本发明专利技术公开了一种应用于喷射腐蚀测试的装置与测试方法，属于材料腐蚀性能测试技术领域，装置包括溶液罐、样品室、试验管及循环泵送组件，试验管及样品室并联连接在循环泵送组件的管路中，将测试用介质放入溶液罐中，利用循环泵送组件将测试介质输送至试验管内及容纳喷嘴及试样的样品室内并实现循环，通过压力测控组件、温度测控组件及流量测控组件来控制管路内的压力、介质温度及流量。利用本发明专利技术能够对试样进行模拟实际环境的腐蚀试验，并可以针对不同管径和不同弯度的试验管试样进行测试，且对测试结果与样品室内传统液流喷射腐蚀结果进行换算，以对材料进行不同环境下的传统评估方法的工程适用性提升做出更加准确的认定。估方法的工程适用性提升做出更加准确的认定。估方法的工程适用性提升做出更加准确的认定。
【技术实现步骤摘要】
应用于喷射腐蚀测试的装置与测试方法
[0001]本专利技术属于材料腐蚀性能测试
，尤其涉及一种应用于喷射腐蚀测试的装置与测试方法。
技术介绍
[0002]对于材料腐蚀而言，腐蚀介质的流动速度与流动形态具有重要意义。例如美国石油学会标准API571中认为，即使材料、温度与成分等腐蚀参数完全相同，当介质流动速度超过一定界限时，其腐蚀速率要以5倍计算。此外，遇到弯头等可改变流态的几何结构，其腐蚀计算也与直管完全不同。因此，对于在流动介质中的材料腐蚀，如何通过实验室模拟的方法再现实际工况中的介质流动过程，以实现对材料在流动介质中的可用性准确测试与评价，是目前材料性能检测领域最亟需解决的问题。
[0003]既往学界最常用的解决方法就是采用喷嘴射流方法解决。即采用锥形喷嘴将腐蚀介质喷射出，试样放置于锥形喷嘴前方，此时介质以一定速度喷射到试样表面上对试样进行冲刷，以此时的喷射速度和喷射角度定义为测试参数。一定时间后取下被测试样，以失重或者形貌等腐蚀特征物理量来进行试样的腐蚀程度评价。
[0004]但此方法存在以下几个关键问题难以解决，以至于该测试方法无法满足测试需求，导致目前该方法测试精确度不高，只能在学界进行定性或者半定量试验采用。而工程界认可度不高，无法变成标准化的测试：
[0005](1)该方法介质流速的精准性较低。由于试样表面无法设置速度监测装置，因此介质的喷射速度均已喷嘴或者喷射管路中的测得的速度为准。但是实际介质喷射工程中由喷嘴喷出到速度必然有所衰减；此外，由于液流喷射后不再受到管路的几何空间约束，也必然面临液柱扩散现象，带来实际速度的变化。因此，实际液流速度与标称速度具有较大差异，导致测试结果不准。
[0006](2)介质成分的可控性较差。一般该类动态腐蚀试验中，如果试验介质中含有气体，都会采用预先充气形式。即预先设定好气体分压，将气体按照混合比例通入溶液，后将含气介质经喷嘴喷射而出。但在喷嘴喷出的过程中，由于压差减小与液体膨胀，可导致介质内溶解的气体析出，带来介质的不稳定性，对腐蚀结果产生偏差。
[0007](3)试样测试角度小，应用范围不广。由于测试采用液流喷射至试样表面的形式，所以液流和试样表面的夹角必须在180
°
以内，否则无法形成有效的表面冲刷。但是在实际工况中，设备可能和液体流动方向呈大于180
°
的情况(如向下弯折的管道下壁)。对此情况，喷嘴射流方法无法满足测试需要。
[0008](4)样品失真严重，与真实情况不符。对于喷嘴射流装置进行的动态腐蚀测试，在实验前都必须将试验材料加工成片状试样进行测试，以满足相关要求样品装夹要求和动态腐蚀的计算要求。但是对于材料而言，腐蚀过程和试验结果与材料表面状态息息相关。经处理制成试样的材料，与原始的管材表面完全不同，可能发生材料偏差，因此发生性质改变，带来测试不准的情况。
