KR101439751B1 - Apparatus for erosion-corrosion test in aqueous slurry environment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 슬러리 부식마모 시험장치로서, 슬러리 환경 하에서의 재료의 부식 및 마모특성을 측정하는 슬러리 부식마모 시험장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a slurry corrosion wear tester, and more particularly, to a slurry corrosion wear tester for measuring corrosion and wear characteristics of a material under a slurry environment.
산업환경에서 사용되고 있는 다양한 재료들은 그 사용환경에 따라 부식이 일어나거나 마모가 발생하거나, 또는 부식과 마모가 동시에 발생하여 재료의 수명이 단축된다. 특히, 부식과 마모가 동시에 존재하는 환경에서는 부식과 마모가 서로 영향을 주어 재료의 수명을 더욱 단축시키는 경우가 많다.A variety of materials used in industrial environments are subject to corrosion or abrasion, or corrosion and abrasion at the same time, shortening the life of the material. Particularly, in the environment where corrosion and abrasion are present at the same time, corrosion and wear are mutually influenced to shorten the life of the material.
이러한 환경에서 새로운 강재의 적용을 위해서는 재료의 부식마모 특성에 관한 평가가 필요하지만, 실환경에 적용해보지 않고 재료의 특성을 평가하는 것은 어려운 실정이다. 실환경을 모사하여 재료의 부식마모 특성을 평가하기 위해서는 실제환경을 상황에 맞게 모사하여 정량적으로 평가하는 시험기법의 적용이 필요하다.
In this environment, evaluation of corrosion wear characteristics of materials is required for application of new steel, but it is difficult to evaluate characteristics of materials without applying to actual environment. In order to evaluate the corrosive wear characteristics of materials by simulating the actual environment, it is necessary to apply a test method that quantitatively evaluates the actual environment in accordance with the situation.
종래의 마모 또는 부식에 대해 재료의 내침식성을 평가하기 위해 실험실적으로 고안된 방법들은 회전하는 고무휠과 시험편 사이로 모래를 흘려 내마모성을 평가하는 방법, 일정한 각도로 고정되어 있는 시험편에 모래를 분사하여 내마모성을 평가하는 방법, 전기화학적으로 재료의 내식성을 평가하는 방법 등이 있다.Methods designed to evaluate the erosion resistance of a material against conventional wear or corrosion include methods of evaluating abrasion resistance by flowing sand between a rotating rubber wheel and a specimen, sanding the specimen with a fixed angle, A method of evaluating the corrosion resistance of a material electrochemically, and the like.
하지만, 상기의 각 시험 방법들은 물과 마모물질이 혼합된 슬러리를 사용하지 않기 때문에 재료의 단순 마모나 부식을 평가한다는 한계점이 있다. 이러한, 단점을 극복하기 위해 실험실용 파이프 루프에 시편을 소구경 파이프 형태로 가공하여 부착하여 실환경을 모사한 슬러리를 이송시켜 내침식성을 평가하는 방법이 산업환경에서 적용되고 있지만, 설비가 고가이며 나아가 제어 또한 용이하지 않기 때문에 실험실적으로 다양한 재료의 부식마모 특성을 평가하기에는 한계가 있다.
However, since each of the above test methods does not use a slurry in which water and a wear material are mixed, there is a limit to evaluate simple wear and corrosion of the material. In order to overcome these disadvantages, a method of evaluating corrosion resistance by transferring a slurry simulating a real environment is applied to a laboratory pipe loop in the form of a small diameter pipe, but the equipment is expensive Furthermore, since the control is not easy, it is difficult to evaluate corrosion wear characteristics of various materials in the experimental results.
수분이 포함된 환경에서 재료의 마모특성을 평가하기 위해 제안된 종래의 기술들은 각각의 대표환경에서 재료의 내침식성을 평가하는 방법들이 대부분이고 슬러리 환경에서 다양한 작동환경을 모사하는 시험이 불가능하다.The conventional techniques proposed for evaluating the wear characteristics of a material in an environment containing moisture are mostly methods for evaluating the erosion resistance of the material in each representative environment and it is impossible to simulate various operating environments in a slurry environment.
일례로서, 현재까지 하기의 기술들이 제안된 바 있다.As one example, the following techniques have been proposed so far.
대한민국 특허공개 2006-0011055호 공보는 원자력 발전소의 증기 발생기와 같은 고온 및 고압 환경하에서 증기 발생부를 통해 증기와 물의 혼합된 2상(기상+액상) 유체를 시험용 챔버 내부로 분출시킴으로써, 기계구조물의 상호 작용에 의한 마모와 같은 기계적 성질에 대한 시험 평가를 증기/물 혼합 환경하에서 수행할 수 있는 방법을 제안하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0011055 discloses that by injecting a mixed two-phase (vapor + liquid) fluid of steam and water into a test chamber through a steam generator under a high-temperature and high-pressure environment such as a steam generator of a nuclear power plant, And a test evaluation of the mechanical properties such as abrasion by the action can be performed in a steam / water mixed environment.
