一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统技术方案

本发明专利技术提供了一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统，包括导流板、溶液箱、进流管路、回流管路、冲刷流道以及电化学工作站。导流板设计为流线型，当导流板为水平放置时，形成上下两个液体分配流路，减小对试样水平流向流体的扰动。该系统具体可适用于管道冲刷腐蚀电化学测试实验。导流板结构简单，便于操作，可使待测试样以设定的角度进行冲刷腐蚀，形成局部流场变化的冲刷腐蚀，有利于研究局部流场变化对腐蚀形貌的影响。

An Adjustable Drainage Erosion Corrosion Testing System

【技术实现步骤摘要】
一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统
本专利技术涉及冲刷腐蚀实验领域，具体涉及一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统。
技术介绍
随着运输行业的不断发展，管道运输在输水、输气、输油、供电等方面给人们生活带来了极大的便利，管道运输成为继公路、铁路、水运和航空运输后发展形成的第五大运输业。我国管道运输行业起步较晚，从1985年开始建成第一条输油管道，近年来管道运输发展速度迅猛，据不完全统计我国单是油气管道运输里程达6000km以上。但目前我国对于管道冲刷机理的机理和理论研究有限，并且由于管道内部流场易受多种因素的影响，极易造成局部管道冲刷腐蚀，这就使得管道冲刷腐蚀研究十分复杂。冲刷腐蚀是金属表面与腐蚀流体之间由于高速相对运动而引起的强化腐蚀作用。在气液两相流环境中冲刷腐蚀导致的流体流经此处时流场急剧变化，从而形成特殊的局部流场环境如局部微湍流、气蚀、局部涡流等，将管道内壁生成的腐蚀产物膜破坏剥离。每年因局部流场变化引起的冲刷腐蚀事故接连发生，因此有必要对管道内部流场对管道钢的作用做深入研究。BL.Jensenetal采用为不发生形变的冻结冲刷床，模拟单向流作用下管道周围流场分布与受力分布，为流体冲刷过程中流场分布实验奠定了基础。董振营等对于低雷诺数下圆柱绕流尾迹进行模拟研究，得到阻流比和长径对尾迹绕流影响作用、驻点压力的影响因素等结论。上述专家对管路中变化的流场分布作了具体研究，但未有一个实际实验装置能够有效测试。2013年唐晓等人提出一种涉及多相流管流刷腐蚀测试装置，该冲刷装置虽然能较好地模拟水平冲刷流下对管壁的三电极体系电化学测试的需要，但其无法模拟流场的变化对腐蚀进程的影响。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统，该装置对不同的管道分别设计有不同的导流板类型，通过调节导流板，可使待测试样以设定的角度进行冲刷腐蚀，形成局部流场变化的微湍流腐蚀，有利于研究局部流场变化对腐蚀形貌的影响。本专利技术的具体技术方案是：一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统，包括压力阀、压力表、气体流量计、溶液箱、止回阀、主回流管路、电化学工作站、试样安装口、角度调节杆、冲刷流道、导流板安装轴、液体流量计、主进流管路、主流阀、回流管路、回流阀、离心泵、进流管路、冷却盘管、气瓶、安装轴固定螺母和导流板；所述溶液箱的进气口通过管路与气瓶相连，其出液口通过进流管路与离心泵的入口相连；所述离心泵的出口通过回流管路与主回流管路相连；所述回流管路中部位置连接主进流管路的入口；所述主进流管路的出口通过冲刷流道与主回流管路的入口相连；所述主回流管路的出口连接溶液箱的进液口；所述冲刷流道的底部设有试样安装口，试样安装口通过导线与电化学工作站相连；所述冲刷流道的中部位置设有导流板安装轴，导流板安装轴垂直穿过冲刷流道；导流板安装轴的前端设有角度调节杆，中部设有导流板，尾部设有螺纹，安装轴固定螺母通过螺纹与导流板安装轴连接；导流板、角度调节杆与导流板安装轴为一体式，角度调节杆、导流板处于同一轴线上；导流板的角度可通过角度调节杆来调整，用于引导流体以不同的角度冲刷测试试样，改变测试试样上方局部流场的变化，进而研究流场变化对腐蚀产物的影响；所述溶液箱的进气口与气瓶连接的管路上设有压力阀、压力表和气体流量计；所述主回流管路上设有止回阀；所述主进流管路上设有主流阀和液体流量计；所述回流管路上设有回流阀；所述主流阀和回流阀用于控制进入冲刷流道的液体流量；所述溶液箱中带有冷却盘管，待装置稳定后，接通冷却盘管，使得整个装置内溶液温度保持恒定；所述角度调节杆和安装轴固定螺母位于冲刷流道的外部；所述导流板位于冲刷流道的内部；导流板的端面为流线型，保证当导流板为水平放置时，减小对水平流向流体的扰动；其针对不同管道可以设计有不同形状，针对方形管道可设置为方形，圆形管道可设置为弧形；导流板的冲刷截面基于冲刷流道通流截面的大小进行设计，使导流板水平放置时对试样水平方向的流体冲刷没有影响即可，同时，导流板与试样安装口之间留有空隙，对试样水平方向流体扰动很小，当导流板调节为一定角度时，导流板下部与试样上部可以达到层流态和湍流态；所述角度调节杆上端同一水平轴线处的冲刷流道外壁上刻有-90°至+90°的角度标尺，便于角度调节杆指示导流板角度变化情况；所述回流管路和回流阀的作用是当关闭主流阀时，使得溶液通过回流管路流回至溶液箱中，从而实现溶液箱中液体更加充分的混合。装置运行前，将环氧树脂封好的三电极体系(即试样)经过试样安装口装入冲刷流道,中，打开与气瓶所连接的管路上的压力阀，通过观察压力表和气体流量计来控制压力阀至所需气体量，打开回流阀，关闭主流阀和止回阀，溶液箱中的液体经过进流管路进入离心泵，经离心泵通过回流管路重新流回溶液箱中；调节角度调节杆使导流板至所设定角度，旋紧套在导流板安装轴尾部的安装轴固定螺母，待运行稳定，此时完成准备工作；装置运行时，打开电化学工作站，接通溶液箱中的冷却盘管，溶液箱中的液体经过进流管路进入离心泵，待系统温度恒定后，缓慢打开主流阀，完全打开止回阀，并调节回流阀，观察液体流量计至实验所需液体流量；此时，一部分溶液经离心泵进入回流管路后重新流回溶液箱中；另一部分溶液通过主进流管路进入冲刷流道中，冲刷流道内的溶液经导流板进入主回流管路，主回流管路中的液体重新回到溶液箱中；在电化学工作站中进行电化学相关参数的测量。本专利技术的有益效果：(1)导流板的设计，使得待测试样以设定的角度进行冲刷腐蚀，形成局部流场变化的微湍流腐蚀，有利于研究局部流场变化对腐蚀形貌的影响。(2)导流板的端面设计为流线型，可以保证当导流板为水平放置时，形成上下两个液体分配流路，减小对试样水平流向流体的扰动，模拟无导流板时测试试样在冲刷通道内的冲刷状态。(3)导流板的调节角度为-90°至+90°，且安装轴与导流板和角度调节杆为一体式设计，既能起到固定作用又能同时指示导流板角度变化。本专利技术制备的一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统，该系统中导流板结构简单，便于操作，可使待测试样以设定的角度进行冲刷腐蚀，形成局部流场变化的冲刷腐蚀，有利于研究局部流场变化对腐蚀形貌的影响。附图说明图1为本专利技术一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统的结构示意图；图2为本专利技术一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统的冲刷流道的正面剖视图；图3为本专利技术一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统的冲刷流道的侧视图；图4为本专利技术一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统的冲刷流道的侧面剖视图；图5为本专利技术一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统的导流板调节角度为正角度时冲刷流道内部流场变化示意图；图6为本专利技术一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统的导流板调节角度为负角度时冲刷流道内部流场变化示意图；图7为本专利技术一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统的导流板调节角度为0°时冲刷流道内部流场变化示意图；图中：1为主流阀，2为压力表，3为气体流量计，4为溶液箱，5为止回阀，6为主回流管路，7为电化学工作站，8为试样安装口，9为角度调节杆，10为冲刷流道，11为导流板安装轴，12为液体流量计，13为主进流管路，14为主流阀，15为回流管路，16为回流阀，17为离心泵，18为进流管路，19为冷却盘管，20为气瓶，21为安装轴固定螺母，22为冲刷流道入口，23为导流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统，包括主流阀(1)、压力表(2)、气体流量计(3)、溶液箱(4)、电化学工作站(7)、液体流量计(12)、主进流管路(13)、主流阀(14)、回流管路(15)、回流阀(16)、离心泵(17)、进流管路(18)和气瓶(20)，其特征在于：所述溶液箱(4)的进气口通过管路与气瓶(20)相连，其出液口通过进流管路(18)与离心泵(17)的入口相连；所述离心泵(17)的出口通过回流管路(15)与主回流管路(6)相连；所述回流管路(15)中部位置连接主进流管路(13)的入口；所述主进流管路(13)的出口通过冲刷流道(10)与主回流管路(6)的入口相连；所述主回流管路(6)的出口连接溶液箱(4)的进液口；所述冲刷流道(10)的底部设有试样安装口(7)，试样安装口(8)通过导线与电化学工作站(7)相连。

