CN218512286U - 一种海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及低温海水腐蚀试验领域，尤其是一种海水‑冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置。储冰水混合物容器的外围低温冷凝水管，储冰水混合物容器的内腔中设置储冰网筒，传动轴沿竖向伸至储冰网筒内腔；传动轴的下端安装旋转盘，旋转盘的底部设置水平的底托盘，旋转盘、底托盘通过工作电极连接；传动轴的上部侧面安装传动齿轮一、电刷滑环，传动齿轮一与传动轴固定连接，电刷滑环与传动轴紧密接触连接；电化学测试导线的一端与工作电极连接，电化学测试导线的另一端伸至传动轴内孔且与传动轴连接，电刷滑环分别连接电化学测试系统和电化学测试导线。本实用新型储冰水混合物容器温度控制操作方便，能实现低温海水模拟测试。

Description

一种海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置

技术领域

本实用新型涉及低温海水腐蚀试验领域，尤其是一种海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置。

背景技术

由于冰晶与海水之间存在密度差，作为一种特殊的液固双相流体，在船舶不同运行工况下，冷却系统管道中呈现出不同程度的非均质性流动特征，此外海水中冰晶颗粒之间的碰撞等也会影响双相的流动特性，因此船舶冷却系统中海水/冰晶液固双相流体呈现出不同的流动特征及冲刷腐蚀规律和损伤机制。探索在船舶不同运行工况下，冷却系统管道中海水/冰晶液固双相流的流动特性与冲刷腐蚀机理和损伤机制尤为关键。但目前缺少在船舶不同运行工况下冷却系统管道中海水/冰晶液固双相流动特性与冲刷腐蚀方面的评价装置。因此，搭建一种海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，从而有效的评价冰晶颗粒对材料表面产生冲击磨损的力学破坏作用，在力学损伤和化学腐蚀损伤交互作用下，评价设备、海水冷却管线的服役寿命，将对极地船舶海水冷却系统管道的工程设计和安全运行具有重要的指导意义。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，能准确、有效的模拟极地船舶海水冷却系统管道海水-冰晶双相流中的冲刷腐蚀情况，并能在高转速下实现电化学实时监测。

本实用新型的技术方案为：

一种海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，该装置包括：储冰水混合物容器、低温冷凝水管、储冰网筒、工作电极，具体结构如下：

储冰水混合物容器的外围低温冷凝水管，储冰水混合物容器的内腔中设置储冰网筒，储冰网筒为网状圆筒形，冰晶与海水通过储冰网筒隔离开，冰晶位于储冰网筒内腔，海水位于储冰网筒外围与储冰水混合物容器内腔之间，中空的传动轴沿竖向伸至储冰网筒内腔；

传动轴的下端通过定位销与水平的旋转盘连接，旋转盘的底部设置水平的底托盘；传动轴的上部侧面安装传动齿轮一、电刷滑环，传动齿轮一与传动轴固定连接，电刷滑环与传动轴紧密接触连接；旋转盘底部设置电化学测试导线，电化学测试导线的一端与工作电极连接，电化学测试导线的另一端伸至传动轴内孔且与传动轴连接，电刷滑环分别连接电化学测试系统和电化学测试导线。

所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，储冰水混合物容器为圆筒形，且顶部设有开口，其侧面上部封闭设有进水口，其侧面下部封闭设有排水口。

所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，旋转盘、底托盘均为圆盘形，旋转盘的侧面均匀开设有内侧面大、外侧面小的“楔形”固定槽，工作电极为与固定槽对应的“楔形”结构，工作电极嵌入固定槽且与固定槽匹配；安装后，工作电极的顶面与旋转盘的顶面平齐，工作电极外侧的工作面与旋转盘的外侧壁相切，旋转盘、底托盘通过螺栓连接。

所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，工作电极、固定槽均为12个。

所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，传动轴的上端安装变频调速轮，变频调速轮与变频调速控制器连接。

