模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置制造方法
【专利摘要】本发明属于海洋结构物物理试验模拟领域，具体地，涉及一种模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，用于实验室中在一定条件下模拟有机涂层在冲蚀环境中的腐蚀行为。模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，包括：动力部分、冲蚀部分；其中：动力部分为冲蚀介质流体在冲蚀部分持续不断地循环流动提供动力；冲蚀部分完成对试样的冲蚀试验。本发明的模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置是特别针对有机涂层而设计，弧形试样板和射流试样面板能有效保护试样曲率大的位置不受冲蚀流体的直接冲刷；活塞系统对固液两相流体进行驱动，不会流经驱动泵，因此不存在对驱动泵的磨损，能模拟水平和竖直段的有机涂层管壁冲蚀环境，在射流室外可以精确调节喷射角度。
【专利说明】模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置
【技术领域】
[0001]本发明属于海洋结构物物理试验模拟领域，具体地，涉及一种模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，用于实验室中在一定条件下模拟有机涂层在冲蚀环境中的腐蚀行为。
【背景技术】
[0002]冲蚀是金属表面与流体之间由于相对运动而造成表面损坏的现象，微观上失效包括磨损、腐蚀及其相互促进作用。在石油、化工、船舶、电力及运输等行业中，存在众多的与腐蚀性流体接触的金属过流部件，这些过流部件常由于遭受到流体的冲蚀而发生失效，造成财产损失甚至人员伤亡。而在金属表面喷涂有机涂层是减缓腐蚀的一种简单而有效的方式。
[0003]目前，现有的冲蚀试验装置多是针对于裸钢，并没有专门针对带有有机涂层试样的冲蚀实验装置。因为对于有机涂层，在冲蚀过程中要避免腐蚀性流体对试样曲率大的位置，即边缘或是形状突变的位置，直接进行冲刷。如果对该位置进行直接冲刷，腐蚀性流体会在该位置迅速的破坏有机涂层，造成后续对有机涂层性能评价不准确。冲蚀的流体多为固液两相，流动的腐蚀性液相会腐蚀金属材质的驱动泵，同时由于固相颗粒进入循环系统，对于管路中的驱动泵会造成磨损，会直接影响到设备的使用效率和寿命。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中所存在的不足，本发明提供一种模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，用于实验室中研究有机涂层在冲蚀环境下的抗蚀性能。
[0005]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下:
[0006]模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，包括:动力部分、冲蚀部分；其中:动力部分为冲蚀介质流体在冲蚀部分持续不断地循环流动提供动力；冲蚀部分完成对试样的冲蚀试验。
[0007]相对于现有技术，本发明具有以下有益效果:
[0008]1、模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置是特别针对有机涂层而设计，弧形试样板和射流试样面板能有效保护试样曲率大的位置不受冲蚀流体的直接冲刷。
[0009]2、模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置的活塞系统对固液两相流体进行驱动，不会流经驱动泵，因此不存在对驱动泵的磨损。
[0010]3、模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置能模拟管壁的冲蚀，可以调节径向冲蚀角度，并能模拟水平和竖直段的有机涂层管壁冲蚀环境。
