模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置製造方法
2023-06-20 15:31:01
模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置製造方法
【專利摘要】本發明屬於海洋結構物物理試驗模擬領域，具體地，涉及一種模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，用於實驗室中在一定條件下模擬有機塗層在衝蝕環境中的腐蝕行為。模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，包括：動力部分、衝蝕部分；其中：動力部分為衝蝕介質流體在衝蝕部分持續不斷地循環流動提供動力；衝蝕部分完成對試樣的衝蝕試驗。本發明的模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置是特別針對有機塗層而設計，弧形試樣板和射流試樣面板能有效保護試樣曲率大的位置不受衝蝕流體的直接衝刷；活塞系統對固液兩相流體進行驅動，不會流經驅動泵，因此不存在對驅動泵的磨損，能模擬水平和豎直段的有機塗層管壁衝蝕環境，在射流室外可以精確調節噴射角度。
【專利說明】模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於海洋結構物物理試驗模擬領域，具體地，涉及一種模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，用於實驗室中在一定條件下模擬有機塗層在衝蝕環境中的腐蝕行為。
【背景技術】
[0002]衝蝕是金屬表面與流體之間由於相對運動而造成表面損壞的現象，微觀上失效包括磨損、腐蝕及其相互促進作用。在石油、化工、船舶、電力及運輸等行業中，存在眾多的與腐蝕性流體接觸的金屬過流部件，這些過流部件常由於遭受到流體的衝蝕而發生失效，造成財產損失甚至人員傷亡。而在金屬表面噴塗有機塗層是減緩腐蝕的一種簡單而有效的方式。
[0003]目前，現有的衝蝕試驗裝置多是針對於裸鋼，並沒有專門針對帶有有機塗層試樣的衝蝕實驗裝置。因為對於有機塗層，在衝蝕過程中要避免腐蝕性流體對試樣曲率大的位置，即邊緣或是形狀突變的位置，直接進行衝刷。如果對該位置進行直接衝刷，腐蝕性流體會在該位置迅速的破壞有機塗層，造成後續對有機塗層性能評價不準確。衝蝕的流體多為固液兩相，流動的腐蝕性液相會腐蝕金屬材質的驅動泵，同時由於固相顆粒進入循環系統，對於管路中的驅動泵會造成磨損，會直接影響到設備的使用效率和壽命。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術中所存在的不足，本發明提供一種模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，用於實驗室中研究有機塗層在衝蝕環境下的抗蝕性能。
[0005]為實現上述目的，本發明所採用的技術方案如下:
[0006]模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，包括:動力部分、衝蝕部分；其中:動力部分為衝蝕介質流體在衝蝕部分持續不斷地循環流動提供動力；衝蝕部分完成對試樣的衝蝕試驗。
[0007]相對於現有技術，本發明具有以下有益效果:
[0008]1、模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置是特別針對有機塗層而設計，弧形試樣板和射流試樣面板能有效保護試樣曲率大的位置不受衝蝕流體的直接衝刷。
[0009]2、模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置的活塞系統對固液兩相流體進行驅動，不會流經驅動泵，因此不存在對驅動泵的磨損。
[0010]3、模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置能模擬管壁的衝蝕，可以調節徑向衝蝕角度，並能模擬水平和豎直段的有機塗層管壁衝蝕環境。
[0011]4、模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置還能模擬平板有機塗層試樣射流衝蝕，在射流室外可以精確調節噴射角度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置的整體結構示意圖；