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的是提供一种应用于喷射腐蚀测试的装置与测试方法，旨在解决现有技术中喷嘴射流方法检测流动介质腐蚀性存在精准性低、介质成分可控性差、试样测试角度小及样品失真严重的技术问题。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：
[0011]一种应用于喷射腐蚀测试的装置，包括用于容纳测试介质的溶液罐、用于容纳喷嘴及试样的样品室、用于测试管腔腐蚀的试验管及用于输送测试介质的循环泵送组件，所述循环泵送组件的管路上设有流量测控组件、压力测控组件及温度测控组件，所述试验管及样品室均与溶液罐并联连通，所述试验管及样品室通过循环泵送组件实现测试介质在管路中的循环；所述溶液罐上设有进气口，通过压力测控组件来控制管路内的压力，通过温度测控组件来控制并检测管路中的介质温度，通过流量测控组件来检测并控制管路中的流量。
[0012]优选的，所述温度测控组件包括加热器、冷却器和多个温度传感器，所述加热器设置于样品室及试验管的进口端，所述冷却器设置于样品室及试验管的出口端；多个温度传感器包括检测溶液罐内温度的第一温度传感器、检测加热器出口介质温度的第二温度传感器及冷却器出口介质温度的第三温度传感器。
[0013]优选的，所述循环泵送组件包括增压泵、稳压罐、循环泵及十个管路，十个管路分别为第一管路至第十管路，所述第一管路、第二管路及第三管路的一端均与溶液罐并联相连，所述第一管路及第二管路的另一端与第五管路相连，所述第三管路的另一端与稳压罐相连；所述增压泵设置于溶液罐的出口端，所述增压泵通过第四管路及稳压罐与循环泵相连，所述循环泵的出口端与第五管路相连，所述第五管路通过加热器与第九管路相连，所述样品室设置于第八管路上，所述试验管设置于第七管路上，所述样品室及试验管的一端均与第九管路并联，所述样品室及试验管的另一端通过冷却器与第十管路相连，所述第十管路的另一端与第四管路相连。
[0014]进一步的，所述第七管路的一侧旁通并联第六管路。
[0015]优选的，所述压力测控组件包括第一压力传感器、第二压力传感器、压力调节阀及安全阀，所述第一压力传感器设置于稳压罐上，所述第二压力传感器及压力调节阀均设置于第一管路上，所述安全阀设置于第一管路、第二管路与第五管路的交界处。
[0016]优选的，所述流量测控组件包括第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第一流量调节阀、第一流量传感器、第二流量调节阀及第二流量传感器，所述第一电动阀设置于增压泵的进口端，所述第二电动阀设置于第三管路上，所述第三电动阀设置于第六管路上，所述第一流量调节阀及第一流量传感器设置于第七管路上试验管的出口端，所述第二流量调节阀及第二流量传感器设置于第八管路上样品室的出口端。
[0017]一种应用于喷射腐蚀测试的测试方法，利用上述应用于喷射腐蚀测试的测试装置进行喷射腐蚀测试，包括以下步骤：
[0018]S100：在试验预备阶段，首先关闭第一电动阀、第二电动阀及第三电动阀，此时将测试用介质放入溶液罐中，并根据实际测试需求选择是否通入气体或放置固体颗粒物来加速腐蚀反应；
[0019]当需要通入气体时，将气体注入溶液罐，关闭第一电动阀、第二电动阀及第三电动
阀，使气体在测试系统的管路中保压，使气体压力达到实验开始的预设值，并且通过安全阀进行过压放气；
[0020]S200：在试验进行阶段，首先打开第一电动阀，使溶液罐与增压泵连通，测试用介质通过增压泵从溶液罐内输送到各个管路中，并经循环泵形成溶液循环回路，使测试系统的整体压力不变，各条管路均存在连通、且处于保压状态；