[0011]4、模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置还能模拟平板有机涂层试样射流冲蚀，在射流室外可以精确调节喷射角度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置的整体结构示意图；
[0013]图2为模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置的主支架示意图；
[0014]图3为模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置的活塞机构示意图；
[0015]图4和图6为模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置的驱动机构示意图；
[0016]图5为模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置的槽轮支撑架的结构示意图；
[0017]图7为模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置的冲蚀部分示意图；
[0018]图8为模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置的混液球的结构示意图；
[0019]图9为模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置的管流试样段的结构示意图；
[0020]图10为模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置的喷射室的结构示意图；
[0021]图11和图12为模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置的弧形试样板的结构示意图。
[0022]图中:1、动力部分，2、冲蚀部分；11、主支架，12、活塞机构，13、驱动机构，111、底板，112、中板，113、顶板，114、立柱，1201、第一盛液桶，1202、第二盛液桶，1203、第三盛液桶，1204、三个活塞，1205、加液漏斗，1206、第一连通管，1207、第二连通管，1208、第三连通管，1209、第一电磁阀，1210、第二电磁阀，1211、第三电磁阀，1212、第四电磁阀，1213、第五电磁阀，1214、第六电磁阀，131、步进电动机，132、小齿轮，133、齿条，134、槽轮支撑架，135、行程开关立板，136、行程开关夹板，137、行程开关，138、行程开关端子，139、控制盒；21、混液球，211、磁力搅拌器，212、混液球加沙孔，213、混液球排沙孔，214、混液球进液口，215、混液球出液口，22、射流室，221、射流室顶盖，222、射流室除沙孔，223、射流角度调节旋钮，224、射流试样底板，225、射流试样面板，226、射流室入液口，227、射流喷嘴，228、射流室出液口，23、电磁流量计，24、管流试样段，241、管端螺纹，242、螺箍，243、弧形试样板，244、试样支架，245、顶子，246、参比电极，247、辅助电极，25、安全阀，26、压力表，27、辅助支架。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，包括:动力部分1、冲蚀部分2 ；动力部分I为冲蚀介质流体在冲蚀部分持续不断地循环流动提供动力；冲蚀部分2完成对试样的冲蚀试验。
[0024]如图1所示，动力部分1，包括:主支架11、活塞机构12、驱动机构13。
[0025]如图2所示，主支架11，包括:底板111、中板112、顶板113、立柱114，立柱114设有四根；
[0026]底板111为矩形板,板面的四角设有固定孔,底板每个宽边的侧面设有两个圆孔，两个圆孔分别与对应的固定孔对齐并相贯，沿底板111长边方向的轴线上均匀设置三个相同直径的圆形凹槽，每个圆形凹槽中心设有圆形通孔，三个圆形凹槽中心的的圆形通孔直径均相同。