[0013]圖2為模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置的主支架示意圖；
[0014]圖3為模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置的活塞機構示意圖；
[0015]圖4和圖6為模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置的驅動機構示意圖；
[0016]圖5為模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置的槽輪支撐架的結構示意圖；
[0017]圖7為模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置的衝蝕部分示意圖；
[0018]圖8為模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置的混液球的結構示意圖；
[0019]圖9為模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置的管流試樣段的結構示意圖；
[0020]圖10為模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置的噴射室的結構示意圖；
[0021]圖11和圖12為模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置的弧形試樣板的結構示意圖。
[0022]圖中:1、動力部分，2、衝蝕部分；11、主支架，12、活塞機構，13、驅動機構，111、底板，112、中板，113、頂板，114、立柱，1201、第一盛液桶，1202、第二盛液桶，1203、第三盛液桶，1204、三個活塞，1205、加液漏鬥，1206、第一連通管，1207、第二連通管，1208、第三連通管，1209、第一電磁閥，1210、第二電磁閥，1211、第三電磁閥，1212、第四電磁閥，1213、第五電磁閥，1214、第六電磁閥，131、步進電動機，132、小齒輪，133、齒條，134、槽輪支撐架，135、行程開關立板，136、行程開關夾板，137、行程開關，138、行程開關端子，139、控制盒；21、混液球，211、磁力攪拌器，212、混液球加沙孔，213、混液球排沙孔，214、混液球進液口，215、混液球出液口，22、射流室，221、射流室頂蓋，222、射流室除沙孔，223、射流角度調節旋鈕，224、射流試樣底板，225、射流試樣面板，226、射流室入液口，227、射流噴嘴，228、射流室出液口，23、電磁流量計，24、管流試樣段，241、管端螺紋，242、螺箍，243、弧形試樣板，244、試樣支架，245、頂子，246、參比電極，247、輔助電極，25、安全閥，26、壓力表，27、輔助支架。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，包括:動力部分1、衝蝕部分2 ；動力部分I為衝蝕介質流體在衝蝕部分持續不斷地循環流動提供動力；衝蝕部分2完成對試樣的衝蝕試驗。
[0024]如圖1所示，動力部分1，包括:主支架11、活塞機構12、驅動機構13。
[0025]如圖2所示，主支架11，包括:底板111、中板112、頂板113、立柱114，立柱114設有四根；
[0026]底板111為矩形板,板面的四角設有固定孔,底板每個寬邊的側面設有兩個圓孔，兩個圓孔分別與對應的固定孔對齊並相貫，沿底板111長邊方向的軸線上均勻設置三個相同直徑的圓形凹槽，每個圓形凹槽中心設有圓形通孔，三個圓形凹槽中心的的圓形通孔直徑均相同。
[0027]中板112為矩形板，中板與底板111大小相同，中板的四角設有固定孔，中板每個寬邊的側面設有兩個圓孔，圓孔分別與對應的固定孔對齊並相貫，中板112四角處的固定孔與底板111的固定孔大小相同、位置對應，中板112寬邊側面上的圓孔與底板111寬邊側面上的圓孔大小相同、位置相對應，沿中板112長邊方向的軸線上均勻設置三個相同大小的圓形定位孔，三個圓形定位孔與底板111上的三個圓形凹槽大小相同並且位置對應；