그러나, 상기 대한민국 특허공개 2006-0011055호 공보에서 제안하는 방법은 기상과 고상이 존재하는 고온, 고압환경에서의 재료의 내마모성을 평가하기 위한 기법으로 마모물질이 존재하나, 물, 마모입자 혼합 슬러리 환경에서 재료의 부식마모 특성을 평가할 수 없는 단점이 있다.
However, the method proposed in Korean Patent Publication No. 2006-0011055 is a technique for evaluating the abrasion resistance of a material in a high-temperature and high-pressure environment in which gas and solid exist, The corrosion wear characteristics of the material can not be evaluated.
재료의 부식마모 특성을 평가하는 장치에 대한 발명으로는 대한민국 공개 실용신안 공보 91-12274 공보를 들 수 있는데, 수용액 속에 장입된 회전하는 디스크 시편에 인위적으로 전위를 인가하여 부식마모 특성을 평가하는 방법이다.An example of an apparatus for evaluating corrosion wear characteristics of a material is disclosed in Korean Utility Model Publication No. 91-12274, which is a method of artificially applying a potential to a rotating disk specimen loaded in an aqueous solution to evaluate corrosion wear characteristics to be.
그러나, 상기 대한민국 공개 실용신안 공보 91-12274 공보에서 제안하는 방법은 회전하는 디스크 시편을 이용하기 때문에 시편에 대한 입자의 충돌 각도를 제어할 수 없고 산소농도나 사용온도 등을 제어할 수 없다는 단점이 있다.
However, since the method proposed in Korean Utility Model Publication No. 91-12274 uses a rotating disc specimen, it can not control the collision angle of particles with respect to the specimen and can not control the oxygen concentration or the use temperature. have.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 유체에 마모재가 혼합된 슬러리 환경에서 재료의 부식과 마모특성을 시험적으로 정확하면서도 용이하게 측정하도록 구성되는 슬러리 부식마모 시험장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems and provides a slurry corrosion wear test apparatus configured to accurately and easily measure corrosion and wear characteristics of a material in a slurry environment in which a wear material is mixed with a fluid It has its purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬러리 부식마모 시험장치는, 슬러리가 수용되는 챔버; 및 슬러리에 의한 시험편의 부식마모를 측정하도록 장착된 시험편을 상기 챔버 내 슬러리에서 회전시켜 슬러리와 마찰시키되, 슬러리 입자와의 충돌각도 조절이 가능한 구동부;를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a slurry corrosion wear tester comprising: a chamber in which slurry is received; And a driving unit that rotates the test piece mounted to measure corrosion wear of the test piece by the slurry in the slurry in the chamber to adjust the angle of collision with the slurry.
이때, 상기 구동부는, 상기 시험편이 장착되는 회전판; 상기 회전판으로부터 상방 연장된 동력전달축과 연결되어 상기 회전판을 회전시키는 구동모터; 및 상기 시험편을 고정하면서 상기 회전판에 설치되며, 상기 회전판의 회전 시 상기 시험편 일면에 대한 슬러리 입자의 충돌각도가 조절되도록 상기 회전판에 대한 설치각도가 조절되는 고정지그;를 구비할 수 있다.
At this time, the driving unit includes: a rotating plate on which the test piece is mounted; A driving motor connected to a power transmitting shaft extending upward from the rotating plate to rotate the rotating plate; And a fixing jig provided on the rotating plate while fixing the test piece, wherein an installation angle of the rotating plate is adjusted so that a collision angle of slurry particles with respect to a surface of the test piece is adjusted when the rotating plate is rotated.
또한, 상기 구동부는, 상기 시험편의 테두리를 감싸면서 상기 시험편을 홀딩하도록 상기 시험편이 인입되는 체결홈이 형성되고, 상기 시험편을 압박고정하는 고정볼트를 구비하며, 상기 고정지그에 체결되는 고정홀더;를 더 구비할 수 있다.Also, the driving unit may include a fixing holder having a fixing bolt for pressing the test piece with a coupling groove formed therein for receiving the test piece to hold the test piece while surrounding the rim of the test piece, and a fixing holder coupled to the fixing jig. As shown in FIG.
아울러, 상기 체결홈의 깊이는, 상기 시험편이 상기 체결홈에 인입 안착시 상기 체결홈으로부터 미돌출되도록 형성된 것이 바람직하다.
In addition, it is preferable that the depth of the fastening groove is formed so as to protrude from the fastening groove when the test piece is inserted into the fastening groove.
그리고, 상기 구동부는, 상기 구동모터의 회전속도를 감지 및 제어하는 모터컨트롤러;를 더 구비할 수 있다.The driving unit may further include a motor controller for sensing and controlling the rotational speed of the driving motor.