[0027]中板112为矩形板，中板与底板111大小相同，中板的四角设有固定孔，中板每个宽边的侧面设有两个圆孔，圆孔分别与对应的固定孔对齐并相贯，中板112四角处的固定孔与底板111的固定孔大小相同、位置对应，中板112宽边侧面上的圆孔与底板111宽边侧面上的圆孔大小相同、位置相对应，沿中板112长边方向的轴线上均匀设置三个相同大小的圆形定位孔，三个圆形定位孔与底板111上的三个圆形凹槽大小相同并且位置对应；
[0028]顶板113为矩形板，顶板与底板111大小相同，顶板的四角均设有圆形固定孔，顶板每个宽边的侧面设有两个圆孔，两个圆孔分别与四角处的固定孔对齐并相贯，顶板113上的固定孔与底板111上的固定孔大小相同、位置相对应，顶板113上宽边侧面上的圆孔与底板111上宽边侧面上的圆孔大小相同、位置对应，沿顶板113长边方向的轴线上均匀设置三个矩形定位孔，矩形定位孔的中心与底板111上的三个圆形凹槽中心位置相对应；矩形定位孔可以通过活塞杆，在每处矩形定位孔周围分布小的矩形安装孔，用来安装固定辅助装置；
[0029]立柱114上分布有螺纹盲孔，螺纹盲孔的直径与底板111宽度侧面上的圆孔直径相同，四根立柱114分别穿过底板111、中板112和顶板113上四角处的定位孔，立柱114上的螺纹盲孔与底板111、中板112和顶板113侧面上的圆孔对齐并由螺钉固定；底板111、中板112和顶板113平行固定于立柱114上，并且高度可调。
[0030]如图3所示，活塞机构12，包括:第一盛液桶1201、第二盛液桶1202、第三盛液桶1203、活塞1204、加液漏斗1205、第一连通管1206、第二连通管1207、第三连通管1208、第一电磁阀1209、第二电磁阀1210、第三电磁阀1211、第四电磁阀1212、第五电磁阀1213、第六电磁阀1214 ;活塞1204设有三个，第一盛液桶1201、第二盛液桶1202、第三盛液桶1203分别设置一个。
[0031]第一盛液桶1201为有底无盖的圆柱桶，第一盛液桶1201的外径与底板111上圆形凹槽直径相同，桶底边缘高中间低，桶底中心设有通孔，保证冲蚀过程中固相颗粒不会驻留在盛液桶的底部，第一盛液桶1201底部侧壁的同一高度上设有第一通液孔、第二通液孔和第三通液孔，其中第一通液孔与第二通液孔位置相对。
[0032]第二盛液桶1202为有底无盖的圆柱桶，第二盛液桶1202的外径与底板111上圆形凹槽直径相同，桶底边缘高中间低，桶底中心设有通孔，保证冲蚀过程中固相颗粒不会驻留在盛液桶的底部，第二盛液桶1202底部侧壁的同一高度上设有第四通液孔、第五通液孔和第六通液孔，其中第四通液孔与第五通液孔位置相对。
[0033]第三盛液桶1203为有底无盖的圆柱桶，第三盛液桶1203的外径与底板111上圆形凹槽直径相同，桶底边缘高中间低，桶底中心设有通孔，保证冲蚀过程中固相颗粒不会驻留在盛液桶的底部，第三盛液桶1203底部侧壁的同一高度上设有第七通液孔和第八通液孔；
[0034]活塞1204由活塞杆和活塞头组成，活塞杆的横截面为矩形，活塞杆的端部连接在活塞头端面的中心，活塞杆面积较大的侧面上均布多个螺孔，在活塞头端面圆半径的中间位置设有圆形通孔，圆形通孔的作用是当向盛液桶内加冲蚀介质时平衡内外大气压，加满后用螺纹塞堵住；三个活塞杆分别穿过顶板113上三个矩形定位孔。
[0035]加液漏斗1205的顶部比盛液桶顶部略高，加液漏斗1205的底部通过第一连通管1206与第一盛液桶1201的第一通液孔连接，加液漏斗1205用于向盛液桶内加冲蚀介质流体；第一连通管1206的中部设有开关，旋转开关即可控制连通管的开通和闭合；
[0036]第一盛液桶1201上的第二通液孔与第二盛液桶1202上的第四通液孔通过第二连通管1207连接，第二连通管1207的中部设有开关，旋转开关即可控制连通管的开通和闭合；第二盛液桶1202上的第五通液孔与第三盛液桶上的第七通液孔通过第三连通管1208连接，第三连通管1208的中部设有开关，旋转开关即可控制连通管的开通和闭合；第一盛液桶1201、第二盛液桶1202、第三盛液桶1203依次相连，形成连通器，可通过加液漏斗1205向盛液桶中加注冲蚀介质流体,加注时将连通管上的开关打开,加注完成后关闭。
