專利名稱：一種高溫高流速沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)測試設(shè)備領(lǐng)域，涉及工業(yè)設(shè)備材料的性能測試，提供一種模擬高溫 高流速狀態(tài)下腐蝕介質(zhì)對工業(yè)設(shè)備材料的沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置，用于材料耐沖蝕性能的測試。背景技術(shù)：
目前，材料在高溫高流速工業(yè)條件下的沖蝕研究主要基于兩個手段， 一是在裝置檢 修中調(diào)査研究或生產(chǎn)線中進(jìn)行掛片試驗(yàn)獲得一些數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)獲取時間長，且不能 在生產(chǎn)前進(jìn)行腐蝕預(yù)測；其二是一些研究人員采用靜止條件或高壓釜中旋轉(zhuǎn)獲取數(shù)據(jù)， 但這種試驗(yàn)條件并不能真實(shí)反映材料在高溫高流速條件下的沖蝕行為。因此，發(fā)明一種 能夠盡量模擬實(shí)際生產(chǎn)中的高溫高流速沖蝕過程，從而實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)研究或腐 蝕評估的試驗(yàn)裝置，對于工業(yè)環(huán)境中高溫高流速條件下的沖蝕研究有重要意義。而目前 進(jìn)行高溫沖蝕試驗(yàn)的相應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置很少。
CN1363835公開了一種高溫高流速沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置，由儲液罐、緩沖罐、過濾器、計(jì) 量泵、加熱爐、換熱器、樣品室、氮?dú)馄拷M成，與緩沖罐相連的儲液罐底部經(jīng)放液閥、 過濾器、計(jì)量泵及多級加熱爐至樣品室，在加熱爐之間設(shè)有2組換熱器，最后一級加熱 爐一方面與樣品室間設(shè)進(jìn)出口閥，另一方面與換熱器間設(shè)旁路閥，與旁路閥連接的換熱 器與另一換熱器串聯(lián)后至儲液罐，氮?dú)馄拷?jīng)氣體置換閥至加熱爐。它能模擬工業(yè)環(huán)境中 高溫高流速條件，用于設(shè)備材料高溫介質(zhì)沖蝕測試。但該裝置至少存在兩個問題，其一 是原料主循環(huán)回路中沒有冷凝裝置，致使一方面原料在高溫下長期試驗(yàn)其組分極有可能 發(fā)生改變，不能真實(shí)反映實(shí)際生產(chǎn)過程，因而獲取的試驗(yàn)結(jié)果也不可靠，另一方面幾乎 全部配件必須耐高溫，特別是關(guān)鍵構(gòu)件計(jì)量泵需在高溫下長期運(yùn)轉(zhuǎn)，市場上很難采購到 滿足此條件的計(jì)量泵，而且價格昂貴，使用壽命短；其二是樣品室沒有高分罐裝置，用 于測試的原料液體中輕質(zhì)組分在高溫下必然揮發(fā)從而導(dǎo)致樣品室壓力增大，不同類型的 原料液體產(chǎn)生的壓力不同，給整個裝置帶來安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠真實(shí)地模擬材料在實(shí)際工業(yè)環(huán)境中高溫高流速沖蝕 工礦的實(shí)驗(yàn)裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中，原料在高溫下長期試驗(yàn)中組分可能發(fā)生改變、耐高溫計(jì)量泵價格昂貴且壽命短，以及壓力增大導(dǎo)致安全隱患等問題。