[0028]頂板113為矩形板，頂板與底板111大小相同，頂板的四角均設有圓形固定孔，頂板每個寬邊的側面設有兩個圓孔，兩個圓孔分別與四角處的固定孔對齊並相貫，頂板113上的固定孔與底板111上的固定孔大小相同、位置相對應，頂板113上寬邊側面上的圓孔與底板111上寬邊側面上的圓孔大小相同、位置對應，沿頂板113長邊方向的軸線上均勻設置三個矩形定位孔，矩形定位孔的中心與底板111上的三個圓形凹槽中心位置相對應；矩形定位孔可以通過活塞杆，在每處矩形定位孔周圍分布小的矩形安裝孔，用來安裝固定輔助裝置；
[0029]立柱114上分布有螺紋盲孔，螺紋盲孔的直徑與底板111寬度側面上的圓孔直徑相同，四根立柱114分別穿過底板111、中板112和頂板113上四角處的定位孔，立柱114上的螺紋盲孔與底板111、中板112和頂板113側面上的圓孔對齊並由螺釘固定；底板111、中板112和頂板113平行固定於立柱114上，並且高度可調。
[0030]如圖3所示，活塞機構12，包括:第一盛液桶1201、第二盛液桶1202、第三盛液桶1203、活塞1204、加液漏鬥1205、第一連通管1206、第二連通管1207、第三連通管1208、第一電磁閥1209、第二電磁閥1210、第三電磁閥1211、第四電磁閥1212、第五電磁閥1213、第六電磁閥1214 ;活塞1204設有三個，第一盛液桶1201、第二盛液桶1202、第三盛液桶1203分別設置一個。
[0031]第一盛液桶1201為有底無蓋的圓柱桶，第一盛液桶1201的外徑與底板111上圓形凹槽直徑相同，桶底邊緣高中間低，桶底中心設有通孔，保證衝蝕過程中固相顆粒不會駐留在盛液桶的底部，第一盛液桶1201底部側壁的同一高度上設有第一通液孔、第二通液孔和第三通液孔，其中第一通液孔與第二通液孔位置相對。
[0032]第二盛液桶1202為有底無蓋的圓柱桶，第二盛液桶1202的外徑與底板111上圓形凹槽直徑相同，桶底邊緣高中間低，桶底中心設有通孔，保證衝蝕過程中固相顆粒不會駐留在盛液桶的底部，第二盛液桶1202底部側壁的同一高度上設有第四通液孔、第五通液孔和第六通液孔，其中第四通液孔與第五通液孔位置相對。
[0033]第三盛液桶1203為有底無蓋的圓柱桶，第三盛液桶1203的外徑與底板111上圓形凹槽直徑相同，桶底邊緣高中間低，桶底中心設有通孔，保證衝蝕過程中固相顆粒不會駐留在盛液桶的底部，第三盛液桶1203底部側壁的同一高度上設有第七通液孔和第八通液孔；
[0034]活塞1204由活塞杆和活塞頭組成，活塞杆的橫截面為矩形，活塞杆的端部連接在活塞頭端面的中心，活塞杆面積較大的側面上均布多個螺孔，在活塞頭端面圓半徑的中間位置設有圓形通孔，圓形通孔的作用是當向盛液桶內加衝蝕介質時平衡內外大氣壓，加滿後用螺紋塞堵住；三個活塞杆分別穿過頂板113上三個矩形定位孔。
[0035]加液漏鬥1205的頂部比盛液桶頂部略高，加液漏鬥1205的底部通過第一連通管1206與第一盛液桶1201的第一通液孔連接，加液漏鬥1205用於向盛液桶內加衝蝕介質流體；第一連通管1206的中部設有開關，旋轉開關即可控制連通管的開通和閉合；
[0036]第一盛液桶1201上的第二通液孔與第二盛液桶1202上的第四通液孔通過第二連通管1207連接，第二連通管1207的中部設有開關，旋轉開關即可控制連通管的開通和閉合；第二盛液桶1202上的第五通液孔與第三盛液桶上的第七通液孔通過第三連通管1208連接，第三連通管1208的中部設有開關，旋轉開關即可控制連通管的開通和閉合；第一盛液桶1201、第二盛液桶1202、第三盛液桶1203依次相連，形成連通器，可通過加液漏鬥1205向盛液桶中加注衝蝕介質流體,加注時將連通管上的開關打開,加注完成後關閉。
[0037]第一盛液桶1201、第二盛液桶1202和第三盛液桶1203依次固定於主支架11上，第一盛液桶1201、第二盛液桶1202和第三盛液桶1203的底面依次嵌於底板111的三個圓形凹槽中、中部依次穿過中板112的三個圓形定位孔、頂端與頂板113不接觸；第一盛液桶1201、第二盛液桶1202和第三盛液桶1203的外徑與底板111上凹槽的直徑和中板112上定位通孔的直徑相同；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的同一側。
