智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统及测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统及测试方法。本发明专利技术包括温度控制系统、试件冲刷腐蚀系统、试液循环系统和试液搅拌系统，圆柱试件罐的罐顶与罐底之间安装有包含橡胶塞、宝塔连接件、连接轴杆、试件平台和试件的试件冲刷腐蚀系统；管路一端与橡胶塞相连，另一端与上波纹管一端相连，上波纹管另一端与水泵相连，下波纹管一端与电磁阀相连，另一端伸入搅拌桶内，以此构成试液循环系统；第三导轨上连接有电机角件，电机角件上连接有电机，加长轴一端通过联轴器与电机一端连接，另一端伸入试液桶中，以此构成试液搅拌系统；温度控制系统包括三组热电偶、控制电路、导线。本发明专利技术实现了不同工况对试件的冲刷，提高了测试精度。

【技术实现步骤摘要】
智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统及测试方法
本专利技术属于流动腐蚀防护领域的一种冲刷腐蚀试验系统，具体涉及一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统及测试方法。
技术介绍
在生产国际化、全球化的趋势下，连续性工业生产过程中的安全问题日益成为各行各业重点关注的对象。在石油化工、煤化工、核电工业、海洋工程等流程型工业中，含腐蚀性介质的多相流体对压力管道存在较强的腐蚀性，特别是在既含腐蚀性介质，又含固相颗粒的工况下，极易造成压力管道及阀门系统的流动腐蚀失效。在实际工业生产过程中，缺少科学的实验测试系统和测试方法定量描述不同介质浓度、不同温度、不同流速的多相流对管材的冲刷腐蚀特性影响。前期研究结果表明，传统的冲刷腐蚀试验系统多为旋转式的，无法精确模拟工业实际管道系统的冲刷腐蚀过程，而且实验过程中腐蚀性介质的浓度、流速及温度无法精准控制，致使冲刷腐蚀实验的测试结果无法真实反映工业实际工况。因此，科学研究和工程实际中，迫切需要一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统及测试方法，定量测试分析冲刷腐蚀影响参数，特别是流速、浓度、温度、材质等对冲刷腐蚀特性的影响规律，指导流程型工业压力管道及阀门系统的优化设计、优化制造、优化检验和优化运行。
技术实现思路
为了克服现有冲刷腐蚀试验系统的不足，本专利技术提供了一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统及测试方法，能够精准控制试液温度、冲刷腐蚀高度、搅拌位置，并可实现试验测试过程的实时监控与反馈，保证设备测试的精准性与高可靠性。本专利技术采用的技术方案是：一、一种智能化循环流动式冲刷腐蚀测试系统：本专利技术包括框架、温度控制系统、试件冲刷腐蚀系统、试液循环系统和试液搅拌系统；所述框架为长方体结构，框架两侧中部均固定设有与地面平行的横梁且两梁位于同一高度，两横梁之间滑动安装有两条相互平行的第一导轨，第二导轨滑动安装于两条第一导轨上端面且与第一导轨相垂直，第三导轨通过角件与第二导轨固定连接，第三导轨位于两条平行的第一导轨之间且与地面垂直布置。所述试件冲刷腐蚀系统包括圆柱试件罐、橡胶塞、宝塔连接件、连接轴杆、试件平台和试件，圆柱试件罐罐顶安装有橡胶塞，橡胶塞上表面中心开设有上主孔，宝塔连接件插装于上主孔内，上主孔四周均布有四个附孔，四根连接轴杆的一端穿过四个附孔并通过螺母安装于橡胶塞上表面，四根连接轴杆的另一端均与试件平台上表面焊接固定，试件平台上表面中心开有一圆形或方形凹槽用于嵌装试件，圆柱试件罐罐底中心开有下主孔；试液桶包括水浴桶和置于水浴桶内的搅拌桶，水浴桶放置于地面，水浴桶内充装有水用于水浴加热且其内部设有加热棒，搅拌桶内充装有试液；水浴桶桶壁由上至下等距开有三个通孔，在搅拌桶桶壁且与水浴桶三个通孔相对应的