本發(fā)明涉及沖刷腐蝕實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種管道沖刷腐蝕測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

沖刷腐蝕(Erosion-Corrosion)又稱為磨損腐蝕，是金屬表面與腐蝕流體之間由于高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的金屬損壞現(xiàn)象，是材料受沖刷切削和腐蝕交互作用的結(jié)果，是一種危害性較大的局部腐蝕，在石油、化工等生產(chǎn)領(lǐng)域廣泛存在。暴露在運(yùn)動(dòng)流體中的所有類型的設(shè)備如料漿輸送管道、泵的過流部件和閥門等，都會(huì)遭受到?jīng)_刷腐蝕的破壞，尤其是在含固相顆粒的雙相流中，破壞更為嚴(yán)重。因此沖刷腐蝕問題的研究，引起了人們的高度重視。

沖刷腐蝕是一個(gè)很復(fù)雜的過程，影響因素眾多，概括起來主要包括材料(冶金)、環(huán)境和流體力學(xué)三個(gè)方面。過去人們通過失重實(shí)驗(yàn)以及各種流動(dòng)條件下的電化學(xué)測(cè)量技術(shù)，對(duì)前兩方面因素的影響做了較為深入的研究，并進(jìn)而開展了沖刷和腐蝕交互作用的研究，以期揭示沖刷腐蝕的本質(zhì)。但是由于受到條件的限制，研究過程中無法很好的控制環(huán)境因素(溫度，含氧量等)和流體流態(tài)等問題，導(dǎo)致結(jié)果無法滿足研究人員所預(yù)期的要求，使得對(duì)流體力學(xué)方面的研究進(jìn)展緩慢。因此迫切需要人們對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，以期望能夠解決管道的沖刷腐蝕問題。

沖刷腐蝕的研究設(shè)備多種多樣，所得沖刷腐蝕數(shù)據(jù)隨實(shí)驗(yàn)方法的不同而有一定的差異.目前常用的沖刷腐蝕的研究設(shè)備主要包括旋轉(zhuǎn)式、管流式和噴射式三類。旋轉(zhuǎn)式實(shí)驗(yàn)裝置的缺點(diǎn)主要是試樣與液固雙相流間的相對(duì)流速一般較低,而且流速的精確值很難確定；固體顆粒懸浮程度不均勻甚至沉淀在裝置底部；攻角一般無法控制；較高流速下的動(dòng)態(tài)電化學(xué)測(cè)試也較難實(shí)現(xiàn)。噴射式實(shí)驗(yàn)裝置開發(fā)出了一些可以進(jìn)行電化學(xué)測(cè)量的裝置,但由于采用的動(dòng)力泵等的局限性,不適用于含固量大或固相顆粒較大的體系。管流實(shí)驗(yàn)由于實(shí)驗(yàn)條件容易控制，因此是模擬管道沖刷腐蝕的最好方法。實(shí)驗(yàn)過程中采用掛片或者貼片式樣品，測(cè)試滿足管道內(nèi)沖刷腐蝕的部分條件。實(shí)驗(yàn)過程中所用的流體與實(shí)際管道內(nèi)通過的流體一致或相似，通過此方法來研究流體沖刷對(duì)材料腐蝕的影響。此方法雖然能夠進(jìn)行沖刷實(shí)驗(yàn)，但是由于掛片或貼片樣品對(duì)流場(chǎng)的干擾，對(duì)研究人員進(jìn)行沖刷腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確的判斷產(chǎn)生干擾，阻礙了研究人員對(duì)沖刷腐蝕的研究進(jìn)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)驗(yàn)裝置不完善，實(shí)驗(yàn)過程中外部條件差異對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響比較大，導(dǎo)致無法很好地測(cè)試管道沖刷腐蝕技術(shù)問題。本發(fā)明提供一種可用于做沖刷腐蝕的樣品臺(tái)，樣品臺(tái)末端與管道內(nèi)壁有很好的平滑過渡，在實(shí)驗(yàn)過程中，不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)流動(dòng)產(chǎn)生額外的影響。