[0038]如圖4和圖6所示，驅動機構13，包括:三個步進電動機131、三個小齒輪132、三個齒條133、三個槽輪支撐架134、三個行程開關立板135、三個行程開關夾板136、三個行程開關137、六個行程開關端子138、控制盒139。三個步進電機131對應安裝在頂板111的三處矩形定位孔的同一側，每個步進電動機131主軸上安裝有小齒輪132 ;齒條133對應固定在活塞1204的活塞杆上，齒條133與小齒輪132嚙合，將步進電動機131產生的動力傳遞給活塞1204 ；
[0039]如圖5所示，槽輪支撐架134由槽輪架和兩個槽輪組成，槽輪架為矩形板，槽輪架固定於頂板113上，槽輪架的一側設有兩個平行的槽輪杆，兩個槽輪杆伸出槽輪架呈一定角度，槽輪杆兩端裝有槽輪，槽輪上槽的寬度都與活塞杆的寬度相同，能支撐活塞1204能順利升降，減小阻力，增加穩定性。
[0040]行程開關立板135為L形板，在L形板較長一邊的板面上，設有兩條平行的槽，在L形板較短一邊板面固定在頂板113上；
[0041]行程開關夾板136為L形板，在較短一邊的端面上設有兩個螺柱，兩個螺柱的間距同行程開關立板135上兩條平行槽的間距相同；行程開關夾板136通過螺柱與行程開關立板135連接在一起；行程開關137固定在行程開關立板135和行程開關夾板136之間；行程開關端子138為一端帶有小螺柱的矩形塊，螺接於活塞1204桿的螺紋盲孔上。
[0042]活塞杆上均布的螺孔可以固定行程開關端子138，實現行程開關137與活塞杆相對位置的粗調，再加上行程開關夾板136可以沿行程開關立板135上的兩條平行槽上下滑動，進而可以調節行程開關137的高度，實現行程開關137位置的細調，從而實現行程開關137相對位置的的精確調節；控制盒139控制步進電機131的轉速和換向，以此來調節衝蝕流體速度和壓力。
[0043]如圖7所示，衝蝕部分2，包括:混液球21、射流室22、電磁流量計23、管流試樣段24、安全閥25、壓力表26、射流室輔助支架27，管流試樣段24設有三個。
[0044]如圖8所示，混液球21為空心球，在混液球21的頂部設有磁力攪拌器211 ;在磁力攪拌器211的一側設有混液球加沙孔212，通過加沙孔212可以向衝蝕流體介質中加入固相顆粒，在衝蝕過程中加沙孔212用塞子封合；在混液球21的底部設有混液球排沙孔213，在衝蝕過程中用塞子封合，當衝蝕試驗完成以後，通過這個孔可以排出固相顆粒；在混液球21的一側設有三個混液球進液口 214，在混液球21另一側設有混液球出液口 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底部的通孔分別通過管線與混液球21的三個混液球進液口 214相連，第一盛液桶1201底部的通孔與混液球21相連的管線上設有第二電磁閥1210，第二盛液桶1202底部的通孔與混液球21相連的管線上設有第四電磁閥1212，第三盛液桶1203底部的通孔與混液球21相連的管線上設有第六電磁閥1214。
[0046]如圖7和圖10所示，射流室22中部為空心圓柱殼體，底端由空心半球封閉，空心圓柱殼體頂端與射流室蓋221通過螺紋連接封閉，射流室蓋221為空心半球狀；射流室蓋221頂部設有兩個突起，便於旋轉；在射流室22的底部設有射流室除沙孔222，在衝蝕過程中用塞子封合，當衝蝕試驗完成以後，通過除沙孔222排出固相顆粒；射流室22上設有兩個相對的孔，射流調節旋鈕223穿過兩個相對的孔，射流試樣底板224與射流角度調節旋鈕223固定，旋轉射流調節旋鈕223調節試樣的衝蝕的角度；射流試樣底板224為矩形板，射流試樣面板225的大小與底板相同，射流試樣面板225固定於射流式樣底板224上，射流試樣面板225中心設有橢圓形通孔；衝蝕試樣放置於射流試樣底板224和射流式樣面板225之間，並由射流試樣底板224和射流式樣面板225夾緊，使受衝蝕的部分僅為透過射流試樣面板225中心橢圓的部分，試樣的邊緣部分受到保護；射流室22的上部設有入液口 226，入液口 226與射流調節旋鈕223位於同一高度，衝蝕介質流體由射流室入液口 226流入噴射室；射流噴嘴227與入液口 226相連，射流噴嘴227可以根據具體情況更換不同口徑；射流室22的下部設有三個出液口 228，衝蝕介質流體由三個射流室出液口 228流出噴射室。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上第八通液孔分別通過管線與三個射流室出液口 228相連；第一盛液桶1201上第三通液孔與射流室22相連的管線設有第一電磁閥1209，第二盛液桶1202上第六通液孔與射流室22相連的管線設有第三電磁閥1211，第三盛液桶1203上第八通液孔與射流室22相連的管線設有第五電磁閥1213，電磁閥控制管線中衝蝕介質流體的流動與否。
