本发明专利技术公开了旋转式冲蚀磨损电化学测试装置，包括水箱、料浆罐、试样、旋转电机、工作电极柱、辅助电极、胶管、三通阀、烧杯、参比电极、盖板、旋转轴、搅拌叶轮、立柱、电机控制柜、恒电位电流分析仪和循环水系统；本发明专利技术通过对工作电极、参比电极和辅助电极抗冲蚀磨损保护方式设计，解决冲蚀磨损过程中电极容易损坏及变形问题，三电极通过导线外连到恒电位电流分析仪进行电化学腐蚀测试，通过计算机绘制冲蚀磨损过程中试样的电化学腐蚀曲线；本发明专利技术可以模拟冲蚀磨损实际工况条件，特别是准确分析测试冲蚀磨损过程中纯腐蚀量的真实情况及其对试样材料冲蚀磨损规律的影响，也可应用于实际工业环境中的现场测试。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种旋转式冲蚀磨损电化学腐蚀测试装置。
技术介绍
液固两相流或单相流体冲蚀磨损是导致石油化工、冶金、水利水电等行业中各种管道、杂质泵、阀等过流部件快速损坏的重要原因。对于液固两相流冲蚀磨损，由于冲蚀磨损过程中既有冲刷磨损作用，也有腐蚀作用，同时还有冲刷磨损与腐蚀之间的交互作用，有时交互作用引起的材料流失速率比纯腐蚀和纯冲刷磨损之和还要大，其危害程度比纯腐蚀或纯冲刷磨损更大。因此，正确测试表征液固两相流冲蚀磨损过程中材料总流失速率、纯腐蚀、纯磨损速率以及腐蚀磨损交互作用速率，对于控制冲蚀磨损过程材料流失速率，设计合适的耐磨抗蚀材料，延长过流部件使用寿命具有重要的理论与实际指导意义。在液固两相流中冲蚀磨损所引起的材料总流失速率可用下式来表示:Vt= Ve+Vc+Vs式中:Vt——冲蚀磨损作用造成的材料总失重速率；Ve--单纯机械冲刷磨损引起的材料失重速率；Vc 单纯腐蚀引起的材料失重速率；Vs一一冲刷磨损和腐蚀的交互作用失重速率。式中材料总流失速率Vt可以采用带有腐蚀性的实际料浆通过实验测试得到，纯冲刷磨损速率Ve可以采用蒸馏水加相同固体份数的没有腐蚀性的料浆实验测试得到，这两项相对容易测试。如果测试得到单纯腐蚀引起的材料失重速率V。，则可以通过公式计算得到冲刷磨损和腐蚀的交互作用失重速率vs。而冲蚀磨损过程中纯腐蚀量与静态时的纯腐蚀量不同，静态时的纯腐蚀量测试方便，其方法为:工作电极、辅助电极与参比电极放置在专用电极池中，电极池中装入测试的电解溶液。这种静态溶液中的三电极电化学测试系统，无法或难以进行冲蚀磨损过程中的动态纯腐蚀量的测试，因为动态溶液的高速冲蚀磨损过程中，溶液中三电极容易损坏或变形，其保护与固定难度大。国内外研宄者针对不同液固两相流冲蚀磨损工况设计制造了不同的旋转式冲蚀磨损试验装置，对冲蚀磨损过程中材料失重量、冲蚀磨损机理以及靶材优化设计等进行了系统研宄。但旋转式冲蚀磨损过程中电化学腐蚀测试的研宄报道较缺乏，中国专利ZL200710068213《一种应用于旋转式单相流冲蚀试验的电化学测试方法》通过先在静止的腐蚀介质溶液中给待测试件(工作电极)一个钝化电位使其预腐蚀，表面形成致密的保护膜，再通过电机改变单相流体流速，然后监测腐蚀电流和阻抗随流体转速变化的情况，研宄钝化膜破裂的临界条件以及破裂瞬间的一些特性，能模拟工业环境中的实际工况条件。但现有的旋转式冲蚀磨损试验装置仍存在以下不足之处:(I)较多的旋转式冲蚀磨损试验装置中，由于试样安装在旋转轴上，与旋转轴一起作高速运动，没有设计装配电化学测试系统，因而冲蚀磨损过程中电化学腐蚀的在线测试表征难以进行。(2)试样不安装在旋转轴上的一些冲蚀磨损试验装置，难以解决高速流体冲蚀磨损过程中电化学测试系统电极的保护、固定问题。
技术实现思路
