CN216484545U

CN216484545U - 一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统

Info

Publication number: CN216484545U
Application number: CN202122916571.8U
Authority: CN
Inventors: 卢裕夫; 肖调兵; 薛翔; 高路杨; 黄其州; 李海涛; 岳腾宵; 吴小亮; 陈银强
Original assignee: China Nuclear Power Operation Technology Corp Ltd; Hainan Nuclear Power Co Ltd
Current assignee: China Nuclear Power Operation Technology Corp Ltd; Hainan Nuclear Power Co Ltd
Priority date: 2021-11-25
Filing date: 2021-11-25
Publication date: 2022-05-10
Anticipated expiration: 2031-11-25

Abstract

本实用新型涉及一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统，包括反应容器、水泵、挂样装置和除氧装置，所述反应容器上设有进水管、出水管和取样管，所述进水管和出水管上均设有第一阀门，所述进水管上设有第一溶氧表，所述取样管上设有第二阀门和第二溶氧表，所述水泵的进水端和出水端分别与所述进水管和出水管连接，所述挂样装置设于所述反应容器顶部上，所述挂样装置顶部密封盖合有顶盖，所述除氧装置与所述反应容器连接。有效解决了现有技术中对金属在水溶液中腐蚀速率检测不便，且检测结果的准确性差的问题。

Description

一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统

技术领域

本实用新型属于检测装置技术领域，特别涉及一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统。

背景技术

核电厂海水系统、消防水系统及核岛相关辅助系统等大多都在在常温下工作，其中的大部分金属部件由于受水溶液中介质影响，会与水溶液中的氧气发生反应并产生腐蚀，如均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等，最具有代表性是铁件与水中的氧气发生化学反应生成Fe₂O₃的铁锈。

然而，当前所使用的腐蚀检测方法主要是失重法和电化学法，失重法主要是通过对比腐蚀前后试样的重量和时间来确定金属腐蚀速率，采用此种方法检测需要在检测完后完全清除金属表面的腐蚀物再对试样进行称重，导致检测操作极为不便，且检测结果准确度较差；而对于电化学方法，只能定性表征试样的是否存在腐蚀，无法定量的给出试样的腐蚀速率。因此，当前急需一种检测系统及方法，以方便于检测人员检测操作的同时，还能有效提高检测结果的准确性。

实用新型内容

针对上述背景技术中的技术问题，本实用新型提供一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统，以方便于检测人员检测操作的同时，还能有效提高检测结果的准确性。

本实用新型所采用的技术方案：

一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统，包括反应容器、水泵、挂样装置和除氧装置，所述反应容器上设有进水管、出水管和取样管，所述进水管和出水管上均设有第一阀门，所述进水管上设有第一溶氧表，所述取样管上设有第二阀门和第二溶氧表，所述水泵的进水端和出水端分别与所述出水管和进水管连接，所述挂样装置设于所述反应容器顶部上，所述挂样装置顶部密封盖合有顶盖，所述除氧装置与所述反应容器连接。

进一步的，所述除氧装置包括进气管、排气管和供氮装置，所述进气管与排气管均连接于所述反应容器，所述进气管和排气管上均设有第三阀门，所述供氮装置与所述进气管连接。

进一步的，还包括控制器和显示屏，所述控制器分别与所述显示屏、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第一溶氧表、第二溶氧表和供氮装置连接。

进一步的，所述出水管上设有流量计。

进一步的，所述挂样装置包括挂筒，所述挂筒设于所述反应容器顶部上并与之连通，所述挂筒内设有挂杆，所述顶盖密封盖合于所述挂筒顶部上。

进一步的，还包括连接于水泵进水端和出水端间的旁通管，所述旁通管上设有第四阀门。

进一步的，所述反应容器内设有液位计。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、利用悬挂装置、水泵、第一阀门、第二阀门、第一溶氧表和第二溶氧表的配合设计，可实现模拟多种工况试验，提高了试验范围，适用性高；且利用第一溶氧表和第二溶氧表可精确读取水溶液中的氧含量，大大提高了检测的精准度。

2、利用控制器分别控制显示屏、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第一溶氧表和第二溶氧表工作，并通过控制器计算相关检测值以快速得到金属腐蚀速率，检测工作自动化高，大大提高了试验操作的便利性，且能更直观快速的得出试验结果，增加用户的使用体验感。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的控制原理图；

