本发明专利技术涉及一种复合冲击角度旋转式冲刷腐蚀试验装置，包括搅拌机构、试样架、连接件，所述连接件与搅拌机构连接，所述试样架与连接件铰接，试样架与连接件之间能够调整径向角度，所述试样架自身带有旋转轴，能够轴向调节试样角度。与现有技术相比，本发明专利技术的有益效果是：该试验装置中的试样组件可以方便地调整试样冲击面的轴向角度和径向角度，进而构建流体的复合攻角，来研究材料的冲刷腐蚀性能。来研究材料的冲刷腐蚀性能。来研究材料的冲刷腐蚀性能。
【技术实现步骤摘要】
一种复合冲击角度旋转式冲刷腐蚀试验装置及试验方法
[0001]本专利技术涉及腐蚀学领域，尤其涉及一种复合冲击角度旋转式冲刷腐蚀试验装置及试验方法。
技术介绍
[0002]冲刷腐蚀常发生近海及海洋工程、油气生产及过流部件等暴露在运动流体中的各种金属及合金上，是金属表面与腐蚀流体之间由于高速相对运动引起的金属损伤。冲刷腐蚀过程中，冲刷与腐蚀是两大重要因素，两者相互作用对金属材料造成的损伤远远大于单独因素造成的影响，尤其当流体中含有砂砾等颗粒时，金属材料的破坏更加严重，使其寿命大幅缩短，极易造成安全事故和经济损失。
[0003]目前，冲刷腐蚀试验装置有管流式、喷射式和旋转式。其中，管流式装置是采用循环系统，使流体中固体颗粒分布均匀，并使流体以一定流形冲击材料表面来研究材料在不同流速、流态条件下的腐蚀行为。但该装置需要空间很大，所需测试溶液量很大，试验周期长建造运行成本高，系统不稳定，操作比较复杂。喷射式装置基于循环泵和喷嘴产生高速流动介质对试样进行冲击的结构，可以精确控制冲击液流的流速、可以改变冲刷的攻角，但是不能很好的模拟实际工况条件，其冲刷比实际情况严重，与泵、管道的实际冲刷腐蚀条件有一定差距。旋转式装置是以改变旋转速率和圆盘直径使试样表面上形成一系列不同的圆周速度，从而达到研究材料在不同流速下的腐蚀行为。旋转式试验装置具有装置简单、占地面积小、试验周期短、溶液用量小(一般小于4L)等优点，因此，该种装置被广泛选择。但是，试样冲击角度不易调整改变问题一直是该种装置的短板。旋转式冲刷装置只能控制流体冲击试样的轴向角度，不能模拟螺旋桨叶片、弯头、管件连接件(三通、四通)等复合攻角(既有轴向角度又有径向角度)流体的冲刷行为。往往复合攻角流体冲击材料表面对材料的腐蚀行为影响更严重，因此，构建具有复合冲击角度的实验装置和试验方法具有重要的意义。
[0004]授权公告号为CN205941176U的专利“一种旋转式冲刷磨损试验装置的试样冲击角度调整组件”能够改变试样的轴向角度，但是不能调整试样径向角度，且独立的试样调整组件占据较大的空间，装置体积必然增大，相应增加了装置的制造成本和运行成本。授权公告号为CN204718938U的专利“一种旋转叶轮式金属冲刷腐蚀测试的试验装置”中试样安装在溶液槽内壁上，搅拌叶轮带动溶液冲刷试样。试样的冲击面角度不能改变，溶液的攻角同样不能改变。授权公告号为CN201010603782.X的专利“一种模拟管道内壁冲刷腐蚀的旋转式实验装置”采用环形试样。环形试样仅能模拟管道内壁流体冲刷腐蚀行为，不能用于模拟螺旋桨叶、泵体内部等复杂攻角工况。文献《液固流动下攻角对不锈钢冲刷腐蚀的影响》(金属腐蚀控制，2002,6(3)，22
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25)中采用自制的动态旋转冲刷腐蚀装置，其装置仅能调整试样3个轴向角度(0
°
、45
°
和90
°
)，不能调整径向攻角。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种复合冲击角度旋转式冲刷腐蚀试验装置，该试验装置中
的试样组件可以方便地调整试样冲击面的轴向角度和径向角度，进而构建流体的复合攻角，从而模拟螺旋桨叶片、弯头、管件连接件(三通、四通)等复合攻角流体的冲刷行为，来研究材料的冲刷腐蚀性能。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0007]一种复合冲击角度旋转式冲刷腐蚀试验装置，包括搅拌机构、试样架、连接件，所述连接件与搅拌机构连接，所述试样架与连接件铰接，试样架与连接件之间能够调整径向角度，所述试样架自身带有旋转轴，能够轴向调节试样角度。
[0008]所述搅拌机构包括电机、主轴、转盘、搅拌轮片，所述电机驱动主轴旋转，所述转盘和搅拌轮片分别与主轴固定连接，所述转盘与所述连接件连接。
[0009]所述连接件包括卡轴、连接件连接臂、连接件调节槽、螺纹孔、连接件固定孔，所述卡轴与转盘通过转盘螺栓连接，所述连接件连接臂与卡轴固定连接或为一体结构，所述连接件连接臂上有连接件固定孔、连接件调节槽和若干个螺纹孔，所述连接件调节槽为弧形，所述连接件调节槽与若干个螺纹孔在以连接件固定孔为圆心的同一个圆弧上，所述连接件固定孔为试样架与连接件的铰接轴孔。
[0010]所述连接件调节槽为1/4圆弧，所述螺纹孔为两个，一个螺纹孔与连接件调节槽临近端连线所对的圆心角为45
°
，另一个螺纹孔与连接件调节槽临近端连线所对的圆心角为90
°
。
[0011]所述试样架包括试样凹槽、旋转轴、试样架连接臂、调节件、角度标尺，所述试样凹槽与试样架连接臂之间设置有旋转轴，所述旋转轴通过拧紧固定螺栓定位，所述试样架连接臂与连接件铰接，所述调节件在所述试样架连接臂上，所述角度标尺在所述试样架连接臂上，所述角度标尺与调节件相对应，所述弯管固定孔分布在试样架的四角位置，所述弯管固定孔对称设置。