[0037]第一盛液桶1201、第二盛液桶1202和第三盛液桶1203依次固定于主支架11上，第一盛液桶1201、第二盛液桶1202和第三盛液桶1203的底面依次嵌于底板111的三个圆形凹槽中、中部依次穿过中板112的三个圆形定位孔、顶端与顶板113不接触；第一盛液桶1201、第二盛液桶1202和第三盛液桶1203的外径与底板111上凹槽的直径和中板112上定位通孔的直径相同；第一盛液桶1201的第三通液孔、第二盛液桶1202的第六通液孔和第三盛液桶1203的第八通液孔在主支架11的同一侧。
[0038]如图4和图6所示，驱动机构13，包括:三个步进电动机131、三个小齿轮132、三个齿条133、三个槽轮支撑架134、三个行程开关立板135、三个行程开关夹板136、三个行程开关137、六个行程开关端子138、控制盒139。三个步进电机131对应安装在顶板111的三处矩形定位孔的同一侧，每个步进电动机131主轴上安装有小齿轮132 ;齿条133对应固定在活塞1204的活塞杆上，齿条133与小齿轮132啮合，将步进电动机131产生的动力传递给活塞1204 ；
[0039]如图5所示，槽轮支撑架134由槽轮架和两个槽轮组成，槽轮架为矩形板，槽轮架固定于顶板113上，槽轮架的一侧设有两个平行的槽轮杆，两个槽轮杆伸出槽轮架呈一定角度，槽轮杆两端装有槽轮，槽轮上槽的宽度都与活塞杆的宽度相同，能支撑活塞1204能顺利升降，减小阻力，增加稳定性。
[0040]行程开关立板135为L形板，在L形板较长一边的板面上，设有两条平行的槽，在L形板较短一边板面固定在顶板113上；
[0041]行程开关夹板136为L形板，在较短一边的端面上设有两个螺柱，两个螺柱的间距同行程开关立板135上两条平行槽的间距相同；行程开关夹板136通过螺柱与行程开关立板135连接在一起；行程开关137固定在行程开关立板135和行程开关夹板136之间；行程开关端子138为一端带有小螺柱的矩形块，螺接于活塞1204杆的螺纹盲孔上。
[0042]活塞杆上均布的螺孔可以固定行程开关端子138，实现行程开关137与活塞杆相对位置的粗调，再加上行程开关夹板136可以沿行程开关立板135上的两条平行槽上下滑动，进而可以调节行程开关137的高度，实现行程开关137位置的细调，从而实现行程开关137相对位置的的精确调节；控制盒139控制步进电机131的转速和换向，以此来调节冲蚀流体速度和压力。
[0043]如图7所示，冲蚀部分2，包括:混液球21、射流室22、电磁流量计23、管流试样段24、安全阀25、压力表26、射流室辅助支架27，管流试样段24设有三个。
[0044]如图8所示，混液球21为空心球，在混液球21的顶部设有磁力搅拌器211 ;在磁力搅拌器211的一侧设有混液球加沙孔212，通过加沙孔212可以向冲蚀流体介质中加入固相颗粒，在冲蚀过程中加沙孔212用塞子封合；在混液球21的底部设有混液球排沙孔213，在冲蚀过程中用塞子封合，当冲蚀试验完成以后，通过这个孔可以排出固相颗粒；在混液球21的一侧设有三个混液球进液口 214，在混液球21另一侧设有混液球出液口 215。
[0045]第一盛液桶1201底部的通孔、第二盛液桶1202底部的通孔、第三盛液桶1203底部的通孔分别通过管线与混液球21的三个混液球进液口 214相连，第一盛液桶1201底部的通孔与混液球21相连的管线上设有第二电磁阀1210，第二盛液桶1202底部的通孔与混液球21相连的管线上设有第四电磁阀1212，第三盛液桶1203底部的通孔与混液球21相连的管线上设有第六电磁阀1214。