图中：1、水泵；2、出水管；3、流量计；4、第一阀门；5、液位计；6、第三阀门；7、排气管；8、挂筒；9、顶部；10、挂杆；11、试样；12、反应容器；13、进气管；14、第二阀门；15、取样管；16、第二溶氧表；17、进水管；18、第一溶氧表；19、旁通管；20、第四阀门；21、控制器；22、显示屏。

具体实施方式

为了更好理解本实用新型技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本实用新型做进一步的说明。

参见图1至2，本实用新型提供一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统，包括反应容器12、水泵1、挂样装置和除氧装置，反应容器12上设有进水管17、出水管2和取样管15，进水管17和出水管2上均设有第一阀门4，进水管17上设有第一溶氧表18，取样管15上设有第二阀门14和第二溶氧表16，取样管15设于反应容器12四分之一处，水泵1的进水端和出水端分别与出水管2和进水管17连接，使得水泵1、进水管17、出水管2和反应容器12构成闭环回路，挂样装置设于反应容器12顶部9上，通过悬挂装置将试样11悬挂于反应容器12内，挂样装置顶部9密封盖合有顶盖，除氧装置与反应容器12连接，反应容器12、进水管17、出水管2和取样管15均采用防腐蚀材料制成(例为玻璃纤维材料或塑料等)，以效降减对检测结果的影响，提高检测准确性。在进行密封试验时，向反应容器12内注入定量水溶液，将试样11通过悬挂装置悬挂于反应容器12内，将顶部9密封盖合于挂装装置顶部9上，通过除氧装置将反应容器12内非水溶液所占空间中的氧气除去，使第二阀门14关闭，使第一阀门4打开并启动水泵1，利用第一溶氧表18读取溶氧量初值(当前水溶液中的氧气含量)，同时记录检测开始时间，当到达试验终点时，利用第一溶氧表18再次读取溶氧量终值(结束检测时水溶液中的氧气含量)，同时记录检测结束时间；在进行敞开试验时，将挂样装置顶部9的密封盖打开使反应容器12与外部大气连通，使第一阀门4和第二阀门14关闭，利用第二溶氧表16读取溶氧量初值(当前水溶液中的氧气含量)，同时记录检测开始时间，当到达试验终点时，利用第二溶氧表16再次读取溶氧量终值(结束检测时水溶液中的氧气含量)；利用检测到的溶氧量初值与溶氧量终值之差，得到试样11的腐蚀量，为更清楚说明本实施例以金属铁为例进行说明，铁在水中会被腐蚀产生化学反应(30₂+4Fe＝2Fe₂O₃)并生成铁锈，因此利用检测得到水溶液中所消耗的耗氧量，再根据铁锈中铁所占的质量比算出试件所被腐蚀的质量，最后根据记录的试验周期可精确计算得到铁的腐蚀速率，操作方便、简单，有效解决不具备解体条件容器及管道的腐蚀检查，减降检测人员的操作劳力；试验结束后，可通过取样管15取样，并利用现有的分析方法得到水溶液中金属离子浓度，并结合水溶液体积(敞开试验水溶液体积为反应容器12内有效容积，密封水溶液体积为整个系统有效容积)，计算得到金属的腐蚀总量及腐蚀速率，以此结果作为校核检测的手段。

具体的，除氧装置包括进气管13、排气管7和供氮装置，进气管13与排气管7均连接于反应容器12，进气管13设于反应容器12三分之二位置，进气管13和排气管7上均设有第三阀门6，供氮装置与进气管13连接，供氮装置可采用现有技术中装有氮气的高压氮瓶。在进行密封试验时，控制器21控制第三阀门6打开使供氮装置通过进气管13向反应容器12内充入氮气，在此过程中由于水溶液上方空气中的氧气通过排气管7被排出，使得水溶液中的氧气补充到空气中，在此过程中利用第二溶氧表16检测水溶液中的溶氧量并实时向控制器21传递信号，当达到预定溶氧量时控制器21控制第三阀门6关闭，能根据模拟工况设不同的溶氧量以适用于密封工况试验，大大提高了适用范围。

