CN209945917U - 一种喷射式应力-冲刷腐蚀试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种喷射式应力‑冲刷腐蚀试验装置，包括储液箱、循环系统、试件安装及应力加载机构，其特征在于，储液箱设置有的加热器，用以对箱内的试验溶液进行加热；循环系统配有水泵、气泵和气液混合器，水泵用以将箱内的试验溶液抽吸至气液混合器内，气泵连接到气液混合器，气液混合器通过管道与喷嘴相连通，在喷嘴前端的管道上设置有储砂箱，通过调节阀控制进入管道的颗粒含量；储砂箱安装处的上游设置有用以测量从气液混合器输入管道的传输介质的温度和流量的温度传感器和流量计，根据温度传感器读数调整加热器功率，根据流量计读数控制水泵、气泵转速从而控制喷射速度。本实用新型可进行金属材料、非金属材料、符合材料、耐应力冲刷腐蚀涂层等的应力‑冲刷腐蚀性能测试、腐蚀机理等的评价研究。
Description
技术领域
本实用新型涉及冲刷腐蚀实验领域，更具体地，涉及一种考虑应力、腐蚀气液共同作用的喷射式冲刷腐蚀实验装置。
背景技术
冲刷腐蚀普遍存在于石油、化工、船舶等行业中。与腐蚀性介质接触的金属部件常遭受严重的两相流或多相流的冲刷腐蚀磨损，可能导致部件失效或设备报废。
冲刷腐蚀是一个十分复杂的过程,影响腐蚀速率的因素有很多,包括材料因素、环境因素以及力学因素等。深水结构在工作状态下常常处于承受应力的状态，同时可能受到含沙海水、高温原油等多种腐蚀介质的冲刷腐蚀，其中应力因素对其冲刷腐蚀的影响不可忽略，需进行应力-冲刷腐蚀试验研究。
与旋转式、管流式相比，喷射式冲刷腐蚀试验装置利用喷嘴喷出流体作用于试样上，可以精确控制流速和攻角等参数，且实验成本低、实验周期较短。但现有的喷射式冲刷腐蚀试验装置未能考虑应力的影响，无法完成应力-冲刷腐蚀试验。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述背景技术的不足，在已有的喷射设备的基础上加装应力加载机构，提供一种应力-冲刷腐蚀的试验装置。
一种喷射式应力-冲刷腐蚀试验装置，包括储液箱、循环系统、试件安装及应力加载机构，其特征在于，储液箱设置有的加热器，用以对箱内的试验溶液进行加热；循环系统配有水泵、气泵和气液混合器，水泵用以将箱内的试验溶液抽吸至气液混合器内，气泵连接到气液混合器，气液混合器通过管道与喷嘴相连通，在喷嘴前端的管道上设置有储砂箱，通过调节阀控制进入管道的颗粒含量；储砂箱安装处的上游设置有用以测量从气液混合器输入管道的传输介质的温度和流量的温度传感器和流量计，根据温度传感器读数调整加热器功率，根据流量计读数控制水泵、气泵转速从而控制喷射速度。
优选地，喷嘴通过旋钮固定于喷嘴支架上，喷嘴支架上端为一圆弧，通过调整喷嘴位置以改变冲刷角度。温度传感器、电子流量计、水泵、气泵、加热器、液压油缸、四点弯曲试验机均与计算机连接。试件背部低温循环水槽可调整试件试验温度，以模拟低温环境。试件下方固体有颗粒回收槽和滤网，用以将完成冲刷后的液体过滤并加入储液箱中，以实现液体循环。液压油缸拉杆与试件夹具之间通过旋转结构连接，试件夹具设置有定位导槽，确保试件轴心就位不偏。
本实用新型旨在建立一种应力-冲刷腐蚀的室内实验室试验装置，可进行金属材料、非金属材料、符合材料、耐应力冲刷腐蚀涂层等的应力-冲刷腐蚀性能测试、腐蚀机理等的评价研究。
附图说明
图1是本实用新型应力冲刷腐蚀试验装置示意图
附图标记如下：1—储液箱；2—保温层；3—加热器；4—水泵；5—循环系统；6—气泵； 7—气液混合器；8—温度传感器；9—电子流量计；10—储砂箱；11—砂粒；12—调节阀；13—喷嘴支架；14—喷嘴；15—旋钮；16—液压油缸；17—定位导槽；18—试件夹具；19—防溅罩；20—四点弯曲试验机；21—低温循环水槽；22—固体颗粒回收槽；23—滤网；24—固体颗粒回收槽排污管；25—柔性管；26—储液箱上盖；
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式做进一步描述：
