专利名称：冲蚀测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种材料冲蚀性能的测试技术，特别是涉及一种模拟各 种环境条件下材料冲蚀性能的冲蚀测试装置。
背景技术：
各种工业设备，如油田化工行业中的设备，常常工作在高温高流速环境 中，其设备会受到高温冲蚀，若设备耐冲蚀性能较弱，工作一段时间后就会 出现腐蚀等损坏，设备无法正常使用，严重影响设备的使用寿命。因此，在 设备制造前，对各种材料的耐冲蚀性能进行测试，以获各种高温高速条件下 材料的耐冲蚀性能变得非常重要。
目前，获得材料在高温高流速条件下的冲蚀性能主要包括以下两个方面 一是设备4企修中调查研究或在生产过程中进行挂片实验获得测量数据，这种 方法可有效获得材料在真实工作环境中的冲蚀性能，但是，这种测量数据的 获取时间较长，且只能在设备投入后荻得，无法满足实际的需要；二是在静
止条件或高压釜中旋转获得测量数据，但是，这种测试方法无法真实反映材 料在高温高流速条件下的冲蚀性能，测试结果不准确。因此，提供一种较好 的测试装置，测试各种材料在高温高流速条件下的耐冲蚀性能，是一个需要 解决的技术问题。
目前，CN2458620Y公开了一种高温高流速冲蚀实验装置，其由储液罐、 緩冲罐、过滤器、计量泵、加热炉、换热器、样品室以及氮气炉组成，其中， 与緩冲罐相连的储液罐底部经放液阀、过滤器、计量泵以及多级加热炉至样 品室，在加热炉之间设置有2組换热器，最后一级加热炉一方面与样品室之间设有进出口阀，另一方面与换热器之间设有旁i 各阀，与旁路阀连接的换热 器与另一换热器串联后至储液罐，氮气瓶经气体置换阀至加热炉。该装置可 以模拟工业环境中高温高流速条件，用于设备材料的高温介质冲蚀测试。
发明人在实现本实用新型的过程中发现，现有技术高温高流速实验装置
至少存在以下技术缺陷.
(1) 整个测量过程中，测量液体长时间处于高温状态，长时间实4全中测 量液体的组分易发生改变，无法反映实际生产过程，导致测量结果不准确；
(2) 整个测量过程中，由于测量液体一直在高温状态下循环运行，测量 设备中的各部件均需要具有较高的耐高温性能，特别是其中的计量泵，由于 其需要在高温下长期运行，其需要较好的耐温性能，价格昂贵，因此，实验 设备中各部件成本过高，实验设备昂贵，且长时间运行后易发生高温损坏， 实验设备的使用寿命较低；
(3) 整个测量过程中，为保证测量液体的温度，测量液体一直处于被加 热状态，测量液体的温度不稳定，无法保证测量液体经过测试样品温度的一 致性，佳J寻测量结果更加不准确；
(4) 整个测量过程中，测量液体的轻质成分在高温下大量挥发，且挥发 气体充满整个样品室，使得样品室内压力较大，给实验装置带来安全隐患， 不利于实-^i殳备的正常安全运行。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种冲蚀测试装置，用以解决现有技术的技术 缺陷，可有效降低冲蚀测试装置的成本，提高测试的准确性和可靠性。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种沖蚀测试装置，包括依次串联 连接的腐蚀液罐、过滤器、进料泵、计量泵、加热装置、样品室和回收罐， 所述样品室进口处设置有样品室阀门；所述回收罐的出口与所述过滤器的入 口连接，所述样品室与所述回收罐之间还连接有用于冷却测量液体至预设温度的冷凝装置；所述加热装置与所述冷凝装置连接，所述加热装置与所述冷
凝装置之间设置有旁路阀门。
其中，所述加热装置为多级加热炉。所述多级加热炉为5级加热炉。 进一步地，所述样品室还连接有用于排出所述样品室内气体的气体罐， 所述气体罐设置在所述回收罐和冷凝装置之间。所述样品室的顶部设置有安 全阀，所述安全阀与所述气体罐连接。