具体的，还包括控制器21和显示屏22，控制器21采用PLC控制器21，控制器21分别与显示屏22、第一阀门4、第二阀门14、第三阀门6、第一溶氧表18和第二溶氧表16连接。在进行密封试验时，利用控制器21控制第三阀门6打开将反应容器12内非水溶液所占空间中的氧气除去，利用控制器21控制第一阀门4关闭及控制水泵1工作，同时利用控制器21读取第一溶氧表18检测的溶氧量初值并记录检测开始时间，当到达试验终点时，再利用控制器21读取第一溶氧表18检测的溶氧量终值并记录检测结束时间；在进行敞开试验时，利用控制器21控制第一阀门4和第二阀门14关闭，利用控制器21读取第二溶氧表16检测的溶氧量初值并记录检测开始时间，当到达试验终点时，利用控制器21读取第二溶氧量终值并记录检测结束时间；试验结束后，控制器21根据溶氧初值与溶氧终值计算得到耗氧量，且根据检测开始时间和检测结束时间计算得到试验周期，控制器21再根据耗氧量和试验周期计算得出金属腐蚀速率，最后将金属腐蚀速率显示于显示屏22上，使检测工作自动化，大大提高了试验操作的便利性，且能更直观快速的得出试验结果，增加用户的使用体验感；需要说明的是，使用者可通过人工记录试验时间和读取第一溶氧表18与第二溶氧表16数据，再通过手工计算以加深对检测原理的理解，适用于实习生的培养，提高适用范围。

具体的，出水管2上设有流量计3，利用流量计3测量水溶液流动速度。

具体的，挂样装置包括挂筒8，挂筒8设于反应容器12顶部9上并与之连通，挂筒8内设有挂杆10，试样11通过挂杆10悬挂于反应容器12内，顶盖密封盖合于挂箱顶部9上。

具体的，还包括连接于水泵1进水端和出水端间的旁通管19，旁通管19上设有第四阀门20，旁通管19与水泵1并连，旁通管19是在水泵1不使用时投用。以提供另一种试验工况，提高适用性。

具体的，反应容器12内设有液位计5，利用液位计5测量反应容器12内的液位。

提供一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的方法，执行如下步骤：

S1、将定量水溶液和试样11置于反应容器12内并选择试验工况；

S2、获取反应容器12内水溶液的溶氧量初值和检测开始时间；

S2、获取反应容器12内水溶液的溶氧量终值和检测结束时间；

S3、根据溶氧量初值与溶氧量终值计算得到耗氧量值，根据检测开始时间和检测结束时间计算得到时间差值；

S4、根据耗氧量值计算得到金属消耗值；

S5、根据耗氧量值与时间差值计算得到金属腐蚀速率。

具体的，选择试验工况包括敞开试验或密封试验的选择，进行敞开试验时使水溶液保持静止活流动状态，且使反应容器12连通大气；进行密封试验时使水溶液流动或静止，且使反应容器12与大气隔绝。

具体的，如选择所述密封试验，利用除氧装置按预定量设定水溶液中的溶氧量，具体溶氧量可根据试验工况需求进行设定。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统，其特征在于：包括反应容器、水泵、挂样装置和除氧装置，所述反应容器上设有进水管、出水管和取样管，所述进水管和出水管上均设有第一阀门，所述进水管上设有第一溶氧表，所述取样管上设有第二阀门和第二溶氧表，所述水泵的进水端和出水端分别与所述出水管和进水管连接，所述挂样装置设于所述反应容器顶部上，所述挂样装置顶部密封盖合有顶盖，所述除氧装置与所述反应容器连接。

2.根据权利要求1所述的一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统，其特征在于：所述除氧装置包括进气管、排气管和供氮装置，所述进气管与排气管均连接于所述反应容器，所述进气管和排气管上均设有第三阀门，所述供氮装置与所述进气管连接。

3.根据权利要求2所述的一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统，其特征在于：还包括控制器和显示屏，所述控制器分别与所述显示屏、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第一溶氧表、第二溶氧表和供氮装置连接。

4.根据权利要求1所述的一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统，其特征在于：所述出水管上设有流量计。

5.根据权利要求1所述的一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统，其特征在于：所述挂样装置包括挂筒，所述挂筒设于所述反应容器顶部上并与之连通，所述挂筒内设有挂杆，所述顶盖密封盖合于所述挂筒顶部上。

6.根据权利要求1所述的一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统，其特征在于：还包括连接于水泵进水端和出水端间的旁通管，所述旁通管上设有第四阀门。

7.根据权利要求1所述的一种检测金属在常温水溶液中腐蚀速率的系统，其特征在于：所述反应容器内设有液位计。