專利名稱：管材內壁磨損磨蝕試驗裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測試管材內壁與流體的磨損磨蝕性能的試驗裝置。
背景技術：
由流體流動引起的磨損磨蝕非常普遍，但因為其復雜性很高，目前僅用計算的方法還很難解決這類問題，主要靠試驗進行研究。多年來各國的科學技術人員研制了許多不同類型的磨損磨蝕試驗機，這些試驗機按結構形式分主要有三種:管流式實驗裝置，噴射式實驗裝置和旋轉式實驗裝置。管流式實驗裝置由貯液槽、循環泵、管線、控制閥、流量計等組成。能較好地模擬管道沖刷的實際工況，但整套系統較復雜，占據空間很大，實驗所需溶液量大，實驗周期長，循環泵需要持續運轉，還有泵閥的可靠性以及如何防止泄漏問題，整套裝置的費用和實驗費用都很高。噴射式實驗裝置能靈活調整噴射角度，但是也需要貯液槽、循環泵、管線、控制閥、流量計等設備部件，也較復雜，而且一次試驗只能做一個試樣。旋轉式實驗裝置具有設備簡單、成本低等優點。但是現有的旋轉式實驗裝置除了專利ZL 200720071605.5外，基本上都是圓柱或板片狀試樣，如果用管狀試樣，也基本上是測試管外壁表面的磨蝕性能。而絕大多數情況是流體在管內流動造成磨蝕磨損。專利ZL200720071605.5的主要缺點是管材試樣高速旋轉，不能用或很難用電化學方法測試，只能用失重法表征磨蝕磨損性能，靈敏度低，不能實時在線測量。

發明內容
本發明是要提供一種能用電化學方法實時在線測試管材內壁與流體的磨損磨蝕性能的管材內壁磨損磨蝕試驗裝置，用于解決現有的旋轉式磨損磨蝕試驗裝置不能實時在線測量管內壁與流體的磨損磨蝕性能，管流式實驗裝置和噴射式實驗裝置結構復雜、可靠性低、實驗費用高的技術問題。本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是:
一種管材內壁磨損磨蝕試驗裝置，包括旋轉動力裝置、旋轉攪拌裝置、盛放試驗介質的容器、試驗管樣、管樣套和電化學參數測量儀，其特點是:容器內放有試驗介質，旋轉攪拌裝置浸沒在試驗介質中，并夾持在旋轉動力裝置上，容器側壁上用可拆連接件固定管樣套，管樣套內裝有作為工作電極的管樣，管樣外側兩端與管樣套密封，并通過導體和導線與電化學參數測量儀的工作電極端連接，管樣套的材料為絕緣的非金屬材料，參比電極通過電線與電化學參數測量儀的參比電極端連接，電化學參數測量儀的輔助電極端通過電線與輔助電極相連。管樣套有若干個，并呈輻射狀均勻布置，若干個管樣套中心線在同一水平面上。導體是金屬螺釘。輔助電極是容器的金屬壁。參比電極是固體電極。固體電極為鋅電極。固體電極固定在容器的底壁上，并用絕緣墊片密封與容器壁絕緣。
本發明的有益效果是:該試驗裝置結構簡單，方便實用，既能用電化學參數測量儀實時在線測量開路電位、極化電阻、交流阻抗等電化學參數表征管樣或介質的磨蝕性能，又能用失重法測量管內壁由于流體流動造成的磨損磨蝕量，還能分析腐蝕與磨損的交互作用。由于工作電極固定不動，不需要電刷和動密封，裝置更可靠。


圖1是本發明的結構示意 圖2是圖1的俯視 圖3是管樣套及管樣裝配連接剖視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進一步說明。如圖f 3所示，本發明的管材內壁磨損磨蝕試驗裝置，包括旋轉動力裝置1、旋轉攪拌裝置2、容器3、試驗介質4、管樣套5、管樣6、導體7、第一,二螺母8,10、參比電極9、電線和電化學參數測量儀11。試驗介質4放在容器3內，旋轉攪拌裝置2浸沒在試驗介質4中，并夾持在旋轉動力裝置I上。管樣6作為工作電極裝在管樣套5中，管樣6外側兩端用密封圈13密封，試驗管樣既能方便裝拆，又使流體不能進入管樣外側的間隙，保證電化學測試的順利進行。用金屬螺釘作為導體7，金屬螺釘一端與管樣6外側被密封住的、不通介質的部位緊密接觸，另一端與電線相連，電線另一端接在電化學參數測量儀11的工作電極端。管樣套5用第一螺母8固定在容器3的壁面上，管樣套5的材料為絕緣的非金屬材料，管樣內壁浸沒在容器內的介質中。