从以上技术方案可以看出，本实用新型沖蚀测试装置通过在测量液体的 循环回路中设置冷凝装置，使得测量液体进入样品室时具有一致的温度，有 效保证了测试液体温度的稳定性，提高样品冲蚀性能测试的准确性；本实用 新型测量液体在整个循环回路中，除进入样品室的一段管路外均具有较低的 温度，使得冲蚀测试装置中大部分部件处于较低温度状态下工作，有效提高 了冲蚀测试装置的耐高温性能，降低了冲蚀测试装置各部件的采购费用，降 低到了整个沖蚀测试装置的成本，提高了冲蚀测试装置的使用寿命；本实用 新型冲蚀测试装置中，由于测量液体不需要一直处于高温状态，因此，测量 液体的组分不易改变，有效反映了测试样品的实际生产过程，样品的冲蚀性 能测试准确。进一步地，本实用新型冲蚀测试装置通过设置与样品室连接的 用于排出样品室内气体的气体罐，有效减少了测试过程中测量液体中轻质成 分挥发而导致的样品室内压力，有效保证了冲蚀测试装置测试的安全性能， 可满足各种材料冲蚀性能的测试。
图1为本实用新型冲蚀测试装置实施例一的结构示意图； 图2为本实用新型冲蚀测试装置实施例中进行20 #碳钢在含环烷酸的高 温油中的冲蚀和静态浸泡腐蚀测试的结果示意图3为本实用新型冲蚀测试装置实施例二的结构示意图。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 图1为本实用新型冲蚀测试装置实施例一的结构示意图。如图1所示，
本实施例冲蚀测试装置包括腐蚀液罐1、过滤器2、进料泵3、计量泵4、加 热装置5、样品室6、冷凝装置7和回收罐8。其中，腐蚀液罐l、过滤器2、 进料泵3、计量泵4、加热装置5、样品室6、冷凝装置7和回收罐8通过法 兰按照入口到出口的方向依次串联连接；所述样品室6进口处设置有样品室 阀门90;所述回收罐8的出口与所述过滤器2的入口连4妄，在整个冲蚀测试 装置中形成循环回路；所述加热装置5与所述冷凝装置7连接，所述加热装 置5与所述冷凝装置7之间设置有旁路阀门91，所述冷凝装置7用于在冲蚀 测试装置运行中冷却测量液体至预设温度。
实际应用中，该冲蚀测试装置还设置有高压氮气瓶10和低压氮气瓶11, 分别与冲蚀测试装置中各相关部件连接，用于测试沖蚀测试装置的密封性能 以及部件的压力性能，同时在测试开始通入测量液体前置换冲蚀测试装置内 的空气，且冲蚀测试装置还设置有排出氮气的排气装置。高压氮气瓶IO、低 压氮气瓶ll和排气装置均通过氮气岡门与冲蚀测试装置中的部件连接，当进 行密封、压力测试以及置换空气时，可将与各部件连接的氮气阀门打开，完 成后再关闭，保证冲蚀测试装置在测试过程中的有效性和安全性能。具体的， 高压氮气瓶10可与样品室6连接，而低压氮气瓶11可与腐蚀液罐1、回收 罐8连接。
此外，腐蚀液罐1侧面还设置有添加剂罐12,用于通过该添加剂罐12 通入所需的添加剂，以满足不同环境条件下材料的测试需要。
实际应用中，加热装置5可以为多级加热炉，具体的，可以为5级加热 炉，以将测量液体加热至所需的温度。同时，冷凝装置7通过冷却水来冷却 测量液体至预设温度，该冷凝装置7可通过设置的冷凝水进水口和冷凝水出 水口实现对进入冷凝装置7内的测量液体进行降温，使得经过冷凝装置7后的测量液体温度至预设温度。
实际应用中，冷凝装置7可以有效保证循环通过回收罐8、过滤器2、进 料泵3和计量泵4的温度在合适的温度范围，回收罐8、过滤器2、进料泵3 和计量泵4只要满足一定的耐温性能即可保证整个冲蚀测试装置长期有效的 运行，有效提高了冲蚀测试装置的使用寿命，降低了冲蚀测试装置的成本。 此外，通过设置冷凝装置7,使得进入加热装置5的测量液体均保证在一定 的温度范围，使得经过加热装置5后的测量液体可保证在一定的温度范围， 有效保证了经过样品室6内测量液体温度的一致性，保证了测量结果的准确 性，且测量液体的温度在整个循环过程中只是在加热装置5与样品室6这段 管路内处于高温状态，在其它循坏管路内测量液体处于较低的温度范围，测 量液体不会因长时间处于高温状态而出现测量液体组分发生改变而导致测量 结果准确的现象。