本發(fā)明包括原料罐l、添加劑罐2、過濾器3、原料進(jìn)料泵4、計(jì)量泵5、 5級加熱爐 6、樣品室7、冷凝器8、高分罐9、貯液罐10和氮?dú)馄?1。原料罐l、過濾器3、原料 進(jìn)料泵4、計(jì)量泵5、 5級加熱爐6、樣品室7、冷凝器8、高分罐9、貯液罐10依次通過 法蘭按入口到出口方向串聯(lián)連接，貯液罐10的出口連接到過濾器3的入口，形成串聯(lián)循 環(huán)回路。5級加熱爐6的最后一級出g通過樣品室閥門14連接到樣品室7，通過旁路閥、 門13連接到冷凝器8的入口。樣品室7頂部通過安全閥和高分罐9的頂部連接，并與壓 力表12和冷凝器8頂部連接，底部出口與冷凝器8入口連接。高分罐9與冷凝器8出口 連接。原料罐1、貯液罐10、高分罐9均連接低壓氮?dú)馄?1。樣品室7頂部連接高壓氮 氣瓶11 。原料罐1側(cè)面安裝添加劑罐2。
本發(fā)明在原料主循環(huán)回路中裝有冷凝器，盡量降低了原料在高溫下長期試驗(yàn)其組分
發(fā)生改變的可能，從而能夠更真實(shí)地反映實(shí)際生產(chǎn)過程，大部分配件特別是關(guān)鍵構(gòu)件計(jì)
量泵在較低溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)，此類泵產(chǎn)品技術(shù)成熟且壽命較長。樣品室底部連接高分罐裝置，
可以消除測試樣品中輕質(zhì)組分在高溫下?lián)]發(fā)導(dǎo)致樣品室壓力增大帶來的安全隱患，同時
也擴(kuò)大了試驗(yàn)原料的適用范圍。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明在測試20#碳鋼在含環(huán)烷酸的高溫油中的沖蝕和靜態(tài)浸泡腐蝕試驗(yàn)結(jié) 果圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括原料罐l、添加劑罐2、過濾器3、原料進(jìn)料泵4、計(jì)量泵5、 5級加熱爐 6、樣品室7、冷凝器8、高分罐9、貯液罐10和氮?dú)馄?1。原料罐l、過濾器3、原料 進(jìn)料泵4、計(jì)量泵5、 5級加熱爐6、樣品室7、冷凝器8、高分罐9、貯液罐10依次通過 法蘭按入口到出口方向串聯(lián)連接，貯液罐10的出口連接到過濾器3的入口，形成串聯(lián)循 環(huán)回路。5級加熱爐6的最后一級出口通過樣品室閥門14連接到樣品室7，通過旁路閥 門13連接到冷凝器8的入口。樣品室7頂部通過安全閥和高分罐9的頂部連接，并與壓 力表12和冷凝器8頂部連接，底部出口與冷凝器8入口連接。高分罐9與冷凝器8出口 連接。原料罐l、貯液罐IO、高分罐9均連接低壓氮?dú)馄?1。樣品室7頂部連接高壓氮 氣瓶11。原料罐1側(cè)面安裝添加劑罐2。本發(fā)明的工作過程如下
首先在樣品室7安裝好用來測試沖刷腐蝕性能的樣品，并在樣品室7底部安放靜止
浸泡的試樣。開啟樣品室7的氮?dú)馊肟?，關(guān)閉其余的入口和出口閥門，然后開啟高壓氮 氣瓶ll，進(jìn)行試驗(yàn)前的壓力測試。測試完畢打開樣品罐7的排空閥門。在原料罐l中添 加100L試驗(yàn)液體，在添加劑罐2添加10ml緩蝕劑，并開啟原料罐1的預(yù)熱開關(guān)，將試 驗(yàn)液體預(yù)熱至一定溫度。開啟閥門低壓氮?dú)馄縧l向管路內(nèi)注入氮?dú)?，保證全部管路暢通、 且無泄漏，連續(xù)通氮?dú)?5分鐘置換裝置內(nèi)的空氣，然后關(guān)閉氮?dú)膺M(jìn)氣閥門。關(guān)閉試驗(yàn)液 體進(jìn)入樣品室閥門14，開啟旁路閥門13，啟動原料進(jìn)料泵4，使管路充滿實(shí)驗(yàn)液體，再 次開啟低壓氮?dú)馄?1進(jìn)氣閥門，連續(xù)通氮?dú)?5分鐘然后關(guān)閉氮?dú)膺M(jìn)氣閥門。