[0012]所述调节件包括调节件调节槽、角度紧固件、调节槽紧固件、角度指针，所述调节件调节槽为圆弧，该圆弧是以试样架与连接件的铰接轴孔为圆心，并与连接件上的连接件调节槽同圆，所述角度紧固件穿过连接件调节槽和调节件调节槽，所述调节槽紧固件穿过连接件调节槽或连接件上的螺纹孔和调节件调节槽，所述角度紧固件和调节槽紧固件用于试样架与连接件之间的角度调节，所述角度指针固定在角度紧固件上，所述角度指针与角度标尺相对应。
[0013]所述调节件调节槽为1/4圆弧。
[0014]所述搅拌机构、试样架、连接件在料浆罐内，所述料浆罐上端设置有料浆罐盖板。
[0015]所述的复合冲击角度旋转式冲刷腐蚀试验装置应用的实验试样，包括平板试样和弯管试样(弯头、管件连接件试样)，平板试样嵌入试样架凹槽中，弯管试样用尼龙扎带通过弯管固定孔与试样架固定。
[0016]一种利用复合冲击角度旋转式冲刷腐蚀试验装置进行试验的方法，包括如下步骤：
[0017]1)试样预处理，然后称重并记录试验前重量m0，测量试样表面积并记录为S，采集试样试验前形貌信息；
[0018]2)将连接件连接臂穿入试样架连接臂，固定紧固件穿过连接件固定孔和试样架固定孔，根据试验径向角度要求，调整试样架径向角度并将固定紧固件、角度紧固件和调节槽
紧固件拧紧，角度紧固件上的角度指针指向固定紧固件圆心，指针指向角度标尺，读取值即为试样径相角度值；
[0019]3)将试样固定在试样架上，采用2～3个平行样开展试验，按照试验轴向角度要求调整旋转轴，试样凹槽底边和试样架连接臂夹角即为轴向角度，用量角器测量，将固定螺栓拧紧固定试样和轴向角度；
[0020]4)将载有试样的试样架和连接架嵌入转盘中，用转盘垫片和转盘螺栓拧紧固定；
[0021]5)选取实际工况环境流体，或者实验室配置相应的模拟流体或加速试验流体；
[0022]6)将试验流体注入料浆罐；如果存在固相，将砂石加入料浆罐，砂石力度控制在350μm～400μm；
[0023]7)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合冲击角度旋转式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，包括搅拌机构、试样架、连接件，所述连接件与搅拌机构连接，所述试样架与连接件铰接，试样架与连接件之间能够调整径向角度，所述试样架自身带有旋转轴，能够轴向调节试样角度。2.根据权利要求1所述的一种复合冲击角度旋转式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述搅拌机构包括电机、主轴、转盘、搅拌轮片，所述电机驱动主轴旋转，所述转盘和搅拌轮片分别与主轴固定连接，所述转盘与所述连接件连接。3.根据权利要求1所述的一种复合冲击角度旋转式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述连接件包括卡轴、连接件连接臂、连接件调节槽、螺纹孔、连接件固定孔，所述卡轴与转盘通过转盘螺栓连接，所述连接件连接臂与卡轴固定连接或为一体结构，所述连接件连接臂上有连接件固定孔、连接件调节槽和若干个螺纹孔，所述连接件调节槽为弧形，所述连接件调节槽与若干个螺纹孔在以连接件固定孔为圆心的同一个圆弧上，所述连接件固定孔为试样架与连接件的铰接轴孔。4.根据权利要求3所述的一种复合冲击角度旋转式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述连接件调节槽为1/4圆弧，所述螺纹孔为两个，一个螺纹孔与连接件调节槽临近端连线所对的圆心角为45
°
，另一个螺纹孔与连接件调节槽临近端连线所对的圆心角为90
°
。5.根据权利要求1所述的一种复合冲击角度旋转式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述试样架包括试样凹槽、旋转轴、试样架连接臂、弯管固定孔、调节件、角度标尺，所述试样凹槽与试样架连接臂之间设置有旋转轴，所述旋转轴通过拧紧固定螺栓定位，所述试样架连接臂与连接件铰接，所述调节件在所述试样架连接臂上，所述角度标尺在所述试样架连接臂上，所述角度标尺与调节件相对应，所述弯管固定孔分布在试样架的四角位置，所述弯管固定孔对称设置。6.根据权利要求5所述的一种复合冲击角度旋转式冲刷腐蚀试验装置，其特征在于，所述调节件包括调节件调节槽、角度紧固件、调节槽紧固件、角度指针，所述调节件调节槽为圆弧，该圆弧是以试样架与连接件的铰接轴孔为圆心，并与连接件上的连接件调节槽同圆，所述角度紧固件穿过连接件调节槽和调节...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾芳芳，陈义庆，王储，高鹏，李琳，钟彬，伞宏宇，苏显栋，田秀梅，沙楷智，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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