位置开有三个通孔，在同一高度处的两个通孔均通过出液管相连，每根出液管的一端与搅拌桶的通孔通过焊接相连通，每根出液管的另一端穿过水浴桶的通孔与封闭型螺帽相连，每根出液管均与水浴桶底面相平行；所述试液搅拌系统包括电机角件、电机、加长轴、联轴器、叶片，电机角件包括上叶片和下叶片，上叶片的连轴与下叶片的外套管通过铰链及小卡扣固定相连；电机角件的上叶片与第三导轨固定相连且上叶片与地面相垂直，电机角件的下叶片支撑有垂直于地面的电机，电机轴穿过下叶片中心开孔处通过联轴器与加长轴一端相连，加长轴另一端伸入试液桶中，加长轴由上至下等距布设有三组叶片；通过调节第一导轨、第二导轨的位置带动与第三导轨相连的电机位置发生变化，从而控制与电机相连的加长轴位于搅拌桶中心位置，通过动态调节电机角件的角度使得与下叶片相连的电机的电机轴始终竖直向下；所述试液循环系统包括管路、水泵、电磁阀、上波纹管、下波纹管，管路一端与宝塔连接件相连，管路另一端通过流量计与上波纹管通过螺纹连接，上波纹管另一端沿壁面伸入搅拌桶与安装于搅拌桶底部的水泵相连；电磁阀通过连接弯管连接至圆柱试件罐罐底的下主孔，下波纹管一端与电磁阀相连，下波纹管另一端伸入搅拌桶内。所述的温度控制系统包括三组热电偶、导线和控制电路，控制电路安装于框架上部，三组热电偶分别安装于橡胶塞下底面、试件平台上表面、圆柱形试件罐罐底上表面，三组热电偶通过电线与控制电路相连，控制电路通过三组导线分别连接至电磁阀、电机、加热棒。通过调节四根连接轴杆上端的螺母调节试件平台与橡胶塞下底面之间的高度从而实现试件在不同高度下进行冲刷腐蚀测试，同时拧紧螺母使得试件平台向上移动，同时拧松螺母使得试件平台向下移动。所述电机角件的连轴中心处开有一通孔，外套管套装于连轴中部且其中心均布有多个通孔，当下叶片旋转至外套管通孔与连轴通孔对应位置时，将小卡扣插入对应通孔内使上叶片和下叶片固定不再旋转。所述的每根出液管与搅拌桶通孔相接触位置均为密封设置。圆柱试件罐通过管路固定于框架上部且圆柱试件罐底部与第一导轨不接触。所述宝塔连接件的底端正对于试件所在位置。二、一种智能化循环流动式冲刷腐蚀测试方法：步骤1)：在搅拌桶内加入试液，在搅拌桶与水浴桶间加入水或者油，通过调整第一导轨、第二导轨、第三导轨调整电机位置，使得电机的输出轴竖直向下，调整连接轴杆伸入圆柱形试件的长度调整试件的安装高度H；步骤2)：在控制电路中输入设定温度、设定流速和设定转速，分别控制电机启动、控制电磁阀打开，水泵开始抽取试液；步骤3)：通过流量计获取流体流速，当流体流速达到设定流速V时，通过三个热电偶获取温度，当任意一个热电偶检测到的温度达到设定温度T，记录温度差，将温度差与其他两个热电偶记录的温度的平均值进行对比：若温度差在平均值温度的1.5％以内，则保持加热棒的恒定功率输出，并实时对测试的温度进行加热功率调节，实现试验测试温度的精准控制；若温度差ΔT不在平均值温度的1.5％以内，则调节加热棒的功率和电机转速，直到温度差ΔT在平均值温度的1.5％以内；步骤4)：测试过程中以采集时间≤1分钟的方式，定时开启封闭型管帽，获取不同高度的试液的溶解性腐蚀介质浓度Q及非溶解性固相介质浓度W，在搅拌桶桶由上至下第一、第二、第三个通孔的出液管采集到的溶解性腐蚀介质浓度Q或非溶解性固相介质浓度W满足如下条件：式中，x表示通孔序数，取值为1，2或3；若上述条件不满足，则调节电机的转速或者调整加长轴由上之下等距布置的叶片组数，直到出液管出口采集到的浓度符合条件；步骤5)：试验过程中记录试验系统的热电偶温度T、基于压力传感器采集管路系统压力P、溶解性腐蚀介质浓度Q、非溶解性固相介质浓度W、试件安装高度H，建立冲刷腐蚀速率f与各影响变量间的函数关系，即f～f(T,P,Q,W,H)；步骤6)：试验结束后，控制电路关闭电磁阀、加热棒、电机和水泵，打开橡胶塞，取下试件，记录数据，更换试件，准备下一次实验。