一种测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置制造方法
【专利摘要】一种测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置，包括：一个冲刷箱，带有上入液口及下排液口，顶部开有供转动杆穿过的槽孔；一组用于安装一组固定盘的支架；一个电机及由其控制转速的转动杆，该转动杆伸入到冲刷箱内，且位于冲刷箱的正中心轴线上；在所述转动杆上套有一组试样转盘，各试样转盘至少具有下列结构中的一种：1）试样转盘的外缘上沿圆周方向均匀切有一组可容置扁形试样的卧槽，所述的扁形试样为板材、片状或波纹状试样；2）在各试样转盘的边端上，沿圆周方向均布设容置管状试样的区域或装置；在冲刷箱内设有一组立式挡液板，该组立式挡液板沿冲刷箱的围壁设置一圈。其能提供比较高的流速条件，并可同时进行不同流速下的冲刷腐蚀测试。
【专利说明】—种测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于材料腐蚀性能测试【技术领域】，尤其涉及一种测试材料耐冲刷腐蚀性能的试验装置。
【背景技术】
[0002]在石油、化工、矿山等行业中，材料的耐冲刷腐蚀性能直接决定设备的使用寿命，如电厂冷凝器中铜合金管材，如果正常可以达到数十年的寿命，但实际使用过程中，常常出现短期服役就失效的现象，甚至是出现自来液中的紫铜冷凝管数月就穿孔的现象。究其原因，主要在于材料自身的材质问题，比如材料的微观组织、材料的微观应力、材料的表面状态等等，但这些问题常常在材料正常服役前期的常规检测(如金相检测、应力检测)中难以发现。因而耐冲刷性能的初步评估对用于流动介质中的材料非常重要而且必要，特别是接触高流速的液体介质的材料，比如用于冷凝管、换热器等材料。
[0003]冲刷腐蚀的影响因素众多，归纳起来主要有材料自身因素、溶液的化学性质、颗粒的撞击和流体流动行为等方面。其中，腐蚀和冲刷的交互作用研究一直受到高度重视，腐蚀和冲刷这两种作用之间存在明显的协同加强作用。冲刷腐蚀研究表明:冲刷腐蚀过程与流体力学密切相关，冲刷一般加速金属的腐蚀过程。
[0004]实现冲刷腐蚀的方法主要有两种。一种是液体介质流动,试样件固定,这一般通过管路试验方法实现，但这种方法很难实现高流速的实验条件；另一种是通过介质不动，试验件动，这种方式的代表就是转盘式冲刷，即将试样件固定在旋转转盘上，旋转转盘在液体介质中转动，而介质不动，就形成一个相对流动的试验状态，这种方法比较容易实现高流速，但是由于转盘旋转，容易出现介质随转盘而动，导致试件于介质之间的相对流动速度的减少。故亟待有更好的装置和方法。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置，该装置能提供比较高的流速条件，并可同时进行不同流速下的冲刷腐蚀测试。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案:
[0007]一种测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置，其包括有:
[0008]一个冲刷箱，至少带有一组上入液口及一组下排液口，顶部为全开放口或在中心区域开有供转动杆穿过的槽孔；
[0009]一组支架，用于固定安装一组固定盘，该组固定盘中至少包括一个位于冲刷箱上方的电机固定盘；
[0010]—个电机,置于电机固定盘上；
[0011]一个由电机控制转速的转动杆，该转动杆由上至下伸入到冲刷箱内，且位于冲刷箱的正中心轴线上；
[0012]在所述转动杆上套有一组试样转盘，所述一组试样转盘的数量为一个以上；[0013]各试样转盘至少具有下列结构中的一种:1)试样转盘的外缘上沿圆周方向均匀切有一组可容置扁形试样的卧槽，所述的扁形试样为板材、片状或波纹状试样；2)在各试样转盘的边端上，沿圆周方向均布设容置管状试样的区域或装置；
