴竖直向下，然后通过螺母调整连接轴杆6伸入圆柱形试件26的长度来调整试件8的高度H；

步骤2)在控制电路29中输入设定温度、设定流速和设定转速，分别控制电机22启动、控制电磁阀13打开，水泵12开始抽取试液38；

步骤3)通过流量计30获取流体流速，通过三个热电偶27获取温度进而实时控制。

步骤4)试验过程中记录试验系统的热电偶27温度T、基于压力传感器采集管路系统压力P、溶解性腐蚀介质浓度Q、非溶解性固相介质浓度W、试件安装高度H。

步骤5)试验结束时，控制电路29关闭电磁阀13、加热棒32、电机22、水泵12。打开橡胶塞5，取下试件8，记录数据，更换试件8，准备下一次实验。

由此，本实用新型利用了内外螺纹间的摩擦力、导轨布设方式实现了对试件8的不同高度冲刷，对不同高度处试液38腐蚀介质浓度的实时监测及电机转速调节匹配控制，精确模拟试验工况。

以上实例仅用以说明本实用新型的技术方面而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或等同替换，只要不脱离本实用新型方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (6)

1.一种循环流动式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：包括框架(40)、温度控制系统(1)、试件冲刷腐蚀系统(2)、试液循环系统(3)和试液搅拌系统(4)；所述框架(40)为长方体结构，框架两侧中部均固定设有与地面平行的横梁且两梁位于同一高度，两横梁之间滑动安装有两条相互平行的第一导轨(18)，第二导轨(19)滑动安装于两条第一导轨(18)上端面且与第一导轨(18)相垂直，第三导轨(20)通过角件与第二导轨(19)固定连接，第三导轨(20)位于两条平行的第一导轨(18)之间且与地面垂直布置；

所述试件冲刷腐蚀系统(2)包括圆柱试件罐(26)、橡胶塞(5)、宝塔连接件(9)、连接轴杆(6)、试件平台(7)和试件(8)，圆柱试件罐(26)罐顶安装有橡胶塞(5)，橡胶塞(5)上表面中心开设有上主孔(33)，宝塔连接件(9)插装于上主孔(33)内，上主孔(33)四周均布有四个附孔(34)，四根连接轴杆(6)的一端穿过四个附孔(34)并通过螺母安装于橡胶塞(5)上表面，四根连接轴杆(6)的另一端均与试件平台(7)上表面焊接固定，试件平台(7)上表面中心开有一圆形或方形凹槽(16)用于嵌装试件(8)，圆柱试件罐(26)罐底中心开有下主孔(35)；

试液桶(14)包括水浴桶(37)和置于水浴桶(37)内的搅拌桶(36)，水浴桶(37)放置于地面，水浴桶(37)内充装有水(39)用于水浴加热且其内部设有加热棒(32)，搅拌桶(36)内充装有试液(38)；水浴桶(37)桶壁由上至下等距开有三个通孔，在搅拌桶(36)桶壁且与水浴桶(37)三个通孔相对应的位置开有三个通孔，在同一高度处的两个通孔均通过出液管(31)相连，每根出液管(31)的一端与搅拌桶(36)的通孔通过焊接相连通，每根出液管(31)的另一端穿过水浴桶(37)的通孔与封闭型螺帽(17)相连，每根出液管(31)均与水浴桶(37)底面相平行；

所述试液搅拌系统(4)包括电机角件(21)、电机(22)、加长轴(23)、联轴器(24)、叶片(25)，电机角件(21)包括上叶片(44)和下叶片(45)，上叶片(44)的连轴(41)与下叶片(45)的外套管(42)通过铰链及小卡扣(43)固定相连；电机角件(21)的上叶片(44)与第三导轨(20)固定相连且上叶片(44)与地面相垂直，电机角件(21)的下叶片(45)支撑有垂直于地面的电机(22)，电机轴穿过下叶片(45)中心开孔处通过联轴器(24)与加长轴(23)一端相连，加长轴(23)另一端伸入搅拌桶(36)中，加长轴(23) 由上至下等距布设有三组叶片(25)；通过调节第一导轨(18)、第二导轨(19)的位置带动与第三导轨相连的电机(22)位置发生变化，从而控制与电机(22)相连的加长轴(23)位于搅拌桶(36)中心位置，通过动态调节电机角件的角度使得与下叶片(45)相连的电机(22)的电机轴始终竖直向下；

所述试液循环系统(3)包括管路(10)、水泵(12)、电磁阀(13)、上波纹管(11)、下波纹管(15)，管路(10)一端与宝塔连接件(9)相连，管路(10)另一端通过流量计(30)与上波纹管(11)通过螺纹连接，上波纹管(11)另一端沿壁面伸入搅拌桶与安装于搅拌桶(36)底部的水泵(12)相连；电磁阀(13)通过连接弯管连接至圆柱试件罐(26)罐底的下主孔(35)，下波纹管(15)一端与电磁阀(13)相连，下波纹管(15)另一端伸入搅拌桶(36)内。

2.根据权利要求1所述的一种循环流动式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述的温度控制系统(1)包括三组热电偶(27)、导线(28)和控制电路(29)，控制电路(29)安装于框架上部，三组热电偶(27)分别安装于橡胶塞(5)下底面、试件平台(7)上表面、圆柱试件罐(26)罐底上表面，三组热电偶(27)通过电线与控制电路(29)相连，控制电路(29)通过三组导线分别连接至电磁阀(13)、电机(22)、加热棒(32)。

3.根据权利要求1所述的一种循环流动式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述电机角件(21)的连轴(41)中心处开有一通孔，外套管(42)套装于连轴(41)中部且其中心均布有多个通孔。

4.根据权利要求1所述的一种循环流动式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：每根所述出液管(31)与搅拌桶(36)通孔相接触位置均为密封设置。

5.根据权利要求1所述的一种循环流动式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：圆柱试件罐(26)通过管路(10)固定于框架(40)上部且圆柱试件罐(26)底部与第一导轨(18)不接触。

6.根据权利要求1所述的一种循环流动式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于：所述宝塔连接件(9)的底端正对于试件(8)所在位置。