한편, 본 발명은 상기 챔버에 장착되어 상기 슬러리의 온도를 측정하는 온도센서; 상기 챔버에 내장된 히팅코일과 수냉재킷; 및 상기 온도센서, 히팅코일, 수냉재킷과 각각 전기적으로 연계되어, 상기 챔버 내 슬러리의 온도를 제어하는 온도컨트롤러;를 구비하는 온도제어부를 더 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a temperature sensor comprising: a temperature sensor mounted in the chamber for measuring a temperature of the slurry; A heating coil and a water-cooling jacket built in the chamber; And a temperature controller electrically connected to the temperature sensor, the heating coil, and the water-cooling jacket, respectively, for controlling the temperature of the slurry in the chamber.
또한, 본 발명은 상기 챔버에 장착되어 상기 슬러리의 산소농도를 측정하는 산소농도센서; 산소공급라인과 질소공급라인이 각각 연결되면서 상기 챔버 내로 연장된 이송라인에 장착되어, 공급되는 산소와 질소의 유량을 조절하는 유량조절기; 및 상기 산소농도센서, 유량조절기와 각각 전기적으로 연계되어, 상기 챔버 내 슬러리의 가스농도를 제어하는 가스컨트롤러;를 구비하는 가스제어부를 더 포함할 수 있다.
The present invention also provides an oxygen concentration sensor mounted in the chamber for measuring the oxygen concentration of the slurry; A flow controller for controlling a flow rate of oxygen and nitrogen supplied to the transfer line extending into the chamber while the oxygen supply line and the nitrogen supply line are connected to each other; And a gas controller electrically connected to the oxygen concentration sensor and the flow rate controller, respectively, for controlling the gas concentration of the slurry in the chamber.
나아가, 본 발명은 상기 구동부의 회전에 의해 상기 슬러리가 회전유동되는 것을 차단하도록, 상기 챔버 내의 측면과 하면에 각각 형성된 측부배플과 하부배플;을 더 포함할 수 있다.Further, the present invention may further include a side baffle and a lower baffle, respectively, formed on a side surface and a bottom surface of the chamber so as to block the rotation of the slurry by rotation of the driving unit.
이와 더불어, 본 발명은 상기 챔버 내로 외부 공기 및 수분의 유입을 차단하도록, 상기 챔버 상부에 장착된 커버;를 더 포함할 수 있다.
In addition, the present invention may further include a cover mounted on the upper portion of the chamber to block inflow of outside air and moisture into the chamber.
본 발명에 따른 슬러리 부식마모 시험장치는, 시험편을 챔버 내 슬러리에서 회전시켜 슬러리와 마찰시키되, 시험편의 일면이 회전 동심원의 접선 방향을 기준으로 회전방향으로 원하는 시험조건에 맞는 설정 각을 이룰 수 있음으로써 슬러리 입자와의 충돌각도 조절이 가능하며, 또한 고정홀더가 시험편을 홀딩하되 시험편의 테두리를 감싸도록 구성됨으로써, 시험편의 테두리에 부식마모가 편중되게 발생되는 것을 방지할 수 있다.The slurry corrosion wear tester according to the present invention is characterized in that the test piece is rotated in the slurry in the chamber to frictionally slurry the slurry on one side of the test piece in the rotational direction with respect to the tangential direction of the rotary concentric circle, So that the angle of collision with the slurry particles can be adjusted. Also, since the fixing holder is configured to hold the test piece while surrounding the rim of the test piece, it is possible to prevent the corrosion wear from being concentrated on the rim of the test piece.
나아가, 본 발명은 온도제어부와 가스제어부에 의해 시험편의 부식마모 시험조건에서 챔버 내의 슬러리가 설정된 온도 및 산소농도가 되도록 제어할 수 있다.Further, the present invention can control the slurry in the chamber to be the set temperature and oxygen concentration under the corrosion wear test condition of the test piece by the temperature control unit and the gas control unit.
이에 따라, 유체에 마모재가 혼합된 슬러리 환경에서 재료의 부식과 마모특성을 시험적으로 정확하면서도 용이하게 측정할 수 있는 효과를 가진다.
Accordingly, it is possible to accurately and easily measure the corrosion and abrasion characteristics of the material in a slurry environment in which the wear material is mixed with the fluid.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬러리 부식마모 시험장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 슬러리 부식마모 시험장치에서 회전판의 하부를 나타낸 저면도이다.