參比電極9可以是常用的飽和甘汞電極、銀/氯化銀電極，也可以是固體電極，固體電極可以是鋅電極。作為參比電極9的固體電極用第二螺母10固定在容器3的底壁上，用二個絕緣墊片密封與容器壁絕緣，電線一端與參比電極9連接，另一端接在電化學參數測量儀11的參比電極端。輔助電極可以是金屬容器壁本身，也可以是常用的鉬、不銹鋼等導電材料制作的電極，僅測量電位時，則不用輔助電極。本實施例以容器3的金屬壁面為輔助電極，用電線與電化學參數測量儀11的輔助電極端連接。電化學參數測量儀可以是電化學工作站、恒電位儀，也可以是萬用表等電學參數測量儀。如圖2所示，安裝管樣的管樣套5呈輻射狀均勻布置，管樣套5中心線12在同一水平面上，管套數N > I，本實施例的管套數N=6。試驗時旋轉攪拌裝置2在旋轉動力裝置I的帶動下在容器3內旋轉，流體在管內流動和沖擊管內壁。根據需要，打開電化學參數測量儀11實時在線測量開路電位、極化電阻、交流阻抗等電化學參數表征管樣或介質的磨蝕性能，本實施例的電化學參數測量儀是電化學工作站。該試驗裝置也可用失重法表征管樣或介質的磨蝕性能。試驗前，將試驗管樣洗凈，干燥至恒重后用天平稱重。試驗后，再將試驗管樣洗凈，干燥至恒重后用天平稱重。計算出失重量，用失重量可以進一步計算出單位面積單位時間的平均壁厚減薄量。用失重量或單位面積單位時間的平均壁厚減薄量表證管材或者試驗介質的磨損磨蝕性能。
權利要求
1.一種管材內壁磨損磨蝕試驗裝置，包括旋轉動力裝置(I)、旋轉攪拌裝置(2)、盛放試驗介質的容器(3)，試驗管樣(6)、管樣套(5)，電化學參數測量儀(11)，其特征在于:所述容器(3 )內放有試驗介質(4 )，旋轉攪拌裝置(2 )浸沒在試驗介質(4 )中，并夾持在旋轉動力裝置(I)上，容器(3)側壁上用可拆連接件固定管樣套(5)，管樣套(5)內裝有作為工作電極的管樣(6)，管樣(6)外側兩端與管樣套(5)密封，并通過導體(7)和電線與電化學參數測量儀(11)的工作電極端連接，管樣套(5)的材料為絕緣的非金屬材料，參比電極(9)通過電線與電化學參數測量儀(11)的參比電極端連接，電化學參數測量儀(11)的輔助電極端通過電線與與輔助電極相連。
2.根據權利要求1所述的管材內壁磨損磨蝕試驗裝置，其特征在于:所述管樣套(5)有若干個，并呈輻射狀均勻布置，若干個管樣套(5)中心線(12)在同一水平面上。
3.根據權利要求1所述的管材內壁磨損磨蝕試驗裝置，其特征在于:所述導體(7)是金屬螺釘。
4.根據權利要求1所述的管材內壁磨損磨蝕試驗裝置，其特征在于:所述輔助電極是容器(3)的金屬壁。
5.根據權利要求1所述的管材內壁磨損磨蝕試驗裝置，其特征在于:所述參比電極(9)是固體電極。
6.根據權利要求5所述的管材內壁磨損磨蝕試驗裝置，其特征在于:所述固體電極為鋅電極。
7.根據權利要求5所述的管材內壁磨損磨蝕試驗裝置，其特征在于:所述固體電極固定在容器(3)的底壁上，并用絕緣墊片密封與容器壁絕緣。
全文摘要
本發明涉及一種管材內壁磨損磨蝕試驗裝置，容器內放有試驗介質，旋轉攪拌裝置浸沒在試驗介質中，并夾持在旋轉動力裝置上，容器側壁上用可拆連接件固定管樣套，管樣套內裝有管樣，管樣外側兩端與管樣套密封連接，并通過作為導體的金屬螺釘和電線與電化學參數測量儀的工作電極端連接，參比電極和輔助電極通過電線分別與電化學參數測量儀的參比電極端和輔助電極端相連。該試驗裝置結構簡單，方便實用，既能用電化學參數測量儀實時在線測量開路電位、極化電阻、交流阻抗等電化學參數表征管樣或介質的磨蝕性能，又能用失重法測量管內壁由于流體流動造成的磨損磨蝕量，還能分析腐蝕與磨損的交互作用。
文檔編號G01N17/02GK103196821SQ201310113889
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優先權日2013年4月3日
發明者梁磊, 曲鳳挺, 呂楠楠, 葛曉然, 齊文 申請人:上海電力學院