[0046]如图7和图10所示，射流室22中部为空心圆柱壳体，底端由空心半球封闭，空心圆柱壳体顶端与射流室盖221通过螺纹连接封闭，射流室盖221为空心半球状；射流室盖221顶部设有两个突起，便于旋转；在射流室22的底部设有射流室除沙孔222，在冲蚀过程中用塞子封合，当冲蚀试验完成以后，通过除沙孔222排出固相颗粒；射流室22上设有两个相对的孔，射流调节旋钮223穿过两个相对的孔，射流试样底板224与射流角度调节旋钮223固定，旋转射流调节旋钮223调节试样的冲蚀的角度；射流试样底板224为矩形板，射流试样面板225的大小与底板相同，射流试样面板225固定于射流式样底板224上，射流试样面板225中心设有椭圆形通孔；冲蚀试样放置于射流试样底板224和射流式样面板225之间，并由射流试样底板224和射流式样面板225夹紧，使受冲蚀的部分仅为透过射流试样面板225中心椭圆的部分，试样的边缘部分受到保护；射流室22的上部设有入液口 226，入液口 226与射流调节旋钮223位于同一高度，冲蚀介质流体由射流室入液口 226流入喷射室；射流喷嘴227与入液口 226相连，射流喷嘴227可以根据具体情况更换不同口径；射流室22的下部设有三个出液口 228，冲蚀介质流体由三个射流室出液口 228流出喷射室。第一盛液桶1201上第三通液孔、第二盛液桶1202上第六通液孔、第三盛液桶1203上第八通液孔分别通过管线与三个射流室出液口 228相连；第一盛液桶1201上第三通液孔与射流室22相连的管线设有第一电磁阀1209，第二盛液桶1202上第六通液孔与射流室22相连的管线设有第三电磁阀1211，第三盛液桶1203上第八通液孔与射流室22相连的管线设有第五电磁阀1213，电磁阀控制管线中冲蚀介质流体的流动与否。
[0047]射流室22位于混液球21的上方，混液球21的出液口与射流室22的入液口通过主管线相连，主管线呈横倒的U型；由混液球21的出液口 215至射流室22的入液口 226方向，主管路上依次设有电磁流量计23、管流试样段24、安全阀25、压力表26，管流试样段24设有三个，在主管路的下部水平管上、竖向管上、上部水平管上分别设一个管流试样段24;混液球21用于将冲蚀介质流体中的固相和液相混匀，电磁流量计23用于测量管路中的流量，管流试样段24用于有机涂层试样的管流冲蚀，横向的管流试样段24可以模拟带有机涂层横管的横向冲蚀，竖向的管流试样段24可以模拟带有机涂层的竖向冲蚀，安全阀25用于防止管路中压力过大发生危险，压力表26用于测量主管路中的压力，射流室22用于模拟有机涂层试样的射流冲蚀。
[0048]在辅助支架27上设有上下两个管路夹，上下两个管路夹将的主管路的上水平管、下水平管固定，与主支架11相互配合支撑起整个冲蚀装置。
[0049]如图9所示，管流试样段24为中部设有矩形孔的管路，矩形孔用来固定弧形试样板243，管流试样段24的两端设有管端螺纹241，管流试样段24的两端与主管路通过螺箍242连接。
[0050]如图11所示，弧形试样板243为弧形板，弧形板的曲率与管路曲率相同，用来放置弧形试样，弧形试样带有有机涂层，在弧形板的内侧(靠近管路的一侧)设有矩形突起，矩形凸起的大小与管流试样段24中部的矩形孔相同，在弧形板的外侧(远离管路的一侧)设有矩形凹槽，矩形凹槽的底部中心位置设有通孔，将试样放入凹槽中后，仅试样的中心部分与冲蚀流体相接触，防止试样边缘处与冲蚀流体接触，保证试验结果的准确性。
[0051]管流试样支架244的两端分别固定于管流试样段24的两端，管流试样支架244顶部设有螺纹通孔；顶子245由螺钉和弧面板组成，螺钉和弧面板之间可以相对转动，螺钉穿过管流试样支架244顶部的螺纹通孔，旋转螺钉使弧面板夹紧或松开弧形试样板243内部的试样。
[0052]参比电极246设在主管路上弧形试样板243的一侧，参比电极246为圆柱状标准电极，外表面设有螺纹，可以旋入主管路，通过旋入的深浅可以调节参比电极246与试样的距离；辅助电极247可以是钼片或钼丝，从弧形试样板243的正下方伸入管路中，辅助电化学测试。