도 3은 도 2에서 시험편이 고정홀더에 의해 홀딩된 것을 나타낸 사시도이다.1 is a schematic view showing a slurry corrosion wear test apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a bottom view showing the lower part of the rotating plate in the slurry corrosion wear test apparatus of Fig. 1;
Fig. 3 is a perspective view showing that the test piece is held by the fixing holder in Fig. 2;
본 발명의 슬러리 부식마모 시험장치는, 유체에 마모재가 혼합된 슬러리 환경에서 재료의 부식과 마모특성을 시험적으로 정확하면서도 용이하게 측정하기 위해, 시험편을 챔버 내 슬러리에서 회전시켜 슬러리와 마찰시키되 시험조건에 맞도록 슬러리 입자와의 충돌각도 조절이 가능하고, 시험편의 테두리에 부식마모가 편중되게 발생되는 것을 방지하도록 시험편의 테두리를 감싸도록 구성되며, 나아가 시험편의 부식마모 시험조건에서 챔버 내의 슬러리가 설정된 온도 및 산소농도가 되도록 제어할 수 있는 온도제어부와 가스제어부가 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
The slurry corrosion wear test apparatus of the present invention is a device for testing corrosion resistance and abrasion characteristics of a material in a slurry environment in which a wear material is mixed with a fluid by rotating the test piece in a slurry in a chamber to frictionally contact the slurry The edge of the test piece is wrapped around the edge of the test piece so that the angle of collision with the slurry particles can be adjusted to meet the condition and corrosion wear is prevented from being generated in the edge of the test piece in a concentrated manner. A temperature control unit and a gas control unit that can control the temperature and the oxygen concentration to be set to a predetermined temperature and an oxygen concentration.
이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬러리 부식마모 시험장치를 나타낸 개략도이며, 도 2는 도 1의 슬러리 부식마모 시험장치에서 회전판의 하부를 나타낸 저면도이고, 도 3은 도 2에서 시험편이 고정홀더에 의해 홀딩된 것을 나타낸 사시도이다.FIG. 1 is a schematic view showing a slurry corrosion wear test apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a bottom view showing a lower part of a rotary plate in the slurry corrosion wear test apparatus of FIG. 1, And is held by the fixed holder.
도면을 참조하면, 본 발명은 슬러리(1)가 수용되는 챔버(10)와, 상기 챔버(10) 내 슬러리(1)에서 시험편(2)을 회전시키는 구동부를 구비한다.Referring to the drawings, the present invention includes a chamber 10 in which a
상기 챔버(10)는 유체에 마모재가 혼합된 슬러리(1)가 수용되는데, 상기 슬러리(1)는 일례로서 오일샌드, 해수, 광물이 섞인 물 등을 일컫는다. 이러한 슬러리(1)가 수용되는 챔버(10)는 상부가 개방된 구조를 이루는데, 부식마모 시험 전에 개방된 상부를 통해 슬러리(1)를 챔버(10) 내로 인입시키게 된다.The slurry (1) is, for example, an oil sand, seawater, water mixed with minerals, and the like. The chamber 10 in which the
또한, 상기 챔버(10)의 상부에는 커버(11)가 장착되는데, 이때 커버(11)는 챔버(10) 내로 외부 공기 및 수분의 유입을 차단하는 역할을 수행한다. 즉, 슬러리(1)가 챔버(10)의 개방된 상부를 통해 챔버(10) 내로 인입되면, 시험 중에 챔버(10) 내로 외부 공기 및 수분이 유입되는 것을 방지하기 위해 챔버(10) 상부에 커버(11)가 장착된다.
A cover 11 is mounted on the upper portion of the chamber 10. The cover 11 blocks the inflow of external air and moisture into the chamber 10. That is, when the
그리고, 상기 구동부는 슬러리(1)에 의한 시험편(2)의 부식마모를 측정하도록, 장착된 시험편(2)을 챔버(10) 내 슬러리(1)에서 회전시켜 슬러리(1)와 마찰시키는 기능을 수행한다. 이때, 상기 구동부는 시험편(2)이 슬러리(1) 입자와의 충돌각도 조절이 가능하도록 구성된다.The driving unit has a function of rotating the mounted
구체적으로, 상기 구동부는 시험편(2)이 장착되는 회전판(21)과, 상기 회전판(21)을 회전시키는 구동모터(23), 및 상기 회전판(21)에 설치된 고정지그(26)를 구비할 수 있다.Specifically, the driving unit may include a
상기 회전판(21)은 하부에 시험편(2)이 장착고정되며 이러한 시험편(2)이 회전하면서 슬러리(1)와 마찰할 수 있도록 회전되게 구성된다.The
이때, 회전판(21)은 챔버(10)가 관과 유사한 원통형 형상을 이루는 경우에, 챔버(10)와 대응되는 형상으로서 원반형 구조를 취할 수 있다.
At this time, when the chamber 10 has a cylindrical shape similar to that of the tube, the
또한, 상기 구동모터(23)는 회전판(21)을 회전시키도록 구성되는데, 이를 위해 회전판(21)으로부터 상방 연장된 동력전달축(22)과 연결됨으로써 회전판(21)과 연동구조를 이룬다. 이때, 구동모터(23)의 하부는 동력전달축(22)의 상부와 플랜지와 같은 착탈구조인 착탈부(24)로 결합될 수 있다.The
상기 구동모터(23)에는 모터컨트롤러(MC)가 전기적으로 연계될 수 있는데, 상기 모터컨트롤러(MC)는 구동모터(23)의 회전속도를 감지 및 제어하는 기능을 가진다.The motor controller MC may be electrically connected to the
이로 인하여, 슬러리(1)에 대한 시험편(2)의 충돌속도를 조절하면서 시험에 적정한 속도를 유지하도록 한다.
