本發(fā)明涉及沖刷腐蝕實驗測試技術領域，特別是涉及一種管道沖刷腐蝕測試實驗裝置。

背景技術：

沖刷腐蝕(Erosion-Corrosion)又稱為磨損腐蝕，是金屬表面與腐蝕流體之間由于高速相對運動而引起的金屬損壞現(xiàn)象，是材料受沖刷切削和腐蝕交互作用的結果，是一種危害性較大的局部腐蝕，在石油、化工等生產領域廣泛存在。暴露在運動流體中的所有類型的設備如料漿輸送管道、泵的過流部件和閥門等，都會遭受到?jīng)_刷腐蝕的破壞，尤其是在含固相顆粒的雙相流中，破壞更為嚴重。因此沖刷腐蝕問題的研究，引起了人們的高度重視。

沖刷腐蝕是一個很復雜的過程，影響因素眾多，概括起來主要包括材料(冶金)、環(huán)境和流體力學三個方面。過去人們通過失重實驗以及各種流動條件下的電化學測量技術，對前兩方面因素的影響做了較為深入的研究，并進而開展了沖刷和腐蝕交互作用的研究，以期揭示沖刷腐蝕的本質。但是由于受到條件的限制，研究過程中無法很好的控制環(huán)境因素(溫度，含氧量等)和流體流態(tài)等問題，導致結果無法滿足研究人員所預期的要求，使得對流體力學方面的研究進展緩慢。因此迫切需要人們對實驗裝置進行改進，以期望能夠解決管道的沖刷腐蝕問題。

沖刷腐蝕的研究設備多種多樣，所得沖刷腐蝕數(shù)據(jù)隨實驗方法的不同而有一定的差異.目前常用的沖刷腐蝕的研究設備主要包括旋轉式、管流式和噴射式三類。旋轉式實驗裝置的缺點主要是試樣與液固雙相流間的相對流速一般較低,而且流速的精確值很難確定；固體顆粒懸浮程度不均勻甚至沉淀在裝置底部；攻角一般無法控制；較高流速下的動態(tài)電化學測試也較難實現(xiàn)。噴射式實驗裝置開發(fā)出了一些可以進行電化學測量的裝置,但由于采用的動力泵等的局限性,不適用于含固量大或固相顆粒較大的體系。管流實驗由于實驗條件容易控制，因此是模擬管道沖刷腐蝕的最好方法。實驗過程中采用掛片或者貼片式樣品，測試滿足管道內沖刷腐蝕的部分條件。實驗過程中所用的流體與實際管道內通過的流體一致或相似，通過此方法來研究流體沖刷對材料腐蝕的影響。此方法雖然能夠進行沖刷實驗，但是由于掛片或貼片樣品對流場的干擾，對研究人員進行沖刷腐蝕實驗結果的正確的判斷產生干擾，阻礙了研究人員對沖刷腐蝕的研究進展。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是：為了解決現(xiàn)有技術中實驗裝置不完善，實驗過程中外部條件差異對實驗的影響比較大，導致無法很好地測試管道沖刷腐蝕技術問題。本發(fā)明提供一種可用于做沖刷腐蝕的樣品臺，樣品臺末端與管道內壁有很好的平滑過渡，在實驗過程中，不會對實驗流動產生額外的影響。

本發(fā)明提供一種可用于沖刷腐蝕實驗測試的裝置，能把樣品直接置于管道內部進行沖刷腐蝕實驗，通過一定的手段(如螺紋連接等)使樣品臺與管道固定，通過墊圈等方法使樣品臺與管道密封，同時樣品與管道內壁平滑過渡，在實驗過程中，不會因為樣品的存在增加對管道內流體的擾動而對實驗測試結果產生附加的影響。

