專利名稱：一種模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及沖刷腐蝕裝置領(lǐng)域，具體地說是一種模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋 轉(zhuǎn)式實驗裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，沖刷腐蝕多使用旋轉(zhuǎn)式、管流式、噴射式實驗裝置，其中旋轉(zhuǎn)式裝 置基于在樣品架上轉(zhuǎn)動的樣品與靜止的液體產(chǎn)生切向力，使液固雙相產(chǎn)生磨損和腐蝕或者 相反，但是旋轉(zhuǎn)式采用的試樣大多為餅狀或者圓筒狀，二者均不能很好地模擬流體沿管道 內(nèi)壁的軸向的沖刷腐蝕行為；而管流式裝置基于液體流動/管路靜止式結(jié)構(gòu)，能夠較好地 模擬流體沿管道內(nèi)壁的軸向的沖刷腐蝕行為，但是傳統(tǒng)的管流式裝置體積龐大，建造運行 成本高，系統(tǒng)不穩(wěn)定，實驗周期長；噴射式實驗裝置基于循環(huán)泵和噴嘴產(chǎn)生高速流動介質(zhì)對 試樣進行沖擊的結(jié)構(gòu)，可以精確控制沖擊液流的流速、可以改變沖刷的攻角，但是不能很好 地模擬實際工況條件，沖刷強度比實際情況大，與泵、管道的實際沖刷腐蝕條件有一定的差 距。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，解決現(xiàn) 有旋轉(zhuǎn)式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置不能很好模擬管道內(nèi)壁的沖刷腐蝕，而管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝 置建造成本高的問題。本實用新型的技術(shù)方案是一種模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，該裝置設(shè)有轉(zhuǎn)動軸、料漿罐、試樣 夾具、環(huán)形試樣，在轉(zhuǎn)動軸上部設(shè)有碳刷，碳刷與電化學(xué)測試設(shè)備連接，轉(zhuǎn)動軸與裝有變頻 器的電機輸出端相連，轉(zhuǎn)動軸的下部伸至料漿罐中料漿上方，轉(zhuǎn)動軸和試樣夾具之間通過 轉(zhuǎn)接頭連接，環(huán)形試樣安裝于試樣夾具上。所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，在轉(zhuǎn)接頭內(nèi)部設(shè)有銅螺母與轉(zhuǎn) 動軸端部連接。所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，轉(zhuǎn)接頭的兩側(cè)分別連接試樣夾 具，試樣通過試樣夾具上通孔內(nèi)設(shè)置的銅球、彈簧與不銹鋼棒的一端連接，進行電化學(xué)信號 的輸出，不銹鋼棒的另一端伸至轉(zhuǎn)接頭中。所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，轉(zhuǎn)接頭下部接有攪拌葉輪。所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，料漿罐頂部連接料漿罐上蓋， 料漿罐上蓋上分別插設(shè)轉(zhuǎn)動軸、輔助電極和鹽橋；輔助電極插于料漿罐的料漿中，甘汞電極 通過鹽橋連至料漿罐的料漿，鹽橋的一端伸至料漿罐的料漿中，甘汞電極插于鹽橋的另一端。所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，在輔助電極和鹽橋外側(cè)的料漿 罐內(nèi)壁處設(shè)有擋板。[0011]所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，在轉(zhuǎn)動軸下部設(shè)有防濺板。 所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，轉(zhuǎn)動軸外部設(shè)有聚四氟乙烯套。所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，料漿罐內(nèi)配備加熱器和控溫裝置。所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，試樣夾具采用圓環(huán)管道結(jié)構(gòu)。本實用新型具有如下優(yōu)點1.本實用新型選用了裝有變頻器的電機，采用裝有變頻器的電機驅(qū)動的轉(zhuǎn)動軸作 為動力，通過變頻器來控制流速。2.本實用新型樣品采用環(huán)形試樣，區(qū)別于傳統(tǒng)的餅狀試樣，能夠更好地模擬實際 管流條件下的沖刷腐蝕行為。3.