Thus, the speed of collision of the
아울러, 상기 고정지그(26)는 회전판(21)에 설치되며 시험편(2)을 고정하도록 구성된다.In addition, the
이러한 고정지그(26)는 회전판(21)의 회전 시 시험편(2) 일면에 대한 슬러리(1) 입자의 충돌각도가 조절되도록 회전판(21)에 대한 설치각도가 조절될 수 있다.The angle of the
시험편(2)은 일반적으로 일정 두께의 판형 형상을 지니는데, 회전판(21)이 회전하면서 만들어지는 회전 동심원의 접선(T) 방향에 대해 시험편(2)의 폭 방향 일면과 일치하는 배치구조를 이루게 되면, 시험편(2)의 상기 일면에 슬러리(1)의 입자가 거의 충돌하지 않게 된다.The
즉, 도 2에서 살펴보면 고정홀더(27)에 홀딩된 시험편(2)의 슬러리(1)에 대한 노출면(2a)이 회전판(21)과 함께 회전하면서 슬러리(1)의 입자와 충돌되도록 하기 위해서는, 회전하는 방향의 반대 방향을 향하거나 회전 동심원(원반형 회전판(21)인 경우 회전판(21)의 원주)의 접선(T) 방향과 나란하게 배치되는 경우, 슬러리(1)의 입자와 거의 충돌을 하지 않게 된다.2, in order that the exposed
이에 따라, 상기 고정지그(26)는 시험편(2)의 노출면(2a)이 회전하는 방향의 반대 방향을 향하지 않도록, 아울러 회전 동심원의 접선(T) 방향과 나란하게 배치되지 않도록 시험편(2)을 고정시킬 수 있다.The
나아가, 상기 고정지그(26)는 시험편(2)의 일면이 회전 동심원의 접선(T) 방향을 기준으로 회전방향으로 원하는 시험조건에 맞는 설정 각을 이룰 수 있도록 할 수 있는데, 이와 같이 고정지그(26)는 시험편(2)에 대한 슬러리(1) 입자의 충돌각도를 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.Further, the
이를 위해, 상기 고정지그(26)는 비록 구체적으로 도시되지는 않았지만 회전판(21)의 하면에 장착되는 고정몸체(26a)와, 상기 고정몸체(26a)의 하부에 회전가능하게 체결되며 하부에 시험편(2)이 고정되는 회전몸체(26b)를 구비할 수 있다. 이때, 고정몸체(26a)에 대한 회전몸체(26b)의 체결구조는 본 발명에 의해 한정되지 않으며 종래의 어떠한 회전체결구조도 활용될 수 있음은 물론이다.The
즉, 고정몸체(26a)와 회전몸체(26b)의 체결구조에 있어서, 회전몸체(26b)가 고정몸체(26a)에 대해 체결되되 회전가능하며 일정 각도로 회전한 후 위치고정되도록 구성되면 될 뿐 본 발명에 의해 한정되지 않는다.
That is, in the fastening structure of the fixed
한편, 상기 구동부는 상술된 고정지그(26)에 체결되면서 시험편(2)을 홀딩하는 고정홀더(27)를 더 구비할 수 있다.Meanwhile, the driving unit may further include a fixing
상기 고정홀더(27)는 시험편(2)을 홀딩하되 시험편(2)의 테두리를 감싸도록 구성됨으로써, 시험편(2)의 부식마모에 있어서 시험편(2)의 모서리부와 꼭지점부에 편중되게 발생되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.The fixing
시험편(2)은 챔버(10) 내 슬러리(1)에 잠긴 상태로 회전판(21)에 의해 회전하면서 슬러리(1)의 입자와 충돌을 하게 되는데, 이와 같은 충돌과정에서 유동되는 슬러리(1)의 입자가 상대적으로 시험편(2)의 테두리 부위에서 빠른 유속을 가지기 때문에 시험편(2)의 테두리에 부식마모가 집중적으로 발생하게 된다.The
이와 같이 시험편(2)의 테두리에 대한 부식마모의 집중현상을 발생하는 것을 방지하기 위해, 상기 고정홀더(27)는 시험편(2)의 테두리를 감싸는 구조로 형성될 수 있으며, 나아가 시험에서 부식마모의 정도를 보다 용이하게 파악하기 위해 시험편(2)에서 테두리면이 아닌 양면 중에서 일면만이 슬러리(1)에 노출될 수 있도록 시험편(2)의 타면에 밀착되면서 감싸는 구조를 취할 수 있다.In order to prevent concentration of corrosion wear on the rim of the
이러한 고정홀더(27)는 일례로서 도 3에 도시된 바와 같이 시험편(2)이 인입되는 체결홈(27a)이 형성되고, 상기 시험편(2)을 압박고정하는 고정볼트(27b)를 구비할 수 있다. The fixing
이때, 상기 체결홈(27a)은 시험편(2)이 체결홈(27a)에 인입 안착시 체결홈(27a)으로부터 미돌출되는 깊이(27c)를 가진다. 즉, 유동되는 슬러리(1)의 입자가 시험편(2)의 테두리 부위에서 상대적으로 빠른 유속을 가지지 않도록 하기 위함이다.At this time, the
아울러, 상기 체결홈(27a)은 사용될 수 있는 여러 크기의 시험편(2)에 대응되면서 시험편(2)의 인입이 원활할 수 있도록 시험편(2)보다 더 큰 크기를 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 체결홈(27a)에 인입된 시험편(2)의 위치고정은 고정볼트(27b)와 같은 압박부재 또는 걸림부재에 의해 이루어질 수 있다.It is preferable that the