[0021]S300：当测试需要在高温下进行时，采用试验阶段前加温，试验阶段后降温的方式对介质进行控温，即利用第九管路上的加热器进行升温、利用第十管路上的冷却器进行降温，并通过第二温度传感器及第三温度传感器探知升温和降温的效果，同时测试系统通过安全阀的放气调整体压力不变。
[0022]优选的，所述稳压罐的体积满足以下公式：
[0023][0024]公式1中：V为稳压罐的体积，单位L；D为试验管的内径本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于喷射腐蚀测试的装置，其特征在于：包括用于容纳测试介质的溶液罐、用于容纳喷嘴及试样的样品室、用于测试管腔腐蚀的试验管及用于输送测试介质的循环泵送组件，所述循环泵送组件的管路上设有流量测控组件、压力测控组件及温度测控组件，所述试验管及样品室均与溶液罐并联连通，所述试验管及样品室通过循环泵送组件实现测试介质在管路中的循环；所述溶液罐上设有进气口，通过压力测控组件来控制管路内的压力，通过温度测控组件来控制并检测管路中的介质温度，通过流量测控组件来检测并控制管路中的流量。2.根据权利要求1所述的应用于喷射腐蚀测试的装置，其特征在于：所述温度测控组件包括加热器、冷却器和多个温度传感器，所述加热器设置于样品室及试验管的进口端，所述冷却器设置于样品室及试验管的出口端；多个温度传感器包括检测溶液罐内温度的第一温度传感器、检测加热器出口介质温度的第二温度传感器及冷却器出口介质温度的第三温度传感器。3.根据权利要求2所述的应用于喷射腐蚀测试的装置，其特征在于：所述循环泵送组件包括增压泵、稳压罐、循环泵及十个管路，十个管路分别为第一管路至第十管路，所述第一管路、第二管路及第三管路的一端均与溶液罐并联相连，所述第一管路及第二管路的另一端与第五管路相连，所述第三管路的另一端与稳压罐相连；所述增压泵设置于溶液罐的出口端，所述增压泵通过第四管路及稳压罐与循环泵相连，所述循环泵的出口端与第五管路相连，所述第五管路通过加热器与第九管路相连，所述样品室设置于第八管路上，所述试验管设置于第七管路上，所述样品室及试验管的一端均与第九管路并联，所述样品室及试验管的另一端通过冷却器与第十管路相连，所述第十管路的另一端与第四管路相连。4.根据权利要求3所述的应用于喷射腐蚀测试的装置，其特征在于：所述第七管路的一侧旁通并联第六管路。5.根据权利要求4所述的应用于喷射腐蚀测试的装置，其特征在于：所述压力测控组件包括第一压力传感器、第二压力传感器、压力调节阀及安全阀，所述第一压力传感器设置于稳压罐上，所述第二压力传感器及压力调节阀均设置于第一管路上，所述安全阀设置于第一管路、第二管路与第五管路的交界处。6.根据权利要求5所述的应用于喷射腐蚀测试的装置，其特征在于：所述流量测控组件包括第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第一流量调节阀、第一流量传感器、第二流量调节阀及第二流量传感器，所述第一电动阀设置于增压泵的进口端，所述第二电动阀设置于第三管路上，所述第三电动阀设置于第六管路上，所述第一流量调节阀及第一流量传感器设置于第七管路上试验管的出口端，所述第二流量调节阀及第二流量传感器设置于第八管路上样品室的出口端。7.一种应用于喷射腐蚀测试的测试方法，其特征在于，利用如权利要求6所述的应用于喷射腐蚀测试的测试装置进行喷射腐蚀测试，包括以下步骤：S100：在试验预备阶段，首先关闭第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：金栋，徐光明，赵博，代强，荣妍，封士淳，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：
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