本發(fā)明解決其技術問題所要采用的技術方案是：一種管道沖刷腐蝕測試實驗裝置，包括管道、加強圈、樣品臺、螺桿、螺母、橡膠墊圈、電化學測試平臺以及樣品。管道即為測試實驗所用的管段，可以是彎管或直管。管道上開孔以便于安裝樣品臺，管道開孔為錐形孔，孔徑由管道內壁向外壁方向逐漸增大，樣品臺末端形狀為與錐形孔形狀匹配的錐形臺，管道的開孔處(管道和樣品臺連接處)沿周向設有與管道一體連接的加強圈。管道與樣品臺通過螺紋連接，連接部分樣品臺形狀與管道的開孔緊密配合，由于加強圈的內孔孔徑大于開孔的孔徑，因此加強圈的內孔與開孔依次連接形成階梯孔，所述樣品臺為與所述階梯孔配合的圓柱形階梯軸，樣品臺與管道的階梯形配合處設有橡膠墊圈來進行密封。樣品臺采用絕緣材質。所述樣品臺末端設有腐蝕測試樣品安裝面，所述腐蝕測試樣品安裝面上設有腐蝕測試樣品安裝孔，所述樣品置于所述安裝孔內，樣品臺內部的安裝面與管道內壁在一個曲面(或平面)上，避免管道內流體流經(jīng)接合處時出現(xiàn)流場擾動。樣品臺中心位置沿軸向設有一圓孔，圓孔內設有螺桿貫穿樣品臺，并且螺桿通過螺紋與樣品臺耦合。樣品臺內部設腐蝕測試樣品安裝孔，安裝孔的形狀為圓形或方形，樣品加工時保證與樣品臺內部安裝孔緊密配合，且樣品厚度不大于樣品臺內部樣品安裝孔深度。樣品背部中心設有螺孔，與貫穿樣品臺中部的螺桿螺紋連接，螺桿為金屬材質，外接導線連接電化學測試平臺。安裝樣品時，通過螺桿控制樣品安裝深度，當樣品測試面與樣品臺的測試樣品安裝面(即管道內壁)在同一曲面(或平面)時通過螺母鎖緊，螺母鎖緊時下設金屬墊片，避免管道內流體流經(jīng)接合處時出現(xiàn)流場擾動。本發(fā)明還設置一個參比電極與輔助電極放置孔，方便實驗的進行，防止實驗過程中由于參比電極與輔助電極放置擾動管道內流體對實驗結果產生干擾，提高實驗結果的準確性。所述參比電極與輔助電極放置孔在樣品臺對面，與開孔相對設置。本發(fā)明可更換樣品進行沖刷腐蝕實驗，所述樣品臺與管道密封性好，牢固可靠，且體積小，樣品、樣品臺內部和管道內壁在同一曲面(或平面)上，能有效避免掛片、貼片實驗帶來的流場擾動。該發(fā)明既能滿足管道沖刷腐蝕測試實驗的要求，又簡化了測試操作流程，極大地方便了測試實驗的進行。

作為優(yōu)選，所述樣品臺為一圓柱形階梯結構，樣品臺臺身階梯結構中與加強圈連接部分的外部直徑在50mm～200mm之間，與開孔連接部分的外部的直徑在20mm～100mm之間，樣品臺高度不限。所述樣品臺中間有一圓孔，所述圓孔直徑在5mm～20mm之間。

作為優(yōu)選，所述螺桿采用平底螺釘，所述螺釘長度配合樣品臺長度后，外部超出樣品臺30mm～100mm，直徑在5mm～20mm之間，配合樣品臺中心圓孔螺紋。樣品背部中心螺紋深度為2mm～10mm，與螺桿連接防止樣品滑動脫落。

作為優(yōu)選，所述起密封作用的橡膠墊圈采用防油橡膠墊圈。

作為優(yōu)選，所述加強圈內徑在50mm～200mm之間，并有內螺紋，與樣品臺配合，為圓環(huán)結構。

作為優(yōu)選，所述參比電極與輔助電極放置孔為一直徑在20mm～50mm的密封螺孔，外接電化學測試平臺。

作為優(yōu)選，所述管道和加強圈與樣品臺連接處、樣品臺與樣品和螺桿連接處以及參比電極與輔助電極放置孔連接處均通過密封油脂進行密封。

作為優(yōu)選，所述管道沖刷腐蝕測試實驗裝置樣品臺為絕緣材質，螺桿為金屬材質，外接導線連接電化學測試平臺，其他部件為透明有機玻璃、合金材質或其他管道材質。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種管道沖刷腐蝕測試實驗裝置，通過設置樣品臺等這一系列部件，與以前實驗相比，由于樣品臺的存在，有以下幾個優(yōu)點：首先，樣品臺能夠快速裝卸，保證實驗操作簡單、方便；其次，由于樣品臺能把樣品直接放置在管道內部，樣品臺的密封性，緊固性良好，且樣品與管道內壁平滑過渡，消除了流體流態(tài)等影響實驗的因素，滿足了研究人員做管道沖刷腐蝕測試實驗的要求；第三，樣品臺可以反復的使用，節(jié)約實驗成本。因此是一種比較理想的實驗裝置。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1為本發(fā)明一種用于做沖刷腐蝕實驗測試裝置的最優(yōu)實施例的結構示意圖。