開啟5級 加熱爐6，使得液體經(jīng)過濾器3進(jìn)入原料進(jìn)料泵4，經(jīng)計(jì)量泵5進(jìn)入5級加熱爐6，經(jīng)旁 路直接到冷凝器8，經(jīng)高分罐9、貯液罐10回到原料罐1形成循環(huán)回路。等試驗(yàn)液體達(dá) 到試驗(yàn)所要求的溫度，關(guān)閉旁路閥門13，開啟進(jìn)入樣品室的閥門14。液體進(jìn)入樣品室7 時，以噴射狀態(tài)沖擊樣品，形成高溫高流速的沖刷環(huán)境，樣品室7噴射后的試驗(yàn)液體進(jìn) 入高分罐9、貯液罐10回到原料罐1繼續(xù)形成循環(huán)回路?？刂圃囼?yàn)液體連續(xù)循環(huán)一點(diǎn)時 間，根據(jù)樣品的腐蝕情況，就可以測試出樣品在高溫高流速條件下某種試驗(yàn)液體對其的 沖刷腐蝕作用，同時還可以和靜止浸泡的樣品進(jìn)行腐蝕性對比。試驗(yàn)結(jié)束時，先關(guān)閉5 級加熱爐6，關(guān)閉試驗(yàn)液體進(jìn)入樣品室7的閥門14，開啟旁路閥門13,待溫度下降到安 全溫度值時，停止循環(huán)，取出試樣進(jìn)行相關(guān)分析。
如圖2所示，是采用本發(fā)明測試的20#碳鋼在含環(huán)烷酸的高溫油中的沖蝕和靜態(tài)浸 泡腐蝕試驗(yàn)結(jié)果圖。
權(quán)利要求
1、一種高溫高流速沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于包括原料罐(1)、添加劑罐(2)、過濾器(3)、原料進(jìn)料泵(4)、計(jì)量泵(5)、5級加熱爐(6)、樣品室(7)、冷凝器(8)、高分罐(9)、貯液罐(10)和氮?dú)馄?11)，原料罐(1)、過濾器(3)、原料進(jìn)料泵(4)、計(jì)量泵(5)、5級加熱爐(6)、樣品室(7)、冷凝器(8)、高分罐(9)、貯液罐(10)、依次通過法蘭按入口到出口方向串聯(lián)連接，貯液罐(10)的出口連接到過濾器(3)的入口，形成串聯(lián)循環(huán)回路，5級加熱爐(6)的最后一級出口通過樣品室閥門(14)連接到樣品室(7)，通過旁路閥門(13)連接到冷凝器(8)的入口；樣品室(7)頂部通過安全閥和高分罐(9)的頂部連接，并與壓力表(12)和冷凝器(8)頂部連接，底部出口與冷凝器(8)入口連接；高分罐(9)與冷凝器(8)的出口連接。
全文摘要
一種高溫高流速沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置，屬于工業(yè)測試設(shè)備領(lǐng)域，涉及工業(yè)設(shè)備材料的性能測試，提供一種模擬高溫高流速狀態(tài)下腐蝕介質(zhì)對工業(yè)設(shè)備材料的沖蝕實(shí)驗(yàn)裝置，用于材料耐沖蝕性能的測試。包括原料罐、添加劑罐、過濾器、原料進(jìn)料泵、計(jì)量泵、5級加熱爐、樣品室、冷凝器、高分罐、貯液罐和氮?dú)馄拷M成。原料罐的底部依次和過濾器、原料進(jìn)料泵、計(jì)量泵、5級加熱爐、樣品室、冷凝器、高分罐、貯液罐通過法蘭串聯(lián)連接；添加劑罐入口、貯液罐出口和過濾器入口相連；5級加熱爐的最后一級出口通過旁路和冷凝器入口連接；樣品室頂部通過安全閥和高分罐頂部連接。氮?dú)馄客ㄟ^氣體置換閥和原料罐的出口連接。本裝置能夠模擬工業(yè)環(huán)境中高溫高流速條件下設(shè)備材料的耐沖蝕能力測試。
文檔編號G01N3/56GK101413860SQ200810226950
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者周建龍, 李曉剛, 程學(xué)群, 董超芳, 旭 陳 申請人:北京科技大學(xué)