为对本实用新型有更好的了解，下面对本实用新型冲蚀测试装置的工作 过程进行说明。
一、 在样品室6内安装好待测试材料的样品，进行材料的冲蚀测试，并 在样品室6底部放置待测试材料的样品，进行静止浸泡测试。
二、 开启样品室6与高压氮气瓶10之间的高压氮气阀门，并关闭冲蚀测 试装置中其它阀门进口和入口。开启高压氮气瓶IO，对冲蚀测试装置进行测 试样品冲蚀性能前进行压力测试，以保证冲蚀测试装置正常测试时的安全性 能。并在压力测试完毕后关闭高压氮气阀门，并打开与样品室6连接的排气 装置。
三、 在腐蚀液罐1中添加100L的测量液体，在添加剂罐12添加10ml 的緩蚀剂，并开启腐蚀液罐1的预热开关，将试验液体预热至一定温度。开 启与低压氮气瓶11连接的低压氮气阀门，向冲蚀测试装置的管路内注入氮 气，保证冲蚀测试装置的全部管路畅通且无泄漏，连续通氮气15分钟置换冲 蚀测试装置内的空气，然后关闭低压氮气阀门。
7四、 将样品室阀门90关闭，开启旁路阀门91,同时启动进料泵3， ^f吏沖 蚀测试装置的管路充满测量液体，并再次开启低压氮气瓶11的低压氮气阀 门，连续通氮气15分钟然后关闭氮气阀门。
五、 开启加热装置5。使得测量液体经过滤器2、进料泵3以及计量泵4 后进入加热装置5,从加热装置5出来的经过加热后的测量液体经旁路阀门 91后进入冷凝装置7,经过冷凝装置7后的测量液体进入回收罐8后进入过 滤器2,循环加热，直到其达到测试样品所需的温度为至。其中冷凝装置7 可根据实际的测量需要，设定合适的预设温度，当测量液体温度高于预设温 度时将其降低至预设温度。根据实际的测量需要，可通过计量泵4来控制进 入加热装置5的流速，以保证对样品测试时具有所需的流速。
六、 测量液体温度到达样品测试所需温度后，关闭旁路阀门91，开启样 品室阀门90，使具有所需温度的测量液体进入样品室6。测量液体进入样品 室6时，以喷射状态沖击安装在样品室6内的样品，形成高温高流速的沖刷 环境，样品室6喷射后的测量液体从底部进入冷凝装置7降温后至回收罐8, 然后再进入过滤器2后形成循环回路。
七、 测量液体在循环设定时间后，关闭进料泵3，停止测量液体进入样 品室6,测试完毕。取出测试样品，根据样品的腐蚀状况获得进行测量的材 料的冲蚀性能。同时，还可对静止放置在样品室6内的样品进行测量，确认 静止浸泡样品的腐蚀状况，并可将在冲刷环境下样品的冲蚀性能与静止浸泡 样品进4于比较。
在上述测试结束时，可依次关闭加热装置5、样品室阀门90，同时，开 启旁路阀门91，待测量液体温度下降到安全温度值时，停止循环，取出样品 进行相关的分析确认。在测试过程中，根据材料的实际工作环境，可选4奪合 适的测量液体以及添加剂，并设定测量液体进入样品室6时的温度以及流速， 形成与实际工作环境相同或类似的条件，以使得获得的材料的沖蚀性能准确 可靠，为该实际工作环境下设备的设计制造提供可靠的依据，保证设备用材料可满足实际生产需要，提高设备的适用能力和使用寿命。图2为本实用新 型冲蚀测试装置实施例中进行20 #碳钢在含环烷酸的高温油中的沖蚀和静态 浸泡腐蚀测试的结果示意图。如图2所示，通过测量20#碳钢在含环烷酸的 高温油中的冲蚀测试和静止浸泡测试，可以有效确认20 #碳钢是否适合作为 具有与该测试环境相同或类似条件下设备的制作材料。