为了解决电极系统的保护及固定问题，本专利技术通过对工作电极、参比电极和辅助电极耐磨抗蚀保护方式设计，解决冲蚀磨损过程中电极容易损坏及变形问题，研宄出耐冲蚀磨损电极保护套或电极材料和电极系统结构设计，这样可以进行冲蚀磨损过程中电化学在线测试，通过计算机记录冲蚀磨损过程中纯腐蚀量的变化情况。同时可以对石油化工、冶金、水利水电等行业中各种管道、杂质泵、阀等过流部件材料电化学腐蚀进行测试，准确分析纯腐蚀量及其对材料总流失量的影响，既可在实验室进行模拟测试分析，也可对实际工况环境进行现场测试分析，实用范围广，测试方便。本专利技术的技术方案是这样实现的:一种旋转式冲蚀磨损电化学测试装置，包括水箱、料楽罐、试样、旋转电机、工作电极柱、辅助电极、胶管、三通阀、烧杯、参比电极、盖板、旋转轴、搅拌叶轮、立柱、电机控制柜、恒电位电流分析仪和循环水系统；所述的旋转电机安装在旋转轴的顶部并与电极控制柜相连，旋转轴底部安装有搅拌叶轮，在搅拌叶轮运行的浆料罐中的盖板上设有工作电极和辅助电极，工作电极底部装有试样；在浆料罐的外侧设有水箱，水箱与装置外部的水循环系统相连；在浆料罐的外部设有烧杯，其中辅助电极通过胶管连接到烧杯中，并且在胶管上设有三通阀，烧杯中还设有参比电极；所述的工作电极、辅助电极和参比电极均连接恒电位电流分析仪；水箱和浆料罐通过立柱固定在测设装置中部。进一步，所述的工作电极柱和辅助电极柱设置在旋转轴的两侧。进一步，在工作单电极柱的外侧设有保护套。进一步，所述的旋转电机为无极调速电机。本专利技术产生的有益效果是:通过对工作电极、参比电极和辅助电极耐冲蚀磨损方式设计，解决在冲蚀磨损过程中电极系统的保护、固定问题，可以进行冲蚀磨损过程中电化学腐蚀因素的在线测试，通过计算机记录冲蚀磨损过程中纯腐蚀量的变化情况；料浆罐中料浆介质的酸碱度及固液比可根据需要进行调整；电机的旋转速度可以无级调速，转速及试验时间通过计算机显示控制，在旋转轴下部设置了搅拌叶轮，可以使流体旋转及防止固体颗粒沉降到料浆罐底部，通过改变旋转轴转速的方式研宄料浆冲蚀速度对冲蚀磨损过程中试样材料纯腐蚀量、纯磨损量和冲蚀磨损总量的影响，从而计算得到腐蚀与磨损交互作用量，分析冲蚀磨损机理。本专利技术既可以在实验室模拟分析，也可适用于冲蚀磨损实际工况条件(电极测试系统安装在实际工况环境)，对动态溶液高速冲蚀磨损过程纯腐蚀量进行实时测试，分析不同料浆介质、冲蚀速度等引起纯腐蚀量的变化情况，以及纯腐蚀量对试样总流失量的影响。本专利技术对于冲蚀磨损过程材料破坏原因分析、选材及优化设计、延长过流部件服役寿命等有较好的理论和实际意义。【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图；图2为参比电极和辅助电极的结构示意图；图3为工作电极的结构示意图。【具体实施方式】[0当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种旋转式冲蚀磨损电化学测试装置，其特征在于：包括水箱、料浆罐、试样、旋转电机、工作电极柱、辅助电极、胶管、三通阀、烧杯、参比电极、盖板、旋转轴、搅拌叶轮、立柱、电机控制柜、恒电位电流分析仪和循环水系统；所述的旋转电机安装在旋转轴的顶部并与电极控制柜相连，旋转轴底部安装有搅拌叶轮，在搅拌叶轮运行的浆料罐中的盖板上设有工作电极和辅助电极，工作电极底部装有试样；在浆料罐的外侧设有水箱，水箱与装置外部的水循环系统相连；在浆料罐的外部设有烧杯，其中辅助电极通过胶管连接到烧杯中，并且在胶管上设有三通阀，烧杯中还设有参比电极；所述的工作电极、辅助电极和参比电极均连接到恒电位电流分析仪；水箱和浆料罐通过立柱固定在测设装置中部。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李平，彭学周，王李波，苏莉，董泽华，韩苗，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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