所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，电刷滑环一方面通过传动轴与电化学测试导线连接，另一方面通过工作电极导电线路与电化学测试系统连接，并实现旋转导电。

所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，低温冷凝水管呈螺旋状缠绕在储冰水混合物容器外围，低温冷凝水管内装有冷流体介质。

所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，储冰水混合物容器的内壁设置竖向的挡板，挡板不少于一个。

所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，传动齿轮一通过同步带与传动齿轮二连接，传动齿轮二安装于电机的输出端，传动轴和电机均固定在液压升降装置上。

所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，该装置还设有温度控制器，温度控制器的温度传感器一端安装两个温感电极分别位于在储冰网筒内、外两侧，温度控制器的另一端与低温冷凝水管连接。

本实用新型的优点及有益效果是：

1、本实用新型提供的一种海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，能准确、有效的模拟海水冷却管中吸入海水-冰晶的双相流的冲刷腐蚀情况，并能在高转速下电化学的实时测试，测试工作电极在卡槽内方便拆装、储冰水混合物容器容易清理、温度控制操作方便，能实现低温海水模拟测试。

2、本实用新型方便旋转盘脱离测试溶液，便于工作电极的安装与拆卸，缩短了工作电极的拆装时间，有效的提高了测试效率。

附图说明

图1是一种海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置的轴测结构示意图。

图2是一种海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置的剖视图。

图3是储冰水混合物容器的剖面结构示意图(图4中的A-A剖视图)。

图4是旋转盘、传动轴和电机装配结构示意图。

图5是旋转盘、传动轴装配俯视图(图3中的B-B剖视图)。

图6是工作电极的结构示意图。

图中，1储冰水混合物容器，2低温冷凝水管，3变频调速控制器，4储冰网筒，5工作电极(51工作面)，6旋转盘，7底托盘，8传动轴，9变频调速轮，10电化学测试导线，11传动齿轮一，12电刷滑环，13挡板，14固定槽，15定位销，16排水口，17同步带，18进水口，19传动齿轮二，20电机，21液压升降装置。

具体实施方式

如图1-图6所示，本实用新型海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，主要包括：储冰水混合物容器1、低温冷凝水管2、变频调速控制器3、储冰网筒4、工作电极5等，具体结构如下：

储冰水混合物容器1为圆筒形，且顶部设有开口，其侧面上部封闭设有进水口18，其侧面下部封闭设有排水口16；储冰水混合物容器1的外围低温冷凝水管2，储冰水混合物容器1的内壁设置竖向的挡板13；储冰水混合物容器1的内腔中设置储冰网筒4，储冰网筒4为网状圆筒形，冰晶与海水通过储冰网筒4隔离开，冰晶位于储冰网筒4内腔，海水位于储冰网筒4外围与储冰水混合物容器1内腔之间，中空的传动轴8沿竖向伸至储冰网筒4内腔。

传动轴8的下端法兰通过定位销15与水平的旋转盘6连接，旋转盘6的底部设置水平的底托盘7，旋转盘6、底托盘7均为圆盘形，旋转盘6的侧面均匀开设有内侧面大、外侧面小的“楔形”固定槽14；如图5、图6所示，工作电极5为与固定槽14对应的“楔形”结构，工作电极5嵌入固定槽14且与固定槽14匹配；安装后，工作电极5的顶面与旋转盘6的顶面平齐，工作电极5外侧的工作面51与旋转盘6的外侧壁相切，旋转盘6、底托盘7通过螺栓连接。

传动轴8的上端安装变频调速轮9，变频调速轮9与变频调速控制器3连接；传动轴8的上部侧面安装传动齿轮一11、电刷滑环12，传动齿轮一11与传动轴8固定连接，电刷滑环12与传动轴8紧密接触连接；传动齿轮一11通过同步带17与传动齿轮二19连接，传动齿轮二19安装于电机20的输出端；旋转盘6底部设置电化学测试导线10，电化学测试导线10的一端与工作电极5连接，电化学测试导线10的另一端伸至传动轴8内孔且与传动轴8连接，电刷滑环12分别连接电化学测试系统和电化学测试导线，其一方面通过传动轴8与电化学测试导线10连接，另一方面通过工作电极导电线路与电化学测试系统连接，并实现旋转导电。

