汽液两相流动加速腐蚀试验装置制造方法及图纸

一种汽液两相流动加速腐蚀试验的装置，其特征是包括测试釜体、油浴加热夹套、釜体盖、磁力旋转装置、高温参比电极、石墨辅助电极、工作电极、变频电机、恒电位仪、腐蚀测量计算机、设备控制箱、内衬套、气相发生器、电加热器和热电偶传感器。本发明专利技术采用电化学测量的方法，对汽液两相流动加速腐蚀的有关特性进行试验研究，包括，某种材料瞬态的腐蚀特性、腐蚀阻抗、腐蚀反应有关系数的测定、传质与腐蚀反应之间的关系、汽液两相流型与腐蚀速度之间的关系、以及腐蚀产物膜产生与破坏的机理和破坏的临界特性。采用磁力旋转装置实现高速旋转的同时，保证了优良的密封特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种试验装置，具体来说是涉及石化、核电汽液两相流动加速腐蚀试 验的装置。
技术介绍
目前，石化、核电等工业在我国国民经济发展中具有特别重要的战略地位。在这些 工业领域中，高技术机械装置向着高温、高压、大型化的方向发展，由此给工业输运管道带 来的工况条件越来越复杂，对管道的抗腐蚀能力及可靠性提出了极高的要求。为保证机械 装备安全可靠的运行，避免重大事故的发生，与其相关的寿命预测和管道防腐蚀技术的研 究成为影响国家发展战略以及国家中长期科学和技术发展的重大问题。面对复杂工况条件 下管道安全隐患，依靠科学技术研究，发展和应用可靠性技术，对高温高压汽液两相条件下 管道寿命预测以及先进纳米技术在管道防腐方面的应用，已在我国《国家中长期科学和技 术发展规划纲要》中被列为先进制造前沿技术之一。据瑞典核电监察机构统计表明，在核电站设备失效中汽液两相流动加速腐蚀是除 了应力腐蚀开裂以外排在第二的失效方式。我国1995年对石化企业I、II、III类管道爆 炸和严重损失事故原因进行了调查和分析，发现由流动加速腐蚀引起的占总失效次数的 29. 8%。流动加速腐蚀现象常见于压水堆核电站二回路管路系统、加氢裂化流出物空冷器、 火力发电厂蒸汽凝汽器以及高温高压蒸汽凝水管线等，长期在高温(100 310°C)、高压 (可达15MPa)、气-液两相、高雷诺数(可达1E5 1E6)的复杂环境下运行。随着国民经济的迅猛发展，能源问题成为制约我国经济快速增长的绊脚石。我国 在中长期发展规划中提出要新建一批核电站，然而我国对核电管道汽液两相流动加速腐蚀 的研究相对比较薄弱。这将给设备安全运行、人员生命安全造成潜在的威胁。存在问题主 要有(1)缺少相应的专业实验设备，虽然某些设备可以间接地得到一些实验数据，但是缺 乏通用性无法将这些数据推广到实际生产中。(2) 已有的实验设备有两种，即旋转圆盘试验机和模拟实际使用工况搭建的实 验平台。前者可以得到传质对腐蚀的影响，但是由于旋转圆盘提供的动力不足的缺陷，无法 得到流体力学与腐蚀之间的交互作用，而且该试验机只能得到单相流体的流动加速腐蚀试 验数据。后者虽然能够得到汽液两相流动加速腐蚀的实验数据，但是由于腐蚀速度测量手 段的限制，得到的数据不够精确，且该实验台不具备通用性。(3)某些单相冲刷腐蚀实验装置，由于其不满足实际工况的条件，无法弄清楚汽 液两相流动加速腐蚀机理。其实验数据对汽液两相流动加速腐蚀不具备指导意义。
技术实现思路
针对国内汽液两相流动加速腐蚀试验装置缺乏的情况下，本专利技术提供了一种能模 拟高温高压汽液两相流动加速腐蚀实验装置。本专利技术具备更加宽广的使用范围，实验工况更加贴近实际情况的优点。适用于温度高达300°C、压力为6. 3MPa的汽液两相、单相，腐蚀 与流动耦合作用的流动加速腐蚀机理、流体力学仿真、腐蚀产物膜空化破坏、以及流动加速 腐蚀临界特性和瞬时特性的研究。 本专利技术通过以下技术方案实现一种汽液两相流动加速腐蚀试验的装置，包括测试釜体、油浴加热夹套、釜体盖、磁力 旋转装置、高温参比电极、石墨辅助电极、工作电极、变频电机、恒电位仪、腐蚀测量计算机、 设备控制箱、内衬套、气相发生器、电加热器和热电偶传感器，所述测试釜体与釜体盖采用 螺栓法兰结构联接；测试釜体与油浴加热夹套通过氩弧焊焊接起来；磁力旋转装置包括外 磁鼓和内磁鼓，油浴加热夹套内的电加热器、热电偶温度传感器与设备控制箱相连构成控 制温度的闭合回路，保证实验过程中介质处于恒温状态下；实验装置的动力系统采用磁力 搅拌装置，即变频电机通过带动外磁鼓旋转，使内磁鼓在外磁鼓形成的磁场下进行动力传 递，而内磁鼓通过传动轴与涡轮联接，从而将动力传递给测试釜体内的流体；变频电机、装 在变频电机上的转速传感器与设备控制箱相连，构成转速控制回路；所述工作电极与气相 发生器通过螺纹安装到内衬套上；安装时工作电极的测试面与内衬套表面平齐，根据气相 含量调节气相发生器的大小。所述参比电极、石墨辅助电极、工作电极引出的导线利用高温 胶密封在不锈钢管中，然后将软密封垫通过中心开有通孔的压紧螺栓压紧。