本专利技术的有益效果是：本专利技术利用内外螺纹间的摩擦力实现试件平台的高度精准控制；利用导轨的布设方式实现电机在试液桶中三维方向的精准变换；试液循环系统通过控制电路对电磁铁的控制实现管路的流通切断；温度控制系统利用高精度的热电偶和高稳定性的加热棒对冲刷腐蚀试件罐内的温度进行实时控制；对不同高度处试液腐蚀介质浓度的实时监测及电机搅拌智能控制，提高试验测试精度。本专利技术冲刷腐蚀试验准确率高，后期调整方便，能够有效控制采集相关数据，提高了试验测试安全性与效率。附图说明图1为本专利技术实施例的结构图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统，其特征在于：包括框架(40)、温度控制系统(1)、试件冲刷腐蚀系统(2)、试液循环系统(3)和试液搅拌系统(4)；所述框架(40)为长方体结构，框架两侧中部均固定设有与地面平行的横梁且两梁位于同一高度，两横梁之间滑动安装有两条相互平行的第一导轨(18)，第二导轨(19)滑动安装于两条第一导轨(18)上端面且与第一导轨(18)相垂直，第三导轨(20)通过角件与第二导轨(19)固定连接，第三导轨(20)位于两条平行的第一导轨(18)之间且与地面垂直布置。所述试件冲刷腐蚀系统(2)包括圆柱试件罐(26)、橡胶塞(5)、宝塔连接件(9)、连接轴杆(6)、试件平台(7)和试件(8)，圆柱试件罐(26)罐顶安装有橡胶塞(5)，橡胶塞(5)上表面中心开设有上主孔(33)，宝塔连接件(9)插装于上主孔(33)内，上主孔(33)四周均布有四个附孔(34)，四根连接轴杆(6)的一端穿过四个附孔(34)并通过螺母安装于橡胶塞(5)上表面，四根连接轴杆(6)的另一端均与试件平台(7)上表面焊接固定，试件平台(7)上表面中心开有一圆形或方形凹槽(16)用于嵌装试件(8)，圆柱试件罐(26)罐底中心开有下主孔(35)；试液桶(14)包括水浴桶(37)和置于水浴桶(37)内的搅拌桶(36)，水浴桶(37)放置于地面，水浴桶(37)内充装有水(39)用于水浴加热且其内部设有加热棒(32)，搅拌桶(36)内充装有试液(38)；水浴桶(37)桶壁由上至下等距开有三个通孔，在搅拌桶(36)桶壁且与水浴桶(37)三个通孔相对应的位置开有三个通孔，在同一高度处的两个通孔均通过出液管(31)相连，每根出液管(31)的一端与搅拌桶(36)的通孔通过焊接相连通，每根出液管(31)的另一端穿过水浴桶(37)的通孔与封闭型螺帽(17)相连，每根出液管(31)均与水浴桶(37)底面相平行；所述试液搅拌系统(4)包括电机角件(21)、电机(22)、加长轴(23)、联轴器(24)、叶片(25)，电机角件(21)包括上叶片(44)和下叶片(45)，上叶片(44)的连轴(41)与下叶片(45)的外套管(42)通过铰链及小卡扣(43)固定相连；电机角件(21)的上叶片(44)与第三导轨(20)固定相连且上叶片(44)与地面相垂直，电机角件(21)的下叶片(45)支撑有垂直于地面的电机(22)，电机轴穿过下叶片(45)中心开孔处通过联轴器(24)与加长轴(23)一端相连，加长轴(23)另一端伸入试液桶(36)中，加长轴(23)由上至下等距布设有三组叶片(25)；通过调节第一导轨(18)、第二导轨(19)的位置带动与第三导轨相连的电机(22)位置发生变化，从而控制与电机(22)相连的加长轴(23)位于搅拌桶(36)中心位置，通过动态调节电机角件的角度使得与下叶片(45)相连的电机(22)的电机轴始终竖直向下；所述试液循环系统(3)包括管路(10)、水泵(12)、电磁阀(13)、上波纹管(11)、下波纹管(15)，管路(10)一端与宝塔连接件(9)相连，管路(10)另一端通过流量计(30)与上波纹管(11)通过螺纹连接，上波纹管(11)另一端沿壁面伸入搅拌桶与安装于搅拌桶(36)底部的水泵(12)相连；电磁阀(13)通过连接弯管连接至圆柱试件罐(26)罐底的下主孔(35)，下波纹管(15)一端与电磁阀(13)相连，下波纹管(15)另一端伸入搅拌桶(36)内。...