工作电极5、固定槽14均为12个，工作电极5嵌入固定槽14，可方便工作电极5进行旋转冲刷试验。

低温冷凝水管2呈螺旋状缠绕在储冰水混合物容器1外围，低温冷凝水管2内装有冷流体介质，确保储冰水混合物容器1内的冰晶与海水温度控制在-5～0℃。

挡板13不少于一个，挡板13为两个以上时沿圆周均匀，挡板13的作用能够使冰晶颗粒均匀混合。

传动轴8和电机20均固定在液压升降装置21上，液压升降装置21用于驱动传动轴8升降。

该装置还设有温度控制器，温度控制器的温度传感器一端安装两个温感电极分别位于在储冰网筒内、外两侧，温度控制器的另一端与低温冷凝水管连接，反馈温度信号，对储冰水混合物容器内的测试溶液进行恒温控制，实现低温(-5～0℃)环境下的冲刷腐蚀测试。

实施结果表明，本实用新型通过工作电极在测试溶液中的高速转动来模拟船舶冷却系统中海水/冰晶液固双相流体呈现出不同的流动特征及冲刷腐蚀情况，基本接近实际使用情况，使测试的结果准确性高，为金属材料在低温海水-冰晶流动冲刷条件下的腐蚀性能提供准确测试数据。

Claims (7)

1.一种海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，该装置包括：储冰水混合物容器、低温冷凝水管、储冰网筒、工作电极，具体结构如下：

储冰水混合物容器的外围低温冷凝水管，储冰水混合物容器的内腔中设置储冰网筒，储冰网筒为网状圆筒形，冰晶与海水通过储冰网筒隔离开，冰晶位于储冰网筒内腔，海水位于储冰网筒外围与储冰水混合物容器内腔之间，中空的传动轴沿竖向伸至储冰网筒内腔；

传动轴的下端通过定位销与水平的旋转盘连接，旋转盘的底部设置水平的底托盘；传动轴的上部侧面安装传动齿轮一、电刷滑环，传动齿轮一与传动轴固定连接，电刷滑环与传动轴紧密接触连接；旋转盘底部设置电化学测试导线，电化学测试导线的一端与工作电极连接，电化学测试导线的另一端伸至传动轴内孔且与传动轴连接，电刷滑环分别连接电化学测试系统和电化学测试导线。

2.按照权利要求1所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，储冰水混合物容器为圆筒形，且顶部设有开口，其侧面上部封闭设有进水口，其侧面下部封闭设有排水口。

3.按照权利要求1所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，旋转盘、底托盘均为圆盘形，旋转盘的侧面均匀开设有内侧面大、外侧面小的“楔形”固定槽，工作电极为与固定槽对应的“楔形”结构，工作电极嵌入固定槽且与固定槽匹配；安装后，工作电极的顶面与旋转盘的顶面平齐，工作电极外侧的工作面与旋转盘的外侧壁相切，旋转盘、底托盘通过螺栓连接。

4.按照权利要求1所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，传动轴的上端安装变频调速轮，变频调速轮与变频调速控制器连接。

5.按照权利要求1所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，电刷滑环一方面通过传动轴与电化学测试导线连接，另一方面通过工作电极导电线路与电化学测试系统连接，并实现旋转导电。

6.按照权利要求1所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，低温冷凝水管呈螺旋状缠绕在储冰水混合物容器外围，低温冷凝水管内装有冷流体介质。

7.按照权利要求1所述的海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，储冰水混合物容器的内壁设置竖向的挡板，挡板不少于一个。

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