[0014]在冲刷箱内设有一组立式挡液板，该组立式挡液板沿冲刷箱的围壁设置一圈。
[0015]所述测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置中，当一组试样转盘的数量为两个以上时，各试样转盘互为不同直径的盘，且由上至下按由大到小直径依次间隔排列；所述的立式挡液板为阶梯状，阶梯的级数与试样转盘的数量一致，每级阶梯对应一个试样转盘，且每级阶梯纵沿儿与相对应的试样转盘外沿儿的间距均相等。所述每级阶梯纵沿儿与相对应的试样转盘外沿儿的间距为5-20mm。
[0016]所述测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置中，在各试样转盘外缘上切有的卧槽的底边与试样转盘圆周切线平行，且卧槽的最大深度为0-5mm。
[0017]所述测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置中，在冲刷箱外侧建一缓冲液槽，由该缓冲液槽上出液口引出一上液管路通至冲刷箱的上入液口，由冲刷箱的下排液口引出一回液管路通至缓冲液槽的回液口，在上、回液管路中均安设循环水泵，且上液管路的入液管口设在缓冲液槽内的下半部区域，回液管路的出液管口设在缓冲液槽内的上半部区域。
[0018]所述测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置中，所述的冲刷箱为圆形、方形，或为五边以上的多边形；当冲刷箱为圆形或五边以上的多边形时，所述的一组立式挡液板均匀间隔设置；当冲刷箱为方形时，设置后的一组立式挡液板的内沿儿间隔均匀。
[0019]本实用新型的优点是:
[0020]1.本实用新型测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置通过在冲刷试验箱侧壁添加挡液板，并将试验件固定在转盘切线方向以保证相对流速，最大限度的保留了试件和介质间的相对流速，仿真模拟度高，有效的解决了管路式冲刷腐蚀装置及难以实现较高流速的问题；
[0021]2.一个转动杆上可以套有多个试样转盘，并通过电机的调速，可以实现高流速冲刷的腐蚀试验条件，并且可以同时进行不同流速的冲刷腐蚀试验，工作效率大大提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置结构示意图(主剖)。
[0023]图2为本实用新型装有试件的试样转盘结构示意图(俯视)。
[0024]图3为本实用新型冲刷箱结构一实施例截面示意图(方形冲刷箱)。
[0025]图4为本实用新型冲刷箱结构另一实施例截面示意图(圆形冲刷箱)。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，为本实用新型评价材料耐冲刷腐蚀性能试验装置一优选实施例，该装置主要是由电机1、电机固定盘2、支架3、转动杆4、试样转盘5、挡液板6、冲刷箱7、冲刷箱固定盘8 (亦可不用，直接将冲刷箱置于地面上)、缓冲液槽9、两个循环液泵10、11等组成。
[0027]本实用新型评价材料耐冲刷腐蚀性能试验装置的第一创新点在于:该装置可以通过安装多个不同直径的试验转盘，同时进行不同转速下的冲刷腐蚀试验。为此，本实用新型做了进一步的结构设计:
[0028]所述的冲刷箱7至少带有一组上入液口及一组下排液口(可以是一个口，或是多个口)，顶部为全开放口或在中心区域开有槽孔；利用一组支架3固定一个电机固定盘2和一个冲刷箱固定盘8 ;将电机I置于电机固定盘上，输出轴朝下且与转动杆4固定连接；该转动杆4由上至下伸入到冲刷箱内，且位于冲刷箱的正中心轴线上；在转动杆4上套有一个以上(一组)的试样转盘5。为实验方便，可以配备一个供液装置:包括一个缓冲水槽9，缓冲水槽9开有一个上出液口及一个回液口，由该缓冲液槽上出液口引出一上液管路12通至冲刷箱的上入液口，由冲刷箱的下排液口引出一回液管路13通至缓冲液槽的回液口，在上液、回液管路中均安设循环水泵10、11，且上液管路的入液管口 121设在缓冲液槽9内的下半部区域，回液管路的出液管口 13设在缓冲液槽内的上半部区域。