本發(fā)明提供一種可用于沖刷腐蝕實(shí)驗(yàn)測(cè)試的裝置，能把樣品直接置于管道內(nèi)部進(jìn)行沖刷腐蝕實(shí)驗(yàn)，通過一定的手段(如螺紋連接等)使樣品臺(tái)與管道固定，通過墊圈等方法使樣品臺(tái)與管道密封，同時(shí)樣品與管道內(nèi)壁平滑過渡，在實(shí)驗(yàn)過程中，不會(huì)因?yàn)闃悠返拇嬖谠黾訉?duì)管道內(nèi)流體的擾動(dòng)而對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生附加的影響。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所要采用的技術(shù)方案是：一種管道沖刷腐蝕測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，包括管道、加強(qiáng)圈、樣品臺(tái)、螺桿、螺母、橡膠墊圈、電化學(xué)測(cè)試平臺(tái)以及樣品。管道即為測(cè)試實(shí)驗(yàn)所用的管段，可以是彎管或直管。管道上開孔以便于安裝樣品臺(tái)，管道開孔為錐形孔，孔徑由管道內(nèi)壁向外壁方向逐漸增大，樣品臺(tái)末端形狀為與錐形孔形狀匹配的錐形臺(tái)，管道的開孔處(管道和樣品臺(tái)連接處)沿周向設(shè)有與管道一體連接的加強(qiáng)圈。管道與樣品臺(tái)通過螺紋連接，連接部分樣品臺(tái)形狀與管道的開孔緊密配合，由于加強(qiáng)圈的內(nèi)孔孔徑大于開孔的孔徑，因此加強(qiáng)圈的內(nèi)孔與開孔依次連接形成階梯孔，所述樣品臺(tái)為與所述階梯孔配合的圓柱形階梯軸，樣品臺(tái)與管道的階梯形配合處設(shè)有橡膠墊圈來進(jìn)行密封。樣品臺(tái)采用絕緣材質(zhì)。所述樣品臺(tái)末端設(shè)有腐蝕測(cè)試樣品安裝面，所述腐蝕測(cè)試樣品安裝面上設(shè)有腐蝕測(cè)試樣品安裝孔，所述樣品置于所述安裝孔內(nèi)，樣品臺(tái)內(nèi)部的安裝面與管道內(nèi)壁在一個(gè)曲面(或平面)上，避免管道內(nèi)流體流經(jīng)接合處時(shí)出現(xiàn)流場(chǎng)擾動(dòng)。樣品臺(tái)中心位置沿軸向設(shè)有一圓孔，圓孔內(nèi)設(shè)有螺桿貫穿樣品臺(tái)，并且螺桿通過螺紋與樣品臺(tái)耦合。樣品臺(tái)內(nèi)部設(shè)腐蝕測(cè)試樣品安裝孔，安裝孔的形狀為圓形或方形，樣品加工時(shí)保證與樣品臺(tái)內(nèi)部安裝孔緊密配合，且樣品厚度不大于樣品臺(tái)內(nèi)部樣品安裝孔深度。樣品背部中心設(shè)有螺孔，與貫穿樣品臺(tái)中部的螺桿螺紋連接，螺桿為金屬材質(zhì)，外接導(dǎo)線連接電化學(xué)測(cè)試平臺(tái)。安裝樣品時(shí)，通過螺桿控制樣品安裝深度，當(dāng)樣品測(cè)試面與樣品臺(tái)的測(cè)試樣品安裝面(即管道內(nèi)壁)在同一曲面(或平面)時(shí)通過螺母鎖緊，螺母鎖緊時(shí)下設(shè)金屬墊片，避免管道內(nèi)流體流經(jīng)接合處時(shí)出現(xiàn)流場(chǎng)擾動(dòng)。本發(fā)明還設(shè)置一個(gè)參比電極與輔助電極放置孔，方便實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，防止實(shí)驗(yàn)過程中由于參比電極與輔助電極放置擾動(dòng)管道內(nèi)流體對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。所述參比電極與輔助電極放置孔在樣品臺(tái)對(duì)面，與開孔相對(duì)設(shè)置。本發(fā)明可更換樣品進(jìn)行沖刷腐蝕實(shí)驗(yàn)，所述樣品臺(tái)與管道密封性好，牢固可靠，且體積小，樣品、樣品臺(tái)內(nèi)部和管道內(nèi)壁在同一曲面(或平面)上，能有效避免掛片、貼片實(shí)驗(yàn)帶來的流場(chǎng)擾動(dòng)。該發(fā)明既能滿足管道沖刷腐蝕測(cè)試實(shí)驗(yàn)的要求，又簡(jiǎn)化了測(cè)試操作流程，極大地方便了測(cè)試實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。