[0053]模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置主要用于模拟实验室中有机涂层的冲蚀环境，可以在一定条件(压力、流速、冲蚀角度等)模拟管流冲蚀和射流冲蚀。设计的该装置可以有效避免有机涂层试样在曲率大的位置受直接冲刷而迅速劣化，而造成实验结果不准确。模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置利用三个活塞依次挤压作为冲蚀流体的动力，通过行程开关控制活塞的运动方向，通过电磁阀控制冲蚀流体在管路中运动与否，最终实现冲蚀流体在管路中混液球与射流室之间的定向流动，能很好的模拟冲蚀环境，为有涂层的冲蚀性能的评价提供了良好的试验平台。
[0054]具体的实施过程和原理:
[0055]首先要装夹好相应的试样，设置好三个活塞在盛液桶中的位置，分别为顶部、中部和底部，具体位置可以通过行程开关与行程开关端子的相对位置确定。通过加砂孔加入冲蚀的固相颗粒，通过加液漏斗加入冲蚀的液相，关好开关、封好塞子，开启电磁搅拌器，开启电动机运行。
[0056]每个活塞运行周期分为两个阶段，第一阶段是活塞向下运动，对应的盛液桶与混液球之间的电磁阀处于开启状态，对应的盛液桶与射流室之间的电磁阀处于关闭状态，此时盛液桶中的冲蚀流体只出不进；第二阶段是活塞向上运动，对应的盛液桶与混液球之间的电磁阀处于关闭状态，对应的盛液桶与射流室之间的电磁阀处于开启状态，此时盛液桶中的冲蚀流体只进不出。每次活塞到达盛液桶顶部或是底部时，对应的电磁阀的状态就会转变。设定三个活塞的状态恰好相差相邻的四分之一周期，使它们之间冲蚀流体压出和吸收处于平衡的“自给自足”状态。从而使活塞能够不断地提供动力，完成冲蚀过程。
【权利要求】
1.一种模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，包括:动力部分、冲蚀部分；动力部分为冲蚀介质流体在冲蚀部分持续不断地循环流动提供动力；冲蚀部分完成对试样的冲蚀试验；其特征在于:动力部分，包括:主支架、活塞机构、驱动机构；活塞机构，包括:盛液桶，盛液桶内设置活塞，盛液桶固定于主支架上，盛液桶的底部设有通孔，盛液桶的侧部设有通液孔；驱动机构驱动活塞往复运动；冲蚀部分，包括:混液球、射流室、电磁流量计、管流试样段、安全阀、压力表、射流室辅助支架；混液球为空心球，在混液球的顶部设有磁力搅拌器；在磁力搅拌器的一侧设有混液球加沙孔，加沙孔用塞子封合；在混液球的底部设有混液球排沙孔，混液球排沙孔用塞子封合；在混液球的一侧设有混液球进液口，在混液球的另一侧设有混液球出液口 ；盛液桶底部的通孔通过管线与混液球的混液球进液口相连，相连的管线上设有电磁阀；射流室中部为空心圆柱壳体，底端由空心半球封闭，空心圆柱壳体顶端与射流室盖通过螺纹连接封闭，射流室盖为空心半球状；射流室盖顶部设有两个突起；在射流室的底部设有射流室除沙孔，射流室除沙孔用塞子封合；射流室上设有两个相对的孔，射流调节旋钮穿过两个相对的孔，射流试样底板与射流角度调节旋钮固定；射流试样底板为矩形板，射流试样面板的大小与底板相同，射流试样面板固定于射流式样底板上，射流试样面板中心设有椭圆形通孔；冲蚀试样放置于射流试样底板和射流式样面板之间，并由射流试样底板和射流式样面板夹紧；射流室的上部设有入液口，入液口与射流调节旋钮位于同一高度，冲蚀介质流体由射流室入液口流入喷射室；射流喷嘴与入液口相连，射流室的下部设有出液口 ；盛液桶上的通液孔通过管线与射流室出液口相连，相连的管线上设有电磁阀；射流室位于混液球的上方，混液球的出液口与射流室的入液口通过主管线相连，主管线呈横倒的U型；由混液球的出液口至射流室的入液口方向，主管路上依次设有电磁流量计、管流试样段、安全阀、压力表。
2.根据权利要求1所述的模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，其特征在于:主支架，包括:底板、中板、顶板、立柱，底板、中板和顶板平行固定于立柱上，并且高度可调。