^v以上^支术方案可以看出，本实施例冲蚀测试装置通过在测量液体的循 环回路中设置冷凝装置，使得测量液体进入样品室时具有一致的温度，有效 保证了测试液体温度的稳定性，提高样品沖蚀性能测试的准确性；本实施例 测量液体在整个循环回路中，除进入样品室的一段管路外均具有较低的温度， 使得沖烛测试装置中大部分部件处于较低温度状态下工作，有效提高了沖蚀 测试装置的耐高温性能，降低了冲蚀测试装置各部件的采购费用，降低到了 整个沖蚀测试装置的成本，提高了沖蚀测试装置的使用寿命；本实施例沖蚀 测试装置中，由于测量液体不需要一直处于高温状态，因此，测量液体的组 分不易改变，有效反映了测试样品的实际生产过程，样品的沖蚀性能测试准 确。
图3为本实用新型沖蚀测试装置实施例二的结构示意图。在上述实施例 一技术方案的基础上，本实施例冲蚀测试装置中的样品室6还连接有一气体 罐13，用于将样品室6内的测量液体挥发出来的气体排出，消除测量液体中 的轻质成分在高温下挥发而导致样品室6内的压力过大带来的安全隐患，有 效提高了冲蚀测试装置的安全性能，同时可适应不同测量液体的测试需要。
具体的，本实施例气体罐13设置在回收罐8和冷凝装置7之间，且气体 罐13通过设置在样品室6顶部的安全阀与样品室6连接，有效保证了冲蚀测 试装置运行的安全性能和可靠性。同时，样品室6的顶部还设置有压力表14， 用于测量样品室6内气压的大小，确保沖蚀测试装置可安全运行于可靠的压 力范围。
在实现上述实施例一技术效果的基础上，本实施例技术方案通过设置与样品室连接的用于排出样品室内气体的气体罐，有效减少了测试过程中测量 液体中轻质成分挥发而导致的样品室内压力，有效保证了冲蚀测试装置测试 的安全性能，可满足各种材料冲蚀性能的测试。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对
其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域
的普通技术人员应当理解其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或 者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实 用新型技术方案的精神和范围。
权利要求1、一种冲蚀测试装置，包括依次串联连接的腐蚀液罐、过滤器、进料泵、计量泵、加热装置、样品室和回收罐，所述样品室进口处设置有样品室阀门；其特征在于，所述回收罐的出口与所述过滤器的入口连接，所述样品室与所述回收罐之间还连接有用于冷却测量液体至预设温度的冷凝装置；所述加热装置与所述冷凝装置连接，所述加热装置与所述冷凝装置之间设置有旁路阀门。
2、 根据权利要求1所述的冲蚀测试装置，其特征在于，所述加热装置为 多级加热炉。
3、 根据权利要求2所述的冲蚀测试装置，其特征在于，所述多级加热炉 为5级力。热炉。
4、 根据权利要求1~3任一所述的冲蚀测试装置，其特征在于，所述样 品室还连接有用于排出所述样品室内气体的气体罐，所述气体罐设置在所述 回收罐和冷凝装置之间。
5、 根据权利要求4所述的冲蚀测试装置，其特征在于，所述样品室的顶 部设置有安全阀，所述安全阀与所述气体罐连接。
6、 根据权利要求5所述的冲蚀测试装置，其特征在于，所述样品室的顶 部连接有压力表。
专利摘要本实用新型涉及一种冲蚀测试装置。包括依次串联连接的腐蚀液罐、过滤器、进料泵、计量泵、加热装置、样品室和回收罐，所述样品室进口处设置有样品室阀门；所述回收罐的出口与所述过滤器的入口连接，所述样品室与所述回收罐之间还连接有用于冷却测量液体至预设温度的冷凝装置；所述加热装置与所述冷凝装置连接，所述加热装置与所述冷凝装置之间设置有旁路阀门。本实用新型冲蚀测试装置成本低，使用寿命长，可有效提高材料冲蚀性能测试的准确性，测试装置安全可靠。
文档编号G01N3/56GK201397279SQ20092010694
公开日2010年2月3日 申请日期2009年4月7日 优先权日2009年4月7日
发明者党建军, 周建龙, 李晓刚, 程学群, 董超芳, 旭 陈 申请人:北京科技大学;北京康泰丰源科技发展有限公司