圖2為樣品臺的俯視圖示意圖。

圖3為圖1中參比電極與輔助電極放置孔局部I的放大示意圖。

圖4為圖1中樣品放置處局部II的放大示意圖。

圖5為圖1中密封墊圈局部III的放大示意圖。

圖6為圖1中加強圈與樣品臺裝配的局部IV的放大示意圖。

圖7為圖1中螺桿與樣品臺用螺母固定局部V的放大示意圖。

圖中：1、螺桿，2、螺母，3、樣品臺，4、加強圈，5、管道，6、樣品，7、橡膠墊圈，8、參比電極與輔助電極放置孔，9、金屬墊片。

具體實施方式

現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明作詳細的說明。此圖為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。

如圖1-7所示，是本發(fā)明實施例，一種用于管道沖刷腐蝕測試實驗裝置，包含螺桿1，螺母2，樣品臺3，加強圈4，管道5，樣品6，橡膠墊圈7，參比電極與輔助電極放置孔8，金屬墊片9。管道5為彎管。所述樣品臺3為一圓柱形階梯結構，與加強圈4連接部分的外部直徑為100mm，下部有外螺紋，與開孔連接部分的外部的外部直徑為50mm，腐蝕測試樣品6安裝面中間圓孔直徑為8mm。管道5壁厚為10mm，樣品臺3高度為80mm，樣品臺3為絕緣材質，優(yōu)選透明有機玻璃材質。加強圈4內徑為100mm，為有內螺紋圓筒結構，與樣品臺3配合，并采用橡膠墊圈7密封。螺桿1采用平底螺釘，螺桿1長為130mm，直徑為8mm，樣品6厚度為8mm，樣品6背面螺孔深度為4mm，與螺桿1通過螺紋連接防止樣品6滑動脫落，螺桿1為金屬材質，優(yōu)選為銅，外接導線連接電化學測試平臺。安裝樣品6時，通過螺桿1控制樣品6安裝深度，當樣品6測試面與樣品臺3頂面(管道5內壁)在同一曲面(或平面)時通過螺母2鎖緊，螺母2鎖緊時下設金屬墊圈9，避免管道5內流體流經(jīng)接合處時出現(xiàn)流場擾動。管道5沖刷腐蝕測試實驗裝置采用透明有機玻璃制造，便于觀察管道5內流體流動狀態(tài)。參比電極與輔助電極放置孔8安裝參比電極與輔助電極，并連接到螺桿1所連接的電化學測試平臺。

實驗開始后，管道5內流體按照工況或實驗要求流經(jīng)管道5沖刷腐蝕測試實驗裝置，在沖刷腐蝕管道5、樣品臺3內部同時，在未受到任何擾動的情況下沖刷腐蝕樣品6，于此同時，開啟電化學測試平臺可實時監(jiān)控樣品6腐蝕狀態(tài)，了解腐蝕進程。沖刷腐蝕結束后，可以卸下樣品6，可對其進行分析測試。

本發(fā)明通過設置樣品臺3等這一系列部件，與以前實驗相比，由于該管道5沖刷腐蝕測試實驗裝置的存在，樣品臺3能夠快速裝卸，保證實驗操作簡單、方便，由于樣品臺3能把樣品6直接放置在管道5內部，樣品臺3的密封性，緊固性良好，且樣品6與管道5內壁平滑過渡，與管道5內一致，不會改變流態(tài)等因素，同時能實時監(jiān)控檢測管道5腐蝕狀態(tài)，滿足了研究人員對管道5沖刷腐蝕進行研究的要求，樣品臺3可以反復的使用，節(jié)約實驗成本。因此是一種理想的管道5沖刷腐蝕測試實驗裝置。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關的工作人員完全可以在不偏離本發(fā)明的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。