3.根据权利要求1-2所述的模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，其特征在于:立柱设有四根；底板为矩形板，板面的四角设有固定孔，底板每个宽边的侧面设有两个圆孔，两个圆孔分别与对应的固定孔对齐并相贯，沿底板长边方向的轴线上均匀设置三个相同直径的圆形凹槽，每个圆形凹槽中心设有圆形通孔，三个圆形凹槽中心的的圆形通孔直径均相同；中板为矩形板，中板与底板大小相同，中板的四角设有固定孔，中板每个宽边的侧面设有两个圆孔，圆孔分别与对应的固定孔对齐并相贯，中板四角处的固定孔与底板的固定孔大小相同、位置对应，中板宽边侧面上的圆孔与底板宽边侧面上的圆孔大小相同、位置相对应，沿中板长边方向的轴线上均匀设置三个相同大小的圆形定位孔，三个圆形定位孔与底板上的三个圆形凹槽大小相同并且位置对应；顶板为矩形板，顶板与底板大小相同，顶板的四角均设有圆形固定孔，顶板每个宽边的侧面设有两个圆孔，两个圆孔分别与四角处的固定孔对齐并相贯，顶板上的固定孔与底板上的固定孔大小相同、位置相对应，顶板上宽边侧面上的圆孔与底板上宽边侧面上的圆孔大小相同、位置对应，沿顶板长边方向的轴线上均匀设置三个矩形定位孔，矩形定位孔的中心与底板上的三个圆形凹槽中心位置相对应；矩形定位孔可以通过活塞杆，在每处矩形定位孔周围分布小的矩形安装孔，用来安装固定辅助装置；立柱上分布有螺纹盲孔，螺纹盲孔的直径与底板宽度侧面上的圆孔直径相同，四根立柱分别穿过底板、中板和顶板上四角处的定位孔，立柱上的螺纹盲孔与底板、中板和顶板侧面上的圆孔对齐并由螺钉固定。
4.根据权利要求1-3所述的模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，其特征在于:活塞机构，包括:第一盛液桶、第二盛液桶、第三盛液桶、活塞、加液漏斗、第一连通管、第二连通管、第三连通管、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀；活塞设有三个，第一盛液桶、第二盛液桶、第三盛液桶分别设置一个；第一盛液桶为有底无盖的圆柱桶，第一盛液桶的外径与底板上圆形凹槽直径相同，桶底边缘高中间低，桶底中心设有通孔，第一盛液桶底部侧壁的同一高度上设有第一通液孔、第二通液孔和第三通液孔，其中第一通液孔与第二通液孔位置相对；第二盛液桶为有底无盖的圆柱桶，第二盛液桶的外径与底板上圆形凹槽直径相同，桶底边缘高中间低，桶底中心设有通孔，第二盛液桶底部侧壁的同一高度上设有第四通液孔、第五通液孔和第六通液孔，其中第四通液孔与第五通液孔位置相对；第三盛液桶为有底无盖的圆柱桶，第三盛液桶的外径与底板上圆形凹槽直径相同，桶底边缘高中间低，桶底中心设有通孔，保证冲蚀过程中固相颗粒不会驻留在盛液桶的底部，第三盛液桶底部侧壁的同一高度上设有第七通液孔和第八通液孔；活塞由活塞杆和活塞头组成，活塞杆的横截面为矩形，活塞杆的端部连接在活塞头端面的中心，活塞杆面积较大的侧面上均布多个螺孔，在活塞头端面圆半径的中间位置设有圆形通孔，圆形通孔用螺纹塞堵住；三个活塞杆分别穿过顶板上三个矩形定位孔；加液漏斗的顶部比盛液桶顶部略高，加液漏斗的底部通过第一连通管与第一盛液桶的第一通液孔连接，第一连通管的中部设有开关，旋转开关即可控制连通管的开通和闭合；第一盛液桶上的第二通液孔与第二盛液桶上的第四通液孔通过第二连通管连接，第二连通管的中部设有开关；第二盛液桶上的第五通液孔与第三盛液桶上的第七通液孔通过第三连通管连接，第三连通管的中部设有开关；第一盛液桶、第二盛液桶和第三盛液桶依次固定于主支架上，第一盛液桶、第二盛液桶和第三盛液桶的底面依次嵌于底板的三个圆形凹槽中、中部依次穿过中板的三个圆形定位孔、顶端与顶板不接触；第一盛液桶、第二盛液桶和第三盛液桶的外径与底板上凹槽的直径和中板上定位通孔的直径相同；第一盛液桶的第三通液孔、第二盛液桶的第六通液孔和第三盛液桶的第八通液孔在主支架的同一侧。