나아가, 상기 고정홀더(27)는 시험편(2)의 테두리에 대한 부식마모 집중현상을 차단하는 구조로서 시험편(2)의 테두리를 감싸는 구조라면, 본 발명에 의해 한정되지 않고 어떠한 구조도 활용될 수 있음은 물론이다.Further, the fixing
참고로, 시험편(2)의 부식마모 시험에 있어서 고정홀더(27)를 사용하지 않는 경우와 사용하는 경우의 시험편(2) 무게감량을 아래 [표 1]과 같이 비교하면, 그 산포가 표준편차에 의하면 10배 정도 차이가 난다.For reference, when the weight loss of the
무게감량(g)
Weight loss (g)
표준편차
Standard Deviation
고정홀더(27)를 사용하지 않는 경우
When the fixed
0.025
0.025
0.037
0.037
0.019
0.019
0.025
0.025
0.024
0.024
고정홀더(27)를 사용하는 경우
When the fixed
0.022
0.022
0.023
0.023
0.023
0.023
0.024
0.024
0.022
0.022
한편, 본 발명은 시험편(2)의 부식마모 시험조건에서 챔버(10) 내의 슬러리(1)가 설정된 온도 및 산소농도가 되도록 제어하는 온도제어부와 가스제어부를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the present invention may further include a temperature controller and a gas controller for controlling the
구체적으로, 상기 온도제어부는 챔버(10)에 장착되어 슬러리(1)의 온도를 측정하는 온도센서(31), 챔버(10)에 내장된 히팅코일(32)과 수냉재킷(33), 및 상기 온도센서(31), 히팅코일(32), 수냉재킷(33)과 각각 전기적으로 연계되어 챔버(10) 내 슬러리(1)의 온도를 제어하는 온도컨트롤러(TC)를 구비할 수 있다.Specifically, the temperature control unit includes a
이때, 상기 히팅코일(32)과 수냉재킷(33)은 챔버(10)의 측벽 내에서 감겨지는 구조로 배치될 수 있으며, 상기 온도컨트롤러(TC)는 슬러리(1)와 시험편(2)의 마찰열에 의해 올라가는 챔버(10) 내의 온도를 설정된 시험온도로 유지하지 위한 경우 등에서 온도제어기능을 수행할 수 있는데, 온도센서(31)로부터 챔버(10) 내의 온도를 수신하여 히팅코일(32) 또는 수냉재킷(33)을 작동시킬 수 있다.
At this time, the heating coil (32) and the water-cooling jacket (33) can be arranged to be wound in the side wall of the chamber (10) A temperature control function can be performed in the case of maintaining the temperature in the chamber 10 raised by the
또한, 상기 가스제어부는 챔버(10)에 장착되어 슬러리(1)의 산소농도를 측정하는 산소농도센서(41), 공급되는 산소와 질소의 유량을 조절하는 유량조절기(42), 상기 산소농도센서(41), 유량조절기(42)와 각각 전기적으로 연계된 가스컨트롤러(GC)를 구비할 수 있다.The gas control unit includes an oxygen concentration sensor 41 mounted in the chamber 10 for measuring the oxygen concentration of the
여기에서, 상기 유량조절기(42)는 산소공급라인(43)과 질소공급라인(44)이 각각 연결되면서 상기 챔버(10) 내로 연장된 이송라인(45)에 장착되어, 산소공급라인(43)과 질소공급라인(44) 각각을 통해 공급되는 산소와 질소의 유량을 조절하는 역할을 수행한다.The
그리고, 상기 가스컨트롤러(GC)는 산소농도센서(41), 유량조절기(42)와 각각 전기적으로 연계되어, 산소농도센서(41)로부터 센싱된 산소농도 측정치를 바탕으로 유량조절기(42)를 조절함으로써 챔버(10) 내 슬러리(1)의 가스농도를 제어할 수 있다.The gas controller GC is electrically connected to the oxygen concentration sensor 41 and the
이때, 산소는 시험편(2)을 부식시키는 주요 요인이며, 질소 대신에 다른 불활성가스가 활용될 수도 있다.At this time, oxygen is a main factor for corroding the test piece (2), and another inert gas may be utilized instead of nitrogen.