本實用新型融合現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式和管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置的優(yōu)點，實現(xiàn)在旋轉(zhuǎn) 條件下研究管道內(nèi)壁軸向沖刷腐蝕行為。4.本實用新型采用模塊化設(shè)計，裝置的每一部分均可以方便地拆卸、組合以及再 改造。5.本實用新型可以根據(jù)不同的管徑設(shè)計不同尺寸的試樣夾具，實現(xiàn)不同管徑及壁 厚試樣的沖刷腐蝕研究。總之，本實用新型采用新設(shè)計的實樣夾持方式，集中了現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式和管流式?jīng)_ 刷腐蝕實驗裝置的優(yōu)點，實現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)條件下研究管道內(nèi)壁軸向沖刷腐蝕行為，可以控制流 速、介質(zhì)成分、溫度、含沙量、一定飽和氣體等條件，能夠同時實現(xiàn)實時電化學(xué)參數(shù)測量和失
重測量。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.轉(zhuǎn)動軸；2.聚四氟乙烯套；3.料漿罐上蓋；4.防濺板；5.轉(zhuǎn)接頭；6.輔助 電極(對電極)；7.料漿罐；8.試樣夾具(試樣盤)；9.擋板；10.碳刷；11.甘汞電極(參 比電極)；12.鹽橋；13.銅螺母；14.攪拌葉輪；15.試樣；16.彈簧；17.銅球；18.加熱器； 19.熱電偶；20不銹鋼棒。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，具有電機、料 漿罐、電化學(xué)測試設(shè)備，采用裝有變頻器的電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸1作為動力，進一步帶動試樣夾 具8和環(huán)形試樣15在料漿罐的料漿中旋轉(zhuǎn)，通過電化學(xué)測試系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)測試。該裝置主 要包括轉(zhuǎn)動軸1、聚四氟乙烯套2、料漿罐上蓋3、防濺板4、轉(zhuǎn)接頭5、輔助電極6、料漿罐7、 試樣夾具8、擋板9、碳刷10、甘汞電極11、鹽橋12、銅螺母13、攪拌葉輪14、環(huán)形試樣15、彈 簧16、銅球17、加熱器18、熱電偶19、不銹鋼棒20等，具體結(jié)構(gòu)如下料漿罐7頂部通過螺栓連接料漿罐上蓋3，料漿罐上蓋3上分別插設(shè)轉(zhuǎn)動軸1、輔 助電極6和鹽橋12 ；輔助電極6插于料漿罐7的料漿中，甘汞電極11通過鹽橋12連至料 漿罐7的料漿，鹽橋12的一端伸至料漿罐7的料漿中，甘汞電極11插于鹽橋12的另一端。[0026]在輔助電極6和鹽橋12外側(cè)的料漿罐7內(nèi)壁處設(shè)有擋板9，其作用是減緩介質(zhì)隨 試樣旋轉(zhuǎn)的速度，提高試樣與介質(zhì)的相對流速。在轉(zhuǎn)動軸1上部設(shè)有碳刷10，碳刷10與電化學(xué)測試設(shè)備連接，轉(zhuǎn)動軸1與裝有變 頻器的電機輸出端相連。轉(zhuǎn)動軸1的下部伸至料漿罐7中料漿上方，在轉(zhuǎn)動軸1下部設(shè)有 防濺板4，轉(zhuǎn)動軸1外部設(shè)有聚四氟乙烯套2，其作用是使金屬轉(zhuǎn)動軸不直接接觸介質(zhì)。轉(zhuǎn)動軸1和試樣夾具8 (試樣盤)之間通過轉(zhuǎn)接頭5連接，轉(zhuǎn)接頭的傾斜角度可以 根據(jù)實際需要進行改變，在轉(zhuǎn)接頭5內(nèi)部設(shè)有銅螺母13與轉(zhuǎn)動軸1端部連接，轉(zhuǎn)接頭5下 部接有攪拌葉輪14。轉(zhuǎn)接頭5的兩側(cè)分別連接試樣夾具8，環(huán)形試樣15安裝于試樣夾具8 上，試樣15通過試樣夾具8上通孔內(nèi)設(shè)置的銅球17、彈簧16與不銹鋼棒20的一端連接，進 行電化學(xué)信號的輸出，不銹鋼棒20的另一端伸至轉(zhuǎn)接頭5中。另外，料漿罐7內(nèi)配備加熱器18和控溫裝置(熱電偶19)。 本實用新型中，試樣夾具8采用圓環(huán)管道結(jié)構(gòu)，圓環(huán)管道的夾持方式采用全新設(shè) 計的夾具，夾具大小可以根據(jù)實際需要進行改變。工作時，在轉(zhuǎn)動軸1的驅(qū)動下，通過轉(zhuǎn)接頭5帶動試樣夾具8、環(huán)形試樣15和攪拌 葉輪14旋轉(zhuǎn)。不銹鋼棒20將電信號傳遞至轉(zhuǎn)動軸1的碳刷10，進一步通過電化學(xué)測試設(shè) 備進行實時電化學(xué)參數(shù)測量和失重測量，實現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)條件下研究管道內(nèi)壁軸向沖刷腐蝕行 為，可以控制流速、介質(zhì)成分、溫度、含沙量、一定飽和氣體等條件。