[0029]所述的冲刷箱7形状可以是方形(参见图3)或其他多边形，也可以是圆形(参见图
4),内壁纵向平均分布挡液板6 (共设一组)。挡液板6与试样转盘5外沿儿的间距LI范围是5-20mm，以保证挡液板与试样的间距L2保证在10_25mm，实现减少或阻碍液体介质随转盘的转动，得到介质与试样之间的相对运动和相对流速。
[0030]当转动杆4上同时套设两个以上的试样转盘5时，这些试样转盘5应选用不同直径的盘，且由上至下按由大到小直径依次间隔排列；此情形下，所述的立式挡液板6优选设计为阶梯状，阶梯的级数与试样转盘的数量一致，每级阶梯对应一个试样转盘5，且每级阶梯纵沿儿601与相对应的试样转盘5外沿儿的间距均相等。
[0031 ] 如图2所示，所述的试样转盘5至少具有下列结构中的一种:I)试样转盘5的外缘上沿圆周方向均匀切有一组可容置扁形试样的卧槽501，以在实验时，将扁形(如:板材、片状或波纹状)试样100以绝缘方式安装在该卧槽501的边壁上，使其位于试样转盘5外缘的圆周切线方向上，以保证扁形试样100的冲刷面与液体介质流动方向平行，该卧槽的最大深度为0-5mm。2)在各试样转盘的边端上，沿圆周方向均匀布设容置管状试样200的区域(在该区域上可以直接绑定管状试样)或沿圆周方向均匀布设容置管状试样200的装置(如用于容置并固定管状试样200的机构)。
[0032]本实用新型评价材料耐冲刷腐蚀性能试验装置的冲刷箱7、挡液板6、缓冲液槽9、循环液供给的管路(上液管路12和回液管路13)、转动杆4、试样转盘5和试样安装固定材料均为耐腐蚀的非金属材料。
[0033]下面结合附图及具体实施例对本实用新型的方法及装置做进一步详细说明。
[0034]实施例1
[0035]1、将电机1、电机固定盘2、支架3、转动杆4、试样转盘5、挡液板6、冲刷箱7、冲刷
箱固定盘8、缓冲液槽9、两个循环液泵10、11等按图1组装。其中转动杆、试样盘、试样冲刷箱、缓冲液槽、循环管路均由耐腐蚀聚四氟乙烯材料制成。
[0036]2、安装I个试验转盘，试验转盘的外缘直径是328.3mm，试件安装的圆周直径为318.3mm,试件的旋转周长为1000mm。
[0037]3、转盘上按图4所示，平均安装6个管样试验件200和6个片状试验件100，其中试验件长度均为60mm。
[0038]4、冲刷箱是圆形,液箱内径为500mm,内壁按圆周纵向平均分布12个挡液板6,挡液板宽度是171.7mm,以保证挡液板与转盘的间距为5mm，挡液板可以是矩形，或着是一阶梯式。
[0039]5、安装好转盘和试验件，准备好试验用液体介质，接通电源，调整电机转速为60r/min,以实现试件表面的介质流动速度为lm/s，按实验周期进行冲刷腐蚀试验，试验后测试失重，计算冲刷腐蚀速率。
[0040]实施例2
[0041]1、将电机1、电机固定盘2、支架3、转动杆4、试样转盘5、挡液板6、冲刷箱7、冲刷
箱固定盘8、缓冲液槽9、两个循环液泵10、11等按图1组装。其中转动杆、试样盘、试样冲刷箱、缓冲液槽、循环管路均有耐腐蚀ABS塑料制成。
[0042]2、同时安装3个试验转盘，试验转盘的外缘直径分别是392.0mm、328.3mm、264.6mm,试件安装的圆周直径分别为382.0mm、318.3mm、254.6mm,试件的旋转周长分别为1200mm、1000mm、800mmo
[0043]3、每个转盘上平均安装6个波纹板状试件。
[0044]4、其中试验液箱是正方形，内壁纵向平均分布16个挡液板，挡液板为三个阶梯，每个阶梯的挡液板与转盘的间距为10mm。
[0045]5、按图1安装好试样转盘和试验件，准备好试验的液体介质，接通电源，调整电机转速为600r/min,以实现由上至下的试样转盘上的试件表面介质流动速度为12m/s、10m/s、8m/s，按实验周期进行冲刷腐蚀试验，试验后测试失重,计算冲刷腐蚀速率。