참고로 도 1에서의 도면부호 46은 이송라인(45)과 연결된 가스주입구이고, 도면부호 47은 가스배기구이다.
나아가, 본 발명은 구동부의 회전에 의해 슬러리(1)가 회전유동되는 것을 차단하도록, 챔버(10) 내의 측면과 하면에 각각 형성된 측부배플(51)과 하부배플(52)을 더 포함할 수 있다.Further, the present invention may further include side baffles 51 and a
상기 측부배플(51)과 하부배플(52)은 챔버(10)의 측면과 하면 각각에서 챔버(10)의 중심부를 향하도록 일정 정도 돌출되는 구조를 취하는데, 상술된 구동부의 회전구동에 의해 회전유동하려는 슬러리(1)가 측부배플(51)과 하부배플(52)에 의해 차단될 수 있다.
The
상기와 같이 구성되는 본 발명은, 시험편(2)을 챔버(10) 내 슬러리(1)에서 회전시켜 슬러리(1)와 마찰시키되, 시험편(2)의 일면이 회전 동심원의 접선(T) 방향을 기준으로 회전방향으로 원하는 시험조건에 맞는 설정 각을 이룰 수 있음으로써 슬러리(1) 입자와의 충돌각도 조절이 가능하며, 또한 고정홀더(27)가 시험편(2)을 홀딩하되 시험편(2)의 테두리를 감싸도록 구성됨으로써, 시험편(2)의 테두리에 부식마모가 편중되게 발생되는 것을 방지할 수 있다.The
나아가, 본 발명은 온도제어부와 가스제어부에 의해 시험편(2)의 부식마모 시험조건에서 챔버(10) 내의 슬러리(1)가 설정된 온도 및 산소농도가 되도록 제어할 수 있다.Further, the present invention can control the slurry (1) in the chamber (10) to have the set temperature and oxygen concentration under the corrosion wear test condition of the test piece (2) by the temperature control section and the gas control section.
이에 따라, 유체에 마모재가 혼합된 슬러리 환경에서 재료의 부식과 마모특성을 시험적으로 정확하면서도 용이하게 측정할 수 있다.
This makes it possible to accurately and easily measure the corrosion and wear characteristics of the material in a slurry environment in which the wear material is mixed with the fluid.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.
1 : 슬러지 2 : 시험편
2a : 노출면 10 : 챔버
11 : 커버 21 : 회전판
22 : 동력전달축 23 : 구동모터
24 : 착탈부 MC : 모터컨트롤러
26 : 고정지그 26a : 고정몸체
26b : 회전몸체 27 : 고정홀더
27a : 체결홈 27b : 고정볼트
27c : 깊이 T : 접선
31 : 온도센서 32 : 히팅코일
33 : 수냉재킷 TC : 온도컨트롤러
41 : 산소농도센서 42 : 유량조절기
43 : 산소공급라인 44 : 질소공급라인
45 : 이송라인 46 : 가스주입구
47 : 가스배기구 GC : 가스컨트롤러
51 : 측부배플 52 : 하부배플1: Sludge 2: Test piece
2a: exposed surface 10: chamber
11: cover 21: spindle
22: Power transmission shaft 23: Driving motor
24: detachable part MC: motor controller
26: Fixing
26b: rotating body 27: fixed holder
27a: fastening
27c: Depth T: Tangent
31: temperature sensor 32: heating coil
33: Water-cooled jacket TC: Temperature controller
41: oxygen concentration sensor 42: flow rate regulator
43: oxygen supply line 44: nitrogen supply line
45: transfer line 46: gas inlet
47: Gas exhaust GC: Gas controller
51: Side baffle 52: Lower baffle
Claims (9)
상기 구동부는, 상기 시험편(2)이 장착되는 회전판(21); 상기 회전판(21)으로부터 상방 연장된 동력전달축(22)과 연결되어 상기 회전판(21)을 회전시키는 구동모터(23); 및 상기 시험편(2)을 고정하면서 상기 회전판(21)에 설치되며, 상기 회전판(21)의 회전 시 상기 시험편(2) 일면에 대한 슬러리(1) 입자의 충돌각도가 조절되도록 상기 회전판(21)에 대한 설치각도가 조절되는 고정지그(26);를 구비하며, 상기 고정지그(26)는, 상기 회전판(21)에 설치된 고정몸체(26a); 및 상기 시험편(2)이 고정되며, 상기 고정몸체(26a)에 체결되되 회전가능하면서 회전 후 위치고정되는 회전몸체(26b);를 구비하며,
상기 구동부는, 상기 시험편(2)의 테두리를 감싸면서 상기 시험편(2)을 홀딩하도록 상기 시험편(2)이 인입되는 체결홈(27a)이 형성되고, 상기 시험편(2)을 압박고정하는 고정볼트(27b)를 구비하며, 상기 고정지그(26)에 체결되는 고정홀더(27);를 더 구비하며,
상기 체결홈(27a)의 깊이(27c)는, 상기 시험편(2)이 상기 체결홈(27a)에 인입 안착시 상기 체결홈(27a)의 외측으로 미돌출되도록 형성되며,
상기 구동부의 회전에 의해 상기 슬러리(1)가 회전유동되는 것을 차단하도록, 상기 챔버(10) 내의 측면과 하면에 각각 형성된 측부배플(51)과 하부배플(52);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 부식마모 시험장치.