權(quán)利要求1.一種模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，其特征在于該裝置設(shè)有轉(zhuǎn)動軸、 料漿罐、試樣夾具、環(huán)形試樣，在轉(zhuǎn)動軸上部設(shè)有碳刷，碳刷與電化學(xué)測試設(shè)備連接，轉(zhuǎn)動軸 與裝有變頻器的電機輸出端相連，轉(zhuǎn)動軸的下部伸至料漿罐中料漿上方，轉(zhuǎn)動軸和試樣夾 具之間通過轉(zhuǎn)接頭連接，環(huán)形試樣安裝于試樣夾具上。
2.按照權(quán)利要求1所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，其特征在于在 轉(zhuǎn)接頭內(nèi)部設(shè)有銅螺母與轉(zhuǎn)動軸端部連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，其特征在于轉(zhuǎn) 接頭的兩側(cè)分別連接試樣夾具，試樣通過試樣夾具上通孔內(nèi)設(shè)置的銅球、彈簧與不銹鋼棒 的一端連接，進行電化學(xué)信號的輸出，不銹鋼棒的另一端伸至轉(zhuǎn)接頭中。
4.按照權(quán)利要求1所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，其特征在于轉(zhuǎn) 接頭下部接有攪拌葉輪。
5.按照權(quán)利要求1所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，其特征在于料 漿罐頂部連接料漿罐上蓋，料漿罐上蓋上分別插設(shè)轉(zhuǎn)動軸、輔助電極和鹽橋；輔助電極插于 料漿罐的料漿中，甘汞電極通過鹽橋連至料漿罐的料漿，鹽橋的一端伸至料漿罐的料漿中， 甘汞電極插于鹽橋的另一端。
6.按照權(quán)利要求5所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，其特征在于在 輔助電極和鹽橋外側(cè)的料漿罐內(nèi)壁處設(shè)有擋板。
7.按照權(quán)利要求1所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，其特征在于在 轉(zhuǎn)動軸下部設(shè)有防濺板。
8.按照權(quán)利要求1所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，其特征在于轉(zhuǎn) 動軸外部設(shè)有聚四氟乙烯套。
9.按照權(quán)利要求1所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，其特征在于料 漿罐內(nèi)配備加熱器和控溫裝置。
10.按照權(quán)利要求1所述的模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，其特征在于試 樣夾具采用圓環(huán)管道結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及沖刷腐蝕裝置領(lǐng)域，具體地說是一種模擬管道內(nèi)壁沖刷腐蝕的旋轉(zhuǎn)式實驗裝置，解決現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置不能很好模擬管道內(nèi)壁的沖刷腐蝕，而管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置建造成本高的缺點。該裝置設(shè)有轉(zhuǎn)動軸、料漿罐、試樣夾具、環(huán)形試樣，在轉(zhuǎn)動軸上部設(shè)有碳刷，碳刷與電化學(xué)測試設(shè)備連接，轉(zhuǎn)動軸與裝有變頻器的電機輸出端相連，轉(zhuǎn)動軸的下部伸至料漿罐中料漿上方，轉(zhuǎn)動軸和試樣夾具之間通過轉(zhuǎn)接頭連接，環(huán)形試樣安裝于試樣夾具上。本實用新型集中現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式和管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置的優(yōu)點，實現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)條件下研究管道內(nèi)壁軸向沖刷腐蝕行為。可以控制流速、介質(zhì)成分和溫度，能夠同時實現(xiàn)實時電化學(xué)參數(shù)測量和失重測量。
文檔編號G01N17/02GK201917511SQ20102067830
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者劉春波, 姜勝利, 胡懷志, 蔣斌, 鄭玉貴 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所