5.根据权利要求1-4所述的模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，其特征在于:驱动机构，包括:三个步进电动机、三个小齿轮、三个齿条、三个槽轮支撑架、三个行程开关立板、三个行程开关夹板、三个行程开关、六个行程开关端子、控制盒；三个步进电机对应安装在顶板的三处矩形定位孔的同一侧，每个步进电动机主轴上安装有小齿轮；齿条对应固定在活塞的活塞杆上，齿条与小齿轮啮合；槽轮支撑架由槽轮架和两个槽轮组成，槽轮架为矩形板，槽轮架固定于顶板上，槽轮架的一侧设有两个平行的槽轮杆，两个槽轮杆伸出槽轮架呈一定角度，槽轮杆两端装有槽轮，槽轮上槽的宽度都与活塞杆的宽度相同；行程开关立板为L形板，在L形板较长一边的板面上，设有两条平行的槽，在L形板较短一边板面固定在顶板上；行程开关夹板为L形板，在较短一边的端面上设有两个螺柱，两个螺柱的间距同行程开关立板上两条平行槽的间距相同；行程开关夹板通过螺柱与行程开关立板连接在一起；行程开关固定在行程开关立板和行程开关夹板之间；行程开关端子为一端带有小螺柱的矩形块，螺接于活塞杆的螺纹盲孔上；活塞杆上均布的螺孔固定行程开关端子，实现行程开关与活塞杆相对位置的粗调，行程开关夹板沿行程开关立板上的两条平行槽上下滑动，进而可以调节行程开关的高度，实现行程开关位置的细调；控制盒控制步进电机的转速和换向。
6.根据权利要求1-5所述的模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，其特征在于:管流试样段设有三个，在混液球的一侧设有三个混液球进液口 ；第一盛液桶底部的通孔、第二盛液桶底部的通孔、第三盛液桶底部的通孔分别通过管线与混液球的三个混液球进液口相连，第一盛液桶底部的通孔与混液球相连的管线上设有第二电磁阀，第二盛液桶底部的通孔与混液球相连的管线上设有第四电磁阀，第三盛液桶底部的通孔与混液球相连的管线上设有第六电磁阀。
7.根据权利要求1-6所述的模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，其特征在于:射流喷嘴可以根据具体情况更换不同口径；射流室的下部设有三个出液口，冲蚀介质流体由三个射流室出液口流出喷射室；第一盛液桶上第三通液孔、第二盛液桶上第六通液孔、第三盛液桶上第八通液孔分别通过管线与三个射流室出液口相连；第一盛液桶上第三通液孔与射流室相连的管线设有第一电磁阀，第二盛液桶上第六通液孔与射流室相连的管线设有第三电磁阀，第三盛液桶上第八通液孔与射流室相连的管线设有第五电磁阀。
8.根据权利要求1-7所述的模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，其特征在于:管流试样段设有三个，在主管路的下部水平管上、竖向管上、上部水平管上分别设一个管流试样段；在辅助支架上设有上下两个管路夹，上下两个管路夹将的主管路的上水平管、下水平管固定。
9.根据权利要求1-8所述的模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，其特征在于:管流试样段为中部设有矩形孔的管路，管流试样段的两端设有管端螺纹，管流试样段的两端与主管路通过螺箍连接；弧形试样板为弧形板，弧形板的曲率与管路曲率相同，用来放置弧形试样，弧形试样带有有机涂层，在弧形板的内侧有矩形突起，矩形凸起的大小与管流试样段中部的矩形孔相同，在弧形板的外侧设有矩形凹槽，矩形凹槽的底部中心位置设有通孔；管流试样支架的两端分别固定于管流试样段的两端，管流试样支架顶部设有螺纹通孔；顶子由螺钉和弧面板组成，螺钉和弧面板之间可以相对转动，螺钉穿过管流试样支架顶部的螺纹通孔，旋转螺钉使弧面板夹紧或松开弧形试样板内部的试样。
10.根据权利要求1-9所述的模拟有机涂层冲蚀环境的试验装置，其特征在于:参比电极设在主管路上弧形试样板的一侧，参比电极为圆柱状标准电极，外表面设有螺纹，可以旋入主管路，通过旋入的深浅可以调节参比电极与试样的距离；辅助电极为钼片或钼丝，从弧形试样板的正下方伸入管路中。
【文档编号】G01N17/00GK104237042SQ201410522303
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】王炳英, 张文龙, 侯振波, 尹宇, 李天昊 申请人:中国石油大学