【技术特征摘要】
1.一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统，其特征在于：包括框架(40)、温度控制系统(1)、试件冲刷腐蚀系统(2)、试液循环系统(3)和试液搅拌系统(4)；所述框架(40)为长方体结构，框架两侧中部均固定设有与地面平行的横梁且两梁位于同一高度，两横梁之间滑动安装有两条相互平行的第一导轨(18)，第二导轨(19)滑动安装于两条第一导轨(18)上端面且与第一导轨(18)相垂直，第三导轨(20)通过角件与第二导轨(19)固定连接，第三导轨(20)位于两条平行的第一导轨(18)之间且与地面垂直布置。所述试件冲刷腐蚀系统(2)包括圆柱试件罐(26)、橡胶塞(5)、宝塔连接件(9)、连接轴杆(6)、试件平台(7)和试件(8)，圆柱试件罐(26)罐顶安装有橡胶塞(5)，橡胶塞(5)上表面中心开设有上主孔(33)，宝塔连接件(9)插装于上主孔(33)内，上主孔(33)四周均布有四个附孔(34)，四根连接轴杆(6)的一端穿过四个附孔(34)并通过螺母安装于橡胶塞(5)上表面，四根连接轴杆(6)的另一端均与试件平台(7)上表面焊接固定，试件平台(7)上表面中心开有一圆形或方形凹槽(16)用于嵌装试件(8)，圆柱试件罐(26)罐底中心开有下主孔(35)；试液桶(14)包括水浴桶(37)和置于水浴桶(37)内的搅拌桶(36)，水浴桶(37)放置于地面，水浴桶(37)内充装有水(39)用于水浴加热且其内部设有加热棒(32)，搅拌桶(36)内充装有试液(38)；水浴桶(37)桶壁由上至下等距开有三个通孔，在搅拌桶(36)桶壁且与水浴桶(37)三个通孔相对应的位置开有三个通孔，在同一高度处的两个通孔均通过出液管(31)相连，每根出液管(31)的一端与搅拌桶(36)的通孔通过焊接相连通，每根出液管(31)的另一端穿过水浴桶(37)的通孔与封闭型螺帽(17)相连，每根出液管(31)均与水浴桶(37)底面相平行；所述试液搅拌系统(4)包括电机角件(21)、电机(22)、加长轴(23)、联轴器(24)、叶片(25)，电机角件(21)包括上叶片(44)和下叶片(45)，上叶片(44)的连轴(41)与下叶片(45)的外套管(42)通过铰链及小卡扣(43)固定相连；电机角件(21)的上叶片(44)与第三导轨(20)固定相连且上叶片(44)与地面相垂直，电机角件(21)的下叶片(45)支撑有垂直于地面的电机(22)，电机轴穿过下叶片(45)中心开孔处通过联轴器(24)与加长轴(23)一端相连，加长轴(23)另一端伸入试液桶(36)中，加长轴(23)由上至下等距布设有三组叶片(25)；通过调节第一导轨(18)、第二导轨(19)的位置带动与第三导轨相连的电机(22)位置发生变化，从而控制与电机(22)相连的加长轴(23)位于搅拌桶(36)中心位置，通过动态调节电机角件的角度使得与下叶片(45)相连的电机(22)的电机轴始终竖直向下；所述试液循环系统(3)包括管路(10)、水泵(12)、电磁阀(13)、上波纹管(11)、下波纹管(15)，管路(10)一端与宝塔连接件(9)相连，管路(10)另一端通过流量计(30)与上波纹管(11)通过螺纹连接，上波纹管(11)另一端沿壁面伸入搅拌桶与安装于搅拌桶(36)底部的水泵(12)相连；电磁阀(13)通过连接弯管连接至圆柱试件罐(26)罐底的下主孔(35)，下波纹管(15)一端与电磁阀(13)相连，下波纹管(15)另一端伸入搅拌桶(36)内。2.根据权利要求1所述的一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统，其特征在于：所述的温度控制系统(1)包括三组热电偶(27)、导线(28)和控制电路(29)，控制电路(29)安装于框架上部，三组热电偶(27)分别安装于橡胶塞(5)下底面、试件...

【专利技术属性】
技术研发人员：金浩哲，张露滨，徐友冰，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33