A chamber 10 in which the slurry 1 is received; The test piece 2 is rotated in the slurry 1 in the chamber 10 to rub against the slurry 1 so as to measure the corrosion wear of the test piece 2 by the slurry 1, And a driving unit capable of adjusting a collision angle,
The driving unit includes: a rotating plate (21) on which the test piece (2) is mounted; A driving motor 23 connected to the power transmitting shaft 22 extending upward from the rotating plate 21 to rotate the rotating plate 21; And the rotating plate 21 is installed on the rotating plate 21 while the test piece 2 is fixed and the rotation angle of the rotating plate 21 is adjusted so that the angle of collision of the particles of the slurry 1 on one surface of the test piece 2, The fixing jig 26 includes a fixed body 26a provided on the rotary plate 21, And a rotating body 26b to which the test piece 2 is fixed and which is fixed to the fixed body 26a and is rotatable and fixed after being rotated,
The driving unit includes a fastening groove 27a through which the test piece 2 is inserted to hold the test piece 2 while enclosing the rim of the test piece 2, (27b), and a fixing holder (27) fastened to the fixing jig (26)
The depth 27c of the coupling groove 27a is formed such that the test piece 2 is not projected outward from the coupling groove 27a when the test piece 2 is inserted into the coupling groove 27a,
And a side baffle (51) and a lower baffle (52) respectively formed on a side surface and a bottom surface of the chamber (10) so as to block the rotation of the slurry (1) Slurry corrosion wear test equipment.
상기 구동부는,
상기 구동모터(23)의 회전속도를 감지 및 제어하는 모터컨트롤러(MC);
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 슬러리 부식마모 시험장치.
The method according to claim 1,
The driving unit includes:
A motor controller (MC) for sensing and controlling the rotational speed of the drive motor (23);
Wherein the slurry corrosion wear test apparatus further comprises:
상기 챔버(10)에 장착되어 상기 슬러리(1)의 온도를 측정하는 온도센서(31);
상기 챔버(10)에 내장된 히팅코일(32)과 수냉재킷(33); 및
상기 온도센서(31), 히팅코일(32), 수냉재킷(33)과 각각 전기적으로 연계되어, 상기 챔버(10) 내 슬러리(1)의 온도를 제어하는 온도컨트롤러(TC);
를 구비하는 온도제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 부식마모 시험장치.
The method according to claim 1,
A temperature sensor (31) mounted on the chamber (10) and measuring the temperature of the slurry (1);
A heating coil 32 and a water-cooling jacket 33 built in the chamber 10; And
A temperature controller (TC) electrically connected to the temperature sensor (31), the heating coil (32), and the water cooling jacket (33) to control the temperature of the slurry (1) in the chamber (10);
The slurry corrosion wear test apparatus according to claim 1,
상기 챔버(10)에 장착되어 상기 슬러리(1)의 산소농도를 측정하는 산소농도센서(41);
산소공급라인(43)과 질소공급라인(44)이 각각 연결되면서 상기 챔버(10) 내로 연장된 이송라인(45)에 장착되어, 공급되는 산소와 질소의 유량을 조절하는 유량조절기(42); 및
상기 산소농도센서(41), 유량조절기(42)와 각각 전기적으로 연계되어, 상기 챔버(10) 내 슬러리(1)의 가스농도를 제어하는 가스컨트롤러(GC);
를 구비하는 가스제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 부식마모 시험장치.
The method according to claim 1,
An oxygen concentration sensor (41) mounted on the chamber (10) for measuring the oxygen concentration of the slurry (1);
A flow controller 42 for controlling the flow rate of oxygen and nitrogen supplied to the transfer line 45 extending into the chamber 10 while the oxygen supply line 43 and the nitrogen supply line 44 are connected to each other; And
A gas controller GC electrically connected to the oxygen concentration sensor 41 and the flow rate controller 42 to control the gas concentration of the slurry 1 in the chamber 10;
And a gas control unit including the gas control unit.
상기 챔버(10) 내로 외부 공기 및 수분의 유입을 차단하도록, 상기 챔버(10) 상부에 장착된 커버(11);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 부식마모 시험장치.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
A cover (11) mounted on the chamber (10) to block the entry of outside air and moisture into the chamber (10);
Further comprising a slurry corrosion wear tester.
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