实现装置的良 好密封性能；所述釜体盖上开有五个孔，分别为石墨辅助电极导线引出孔、参比电极导线引 出孔、注液\注气孔、温度感应器插入孔、压力表及安全连锁装置接入孔。所述测试釜体与油浴加热夹套侧面分别开孔，这两个孔处在同一条轴线上。所述参比电极从釜体盖外侧装入釜体盖上开好的参比电极导线引出孔内，然后通 过参比电极导向密封装置、四氟软垫片和压紧螺栓进行压紧密封。所述石墨辅助电极将石墨棒通过螺纹连接在石墨辅助电极连接棒上，石墨棒与釜 体盖之间用四氟垫片隔开，石墨辅助电极连接棒与釜体盖相接触的地方通过四氟带绝缘。所述工作电极测试表面与参比电极钼丝尖端的距离为0. 5-1. 5mm。优选为1mm。所述磁力旋转装置通过循环冷却系统进行冷却。所述工作电极、参比电极、石墨辅助电极所引出的导线均与恒电位仪相连，恒电位 仪与腐蚀数据采集计算机相连，实现腐蚀实验数据的采集。所述参比电极的导线，从参比电极导线引出装置中引出，该参比电极导线引出装 置内填充高温胶密封，该参比电极导线引出装置与釜体盖之间通过四氟垫片密封，然后电 极导线引出装置通过参比电极压紧螺栓压紧；为了提高密封的压力等级，参比电极导线引 出装置上设有石墨软填料，石墨软填料通过密封套压盖压紧密封。所述工作电极的导线，从工作电极导线引出装置引出，工作电极导线引出装置内 填充高温密封胶，工作电极导线引出装置与测试釜体之间通过四氟垫片密封，然后工作电 极导线引出装置通过工作电极压境螺栓压紧；工作电极导线引出装置上设有石墨软填料， 石墨软填料通过密封套压盖压紧密封。提高装置的密封的压力等级。所述汽相发生装置为圆柱形凸台；所述高温参比电极上设有参比电极保护套管； 所述釜体盖通过紧固螺栓固定；所述外磁鼓外设有外磁鼓冷却系统外壳；所述油浴加热夹 套侧部连通有油浴加热系统排烟接管，油浴加热夹套底部设有油浴加热系统排油接管；所 述釜体底部设有釜体排液接管。本专利技术的有益效果是本专利技术采用电化学测量的方法，对汽液两相流动加速腐蚀的有关特性进行试验研究， 包括，某种材料瞬态的腐蚀特性、腐蚀阻抗、腐蚀反应有关系数的测定、传质与腐蚀反应之 间的关系、汽液两相流型与腐蚀速度之间的关系、以及腐蚀产物膜产生与破坏的机理和破 坏的临界特性。采用磁力旋转装置实现高速旋转的同时，保证了优良的密封特性。对流动加 速腐蚀过程及汽液两相流体力学进行仿真分析；试验数据结合汽液两相流体力学、传质学、 腐蚀反应理论的有关参数，研究腐蚀速度的分布规律。本专利技术可以对核电站二回路蒸汽凝 水管线、石化系统高温高压蒸汽凝水管线，以及存在汽液两相流动加速腐蚀特性的装置进 行仿真研究、寿命预测、结构优化设计、腐蚀速度预测、风险检验、安全评估等。为管道及有 关设备的安全运行提供技术保障。另外，该试验装置结构简单，操作方便，易于推广。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图。图2是本专利技术实施例的工作电极结构图。图3是本专利技术实例的参比电极密封结构图。图4是本专利技术实例的工作电极密封结构图。图5是本专利技术实例的石墨辅助电极密封结构图。图6是本专利技术实例的高温参比结构图。图7是本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽液两相流动加速腐蚀试验的装置，其特征是包括测试釜体（１０）、油浴加热夹套（３）、釜体盖（１３）、磁力旋转装置、高温参比电极（１８）、石墨辅助电极（２１）、工作电极（６）、变频电机（２０）、恒电位仪（９）、腐蚀测量计算机（１１）、设备控制箱（２２）、内衬套（２）、气相发生器（７）、电加热器（１）和热电偶传感器（２４），所述测试釜体（１０）与釜体盖（１３）采用螺栓法兰结构联接；测试釜体（１０）与油浴加热夹套（３）通过氩弧焊焊接起来；磁力旋转装置包括外磁鼓（１５）和内磁鼓（１６），油浴加热夹套内的电加热器（１）、热电偶温度传感器（２４）与设备控制箱（２２）相连构成控制温度的闭合回路，变频电机（２０）通过带动外磁鼓（１５）旋转，使内磁鼓（１６）在外磁鼓（１５）形成的磁场下进行动力传递，内磁鼓（１６）通过传动轴（２５）与涡轮（２６）联接，变频电机（２０）、装在变频电机（２０）上的转速传感器与设备控制箱（２２）相连，构成转速控制回路；所述工作电极（６）与气相发生器（７）通过螺纹安装到内衬套（２）上；所述参比电极（１８）、石墨辅助电极（２１）、工作电极（６）引出的导线利用高温胶密封在不锈钢管中，软密封垫通过中心开有通孔的压紧螺栓压紧；所述釜体盖１３上开有五个孔，分别为石墨辅助电极导线引出孔、参比电极导线引出孔、注液＼注气孔、温度感应器插入孔、压力表及安全连锁装置接入孔。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆晓峰，朱晓磊，凌祥，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：84