如图1所示，该装置包括储液箱体、循环系统、试件安装及应力加载机构。储液箱1配有箱体保温层2、储液箱上盖26与加热器3，可对试验溶液进行加热，并通过喷嘴前端的温度传感器8读数调整加热器3功率；循环系统5包括水泵4、气泵6和气液混合器7，可使用液体、气体或气液混合物作为传输介质，据喷嘴前端的电子流量计9读数控制水泵4、气泵6转速从而控制喷射速度；喷嘴前端设置储砂箱10，可通过调节阀12控制介质的颗粒含量；试件安装及应力加载机构包括四点弯曲试验机20和液压油缸16，用以实现拉压应力独立加载、弯矩加载以及联合加载，液压油缸16拉杆与试件夹具18之间通过旋转结构连接，试件能够围绕竖轴旋转，通过定位导槽17确保试件夹具18的轴心就位不偏；试件背部设置有低温循环水槽21，用以调整试件试验温度，以模拟低温环境；试件外部有防溅罩19，防止喷射液体溅出，下方固体颗粒回收槽22、滤网23将完成冲刷后的液体过滤并加入储液箱 1中，以实现液体循环。
本实用新型中喷嘴14与循环系统5通过柔性管25连接，喷嘴14可通过旋钮15固定于喷嘴支架13上，喷嘴支架13上端为一圆弧，通过调整喷嘴位置以改变冲刷角度。
本实用新型中，温度传感器8、电子流量计9、水泵4、气泵6、加热器3、液压油缸16、四点弯曲试验机20均与计算机连接。
1.试验准备工作
对试件根据相关规定要求抛光打磨至指定光洁度，若涉及抗应力-冲刷腐蚀涂层研究，则为试件覆盖涂层；根据试验要求准备形状、尺度、硬度等合适的砂粒11，并将其均匀装入储砂箱10中；配置足量的试验要求的腐蚀溶液或腐蚀性悬浊液，清洁储液箱1并将腐蚀溶液(悬浮液)加至储液箱合适水位线处；根据试验要求将H2S，CO2，O2等气体气瓶连入气泵6。
2.试验参数调节
通过夹具18固定试件，绕竖轴旋转夹具18至合适角度并布置四点弯曲试验机20；根据试验要求的冲刷角度调整喷嘴14在喷嘴支架13上的位置，并通过旋钮15固定；开启加热器3对腐蚀液体进行预热，并启动低温循环水槽21；通过液压油缸16与四点弯曲试验机20对试件施加预设的应力载荷；依次开启水泵4、气泵6，据电流流量计9读数调节水泵4、气泵6转速以维持试验预设流量，并通过温度传感器8调节加热器3功率以维持试验预设温度；调整调节阀12改变颗粒含量至试验预设，对实验段内的目标试样材料进行预设时长的冲刷腐蚀。
3.试验后整理工作
依次关闭调节阀12、气泵6、水泵4、加热器3、低温循环水槽21，控制液压油缸16 与四点弯曲试验机20卸载应力；将试样取出继续进行称重、显微观察等研究；对混合液体进行处理、固体颗粒回收、对冲蚀实验装置进行清洗，尽量避免残留腐蚀液对试验装置的损害。
Claims (6)
1.一种喷射式应力-冲刷腐蚀试验装置，包括储液箱、循环系统、试件安装及应力加载机构，其特征在于，储液箱设置有的加热器，用以对箱内的试验溶液进行加热；循环系统配有水泵、气泵和气液混合器，水泵用以将箱内的试验溶液抽吸至气液混合器内，气泵连接到气液混合器，气液混合器通过管道与喷嘴相连通，在喷嘴前端的管道上设置有储砂箱，通过调节阀控制进入管道的颗粒含量；储砂箱安装处的上游设置有用以测量从气液混合器输入管道的传输介质的温度和流量的温度传感器和流量计，根据温度传感器读数调整加热器功率，根据流量计读数控制水泵、气泵转速从而控制喷射速度。
2.根据权利要求1所述的一种喷射式应力-冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，喷嘴通过旋钮固定于喷嘴支架上，喷嘴支架上端为一圆弧，通过调整喷嘴位置以改变冲刷角度。
3.根据权利要求1所述的一种喷射式应力-冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，温度传感器、电子流量计、水泵、气泵、加热器、液压油缸、四点弯曲试验机均与计算机连接。
4.根据权利要求1所述的一种喷射式应力-冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，试件背部低温循环水槽可调整试件试验温度，以模拟低温环境。
5.根据权利要求1所述的一种喷射式应力-冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，试件下方固体有颗粒回收槽和滤网，用以将完成冲刷后的液体过滤并加入储液箱中，以实现液体循环。
6.根据权利要求1所述的一种喷射式应力-冲刷腐蚀试验装置，其特征在于试件安装及应力加载机构包括四点弯曲试验机和液压油缸，液压油缸拉杆与试件夹具之间通过旋转结构连接，试件夹具设置有定位导槽，确保试件轴心就位不偏。
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