[0046]实施例3
[0047]1、将电机1、电机固定盘2、支架3、转动杆4、试样转盘5、挡液板6、冲刷箱7、冲刷箱固定盘8、缓冲液槽9、两个循环液泵10、11等按图1组装。其中转动杆有聚四氟乙烯制成,试样盘、试样冲刷箱、缓冲液槽、循环管路均由有机玻璃制成。
[0048]2、同时安装2个试样转盘,试件安装的圆周周长分别为1000mm、500mm。
[0049]3、在2个试样转盘上平均安装6个板状试件。
[0050]4、其中冲刷箱7是正方形，内壁纵向平均分布12个挡液板，挡液板为二个阶梯，挡液板与转盘的间距为20mm。
[0051]5、安装好转盘和试验件，准备好试验的液体介质，接通电源，调整电机转速为1440r/min,以实现试件表面介质流动速度为24m/s、12m/s,按实验周期进行冲刷腐蚀试验，试验后测试失重，计算冲刷腐蚀速率。
[0052]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置，其特征在于包括有: 一个冲刷箱，至少带有一组上入液口及一组下排液口，顶部为全开放口或在中心区域开有供转动杆穿过的槽孔； 一组支架，用于固定安装一组固定盘，该组固定盘中至少包括一个位于冲刷箱上方的电机固定盘； 一个电机，置于电机固定盘上； 一个由电机控制转速的转动杆，该转动杆由上至下伸入到冲刷箱内，且位于冲刷箱的正中心轴线上； 在所述转动杆上套有一组试样转盘，所述一组试样转盘的数量为一个以上； 各试样转盘至少具有下列结构中的一种:1)试样转盘的外缘上沿圆周方向均匀切有一组可容置扁形试样的卧槽，所述的扁形试样为板材、片状或波纹状试样；2)在各试样转盘的边端上，沿圆周方向均布设容置管状试样的区域或装置； 在冲刷箱内设有一组立式挡液板，该组立式挡液板沿冲刷箱的围壁设置一圈。
2.如权利要求1所述的测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置，其特征在于:当一组试样转盘的数量为两个以上时，各试样转盘互为不同直径的盘，且由上至下按由大到小直径依次间隔排列；所述的立式挡液板为阶梯状，阶梯的级数与试样转盘的数量一致，每级阶梯对应一个试样转盘，且每级阶梯纵沿儿与相对应的试样转盘外沿儿的间距均相等。
3.如权利要求2所述的测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置，其特征在于:所述每级阶梯纵沿儿与相对应的试样转盘外沿儿的间距为5-20mm。
4.如权利要求3所述的测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置，其特征在于:在各试样转盘外缘上切有的卧槽的底边与试样转盘圆周切线平行，且卧槽的最大深度为0-5mm。
5.如权利要求1所述的测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置，其特征在于:在冲刷箱外侧建一缓冲液槽，由该缓冲液槽上出液口引出一上液管路通至冲刷箱的上入液口，由冲刷箱的下排液口引出一回液管路通至缓冲液槽的回液口，在上液、回液管路中均安设循环水泵，且上液管路的入液管口设在缓冲液槽内的下半部区域，回液管路的出液管口设在缓冲液槽内的上半部区域。
6.如权利要求1所述的测试材料耐冲刷腐蚀性能试验装置，其特征在于:所述的冲刷箱为圆形、方形，或为五边以上的多边形；当冲刷箱为圆形或五边以上的多边形时，所述的一组立式挡液板均匀间隔设置；当冲刷箱为方形时，设置后的一组立式挡液板的内沿儿间隔均匀。
【文档编号】G01N3/56GK203688381SQ201320890908
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】赵月红, 温军国 申请人:北京有色金属研究总院
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