作為優(yōu)選，所述樣品臺(tái)為一圓柱形階梯結(jié)構(gòu)，樣品臺(tái)臺(tái)身階梯結(jié)構(gòu)中與加強(qiáng)圈連接部分的外部直徑在50mm～200mm之間，與開孔連接部分的外部的直徑在20mm～100mm之間，樣品臺(tái)高度不限。所述樣品臺(tái)中間有一圓孔，所述圓孔直徑在5mm～20mm之間。

作為優(yōu)選，所述螺桿采用平底螺釘，所述螺釘長(zhǎng)度配合樣品臺(tái)長(zhǎng)度后，外部超出樣品臺(tái)30mm～100mm，直徑在5mm～20mm之間，配合樣品臺(tái)中心圓孔螺紋。樣品背部中心螺紋深度為2mm～10mm，與螺桿連接防止樣品滑動(dòng)脫落。

作為優(yōu)選，所述起密封作用的橡膠墊圈采用防油橡膠墊圈。

作為優(yōu)選，所述加強(qiáng)圈內(nèi)徑在50mm～200mm之間，并有內(nèi)螺紋，與樣品臺(tái)配合，為圓環(huán)結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述參比電極與輔助電極放置孔為一直徑在20mm～50mm的密封螺孔，外接電化學(xué)測(cè)試平臺(tái)。

作為優(yōu)選，所述管道和加強(qiáng)圈與樣品臺(tái)連接處、樣品臺(tái)與樣品和螺桿連接處以及參比電極與輔助電極放置孔連接處均通過密封油脂進(jìn)行密封。

作為優(yōu)選，所述管道沖刷腐蝕測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置樣品臺(tái)為絕緣材質(zhì)，螺桿為金屬材質(zhì)，外接導(dǎo)線連接電化學(xué)測(cè)試平臺(tái)，其他部件為透明有機(jī)玻璃、合金材質(zhì)或其他管道材質(zhì)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種管道沖刷腐蝕測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，通過設(shè)置樣品臺(tái)等這一系列部件，與以前實(shí)驗(yàn)相比，由于樣品臺(tái)的存在，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：首先，樣品臺(tái)能夠快速裝卸，保證實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、方便；其次，由于樣品臺(tái)能把樣品直接放置在管道內(nèi)部，樣品臺(tái)的密封性，緊固性良好，且樣品與管道內(nèi)壁平滑過渡，消除了流體流態(tài)等影響實(shí)驗(yàn)的因素，滿足了研究人員做管道沖刷腐蝕測(cè)試實(shí)驗(yàn)的要求；第三，樣品臺(tái)可以反復(fù)的使用，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本。因此是一種比較理想的實(shí)驗(yàn)裝置。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明一種用于做沖刷腐蝕實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置的最優(yōu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為樣品臺(tái)的俯視圖示意圖。