【技术特征摘要】
1.一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统，包括主流阀(1)、压力表(2)、气体流量计(3)、溶液箱(4)、电化学工作站(7)、液体流量计(12)、主进流管路(13)、主流阀(14)、回流管路(15)、回流阀(16)、离心泵(17)、进流管路(18)和气瓶(20)，其特征在于：所述溶液箱(4)的进气口通过管路与气瓶(20)相连，其出液口通过进流管路(18)与离心泵(17)的入口相连；所述离心泵(17)的出口通过回流管路(15)与主回流管路(6)相连；所述回流管路(15)中部位置连接主进流管路(13)的入口；所述主进流管路(13)的出口通过冲刷流道(10)与主回流管路(6)的入口相连；所述主回流管路(6)的出口连接溶液箱(4)的进液口；所述冲刷流道(10)的底部设有试样安装口(7)，试样安装口(8)通过导线与电化学工作站(7)相连。2.根据权利要求1所述的一种可调节式引流冲刷腐蚀测试系统，其特征在于：所述冲刷流道(10)的中部位置设有导流板安装轴(11)，导流板安装轴(11)垂直穿过冲刷流道(10)；导流板安装轴(11)的前端设有角度调节杆(9)，中部设有导流板(23)，尾部设有螺纹，安装轴固定螺母(21)通过螺纹与导流板安装轴(11)连接；导流板(23)、角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大磊，杨留洋，谭卓伟，白舒宇，李同跃，许红明，金有海，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37