圖3為圖1中參比電極與輔助電極放置孔局部I的放大示意圖。

圖4為圖1中樣品放置處局部II的放大示意圖。

圖5為圖1中密封墊圈局部III的放大示意圖。

圖6為圖1中加強(qiáng)圈與樣品臺(tái)裝配的局部IV的放大示意圖。

圖7為圖1中螺桿與樣品臺(tái)用螺母固定局部V的放大示意圖。

圖中：1、螺桿，2、螺母，3、樣品臺(tái)，4、加強(qiáng)圈，5、管道，6、樣品，7、橡膠墊圈，8、參比電極與輔助電極放置孔，9、金屬墊片。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說明。此圖為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1-7所示，是本發(fā)明實(shí)施例，一種用于管道沖刷腐蝕測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，包含螺桿1，螺母2，樣品臺(tái)3，加強(qiáng)圈4，管道5，樣品6，橡膠墊圈7，參比電極與輔助電極放置孔8，金屬墊片9。管道5為彎管。所述樣品臺(tái)3為一圓柱形階梯結(jié)構(gòu)，與加強(qiáng)圈4連接部分的外部直徑為100mm，下部有外螺紋，與開孔連接部分的外部的外部直徑為50mm，腐蝕測(cè)試樣品6安裝面中間圓孔直徑為8mm。管道5壁厚為10mm，樣品臺(tái)3高度為80mm，樣品臺(tái)3為絕緣材質(zhì)，優(yōu)選透明有機(jī)玻璃材質(zhì)。加強(qiáng)圈4內(nèi)徑為100mm，為有內(nèi)螺紋圓筒結(jié)構(gòu)，與樣品臺(tái)3配合，并采用橡膠墊圈7密封。螺桿1采用平底螺釘，螺桿1長(zhǎng)為130mm，直徑為8mm，樣品6厚度為8mm，樣品6背面螺孔深度為4mm，與螺桿1通過螺紋連接防止樣品6滑動(dòng)脫落，螺桿1為金屬材質(zhì)，優(yōu)選為銅，外接導(dǎo)線連接電化學(xué)測(cè)試平臺(tái)。安裝樣品6時(shí)，通過螺桿1控制樣品6安裝深度，當(dāng)樣品6測(cè)試面與樣品臺(tái)3頂面(管道5內(nèi)壁)在同一曲面(或平面)時(shí)通過螺母2鎖緊，螺母2鎖緊時(shí)下設(shè)金屬墊圈9，避免管道5內(nèi)流體流經(jīng)接合處時(shí)出現(xiàn)流場(chǎng)擾動(dòng)。管道5沖刷腐蝕測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置采用透明有機(jī)玻璃制造，便于觀察管道5內(nèi)流體流動(dòng)狀態(tài)。參比電極與輔助電極放置孔8安裝參比電極與輔助電極，并連接到螺桿1所連接的電化學(xué)測(cè)試平臺(tái)。

實(shí)驗(yàn)開始后，管道5內(nèi)流體按照工況或?qū)嶒?yàn)要求流經(jīng)管道5沖刷腐蝕測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，在沖刷腐蝕管道5、樣品臺(tái)3內(nèi)部同時(shí)，在未受到任何擾動(dòng)的情況下沖刷腐蝕樣品6，于此同時(shí)，開啟電化學(xué)測(cè)試平臺(tái)可實(shí)時(shí)監(jiān)控樣品6腐蝕狀態(tài)，了解腐蝕進(jìn)程。沖刷腐蝕結(jié)束后，可以卸下樣品6，可對(duì)其進(jìn)行分析測(cè)試。

本發(fā)明通過設(shè)置樣品臺(tái)3等這一系列部件，與以前實(shí)驗(yàn)相比，由于該管道5沖刷腐蝕測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置的存在，樣品臺(tái)3能夠快速裝卸，保證實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、方便，由于樣品臺(tái)3能把樣品6直接放置在管道5內(nèi)部，樣品臺(tái)3的密封性，緊固性良好，且樣品6與管道5內(nèi)壁平滑過渡，與管道5內(nèi)一致，不會(huì)改變流態(tài)等因素，同時(shí)能實(shí)時(shí)監(jiān)控檢測(cè)管道5腐蝕狀態(tài)，滿足了研究人員對(duì)管道5沖刷腐蝕進(jìn)行研究的要求，樣品臺(tái)3可以反復(fù)的使用，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本。因此是一種理想的管道5沖刷腐蝕測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)的工作人員完全可以在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。