[0047]射流室22位於混液球21的上方，混液球21的出液口與射流室22的入液口通過主管線相連，主管線呈橫倒的U型；由混液球21的出液口 215至射流室22的入液口 226方向，主管路上依次設有電磁流量計23、管流試樣段24、安全閥25、壓力表26，管流試樣段24設有三個，在主管路的下部水平管上、豎向管上、上部水平管上分別設一個管流試樣段24;混液球21用於將衝蝕介質流體中的固相和液相混勻，電磁流量計23用於測量管路中的流量，管流試樣段24用於有機塗層試樣的管流衝蝕，橫向的管流試樣段24可以模擬帶有機塗層橫管的橫向衝蝕，豎向的管流試樣段24可以模擬帶有機塗層的豎向衝蝕，安全閥25用於防止管路中壓力過大發生危險，壓力表26用於測量主管路中的壓力，射流室22用於模擬有機塗層試樣的射流衝蝕。
[0048]在輔助支架27上設有上下兩個管路夾，上下兩個管路夾將的主管路的上水平管、下水平管固定，與主支架11相互配合支撐起整個衝蝕裝置。
[0049]如圖9所示，管流試樣段24為中部設有矩形孔的管路，矩形孔用來固定弧形試樣板243，管流試樣段24的兩端設有管端螺紋241，管流試樣段24的兩端與主管路通過螺箍242連接。
[0050]如圖11所示，弧形試樣板243為弧形板，弧形板的曲率與管路曲率相同，用來放置弧形試樣，弧形試樣帶有有機塗層，在弧形板的內側(靠近管路的一側)設有矩形突起，矩形凸起的大小與管流試樣段24中部的矩形孔相同，在弧形板的外側(遠離管路的一側)設有矩形凹槽，矩形凹槽的底部中心位置設有通孔，將試樣放入凹槽中後，僅試樣的中心部分與衝蝕流體相接觸，防止試樣邊緣處與衝蝕流體接觸，保證試驗結果的準確性。
[0051]管流試樣支架244的兩端分別固定於管流試樣段24的兩端，管流試樣支架244頂部設有螺紋通孔；頂子245由螺釘和弧面板組成，螺釘和弧面板之間可以相對轉動，螺釘穿過管流試樣支架244頂部的螺紋通孔，旋轉螺釘使弧面板夾緊或鬆開弧形試樣板243內部的試樣。
[0052]參比電極246設在主管路上弧形試樣板243的一側，參比電極246為圓柱狀標準電極，外表面設有螺紋，可以旋入主管路，通過旋入的深淺可以調節參比電極246與試樣的距離；輔助電極247可以是鉬片或鉬絲，從弧形試樣板243的正下方伸入管路中，輔助電化學測試。
[0053]模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置主要用於模擬實驗室中有機塗層的衝蝕環境，可以在一定條件(壓力、流速、衝蝕角度等)模擬管流衝蝕和射流衝蝕。設計的該裝置可以有效避免有機塗層試樣在曲率大的位置受直接衝刷而迅速劣化，而造成實驗結果不準確。模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置利用三個活塞依次擠壓作為衝蝕流體的動力，通過行程開關控制活塞的運動方向，通過電磁閥控制衝蝕流體在管路中運動與否，最終實現衝蝕流體在管路中混液球與射流室之間的定向流動，能很好的模擬衝蝕環境，為有塗層的衝蝕性能的評價提供了良好的試驗平臺。
[0054]具體的實施過程和原理:
[0055]首先要裝夾好相應的試樣，設置好三個活塞在盛液桶中的位置，分別為頂部、中部和底部，具體位置可以通過行程開關與行程開關端子的相對位置確定。通過加砂孔加入衝蝕的固相顆粒，通過加液漏鬥加入衝蝕的液相，關好開關、封好塞子，開啟電磁攪拌器，開啟電動機運行。
[0056]每個活塞運行周期分為兩個階段，第一階段是活塞向下運動，對應的盛液桶與混液球之間的電磁閥處於開啟狀態，對應的盛液桶與射流室之間的電磁閥處於關閉狀態，此時盛液桶中的衝蝕流體只出不進；第二階段是活塞向上運動，對應的盛液桶與混液球之間的電磁閥處於關閉狀態，對應的盛液桶與射流室之間的電磁閥處於開啟狀態，此時盛液桶中的衝蝕流體只進不出。每次活塞到達盛液桶頂部或是底部時，對應的電磁閥的狀態就會轉變。設定三個活塞的狀態恰好相差相鄰的四分之一周期，使它們之間衝蝕流體壓出和吸收處於平衡的「自給自足」狀態。從而使活塞能夠不斷地提供動力，完成衝蝕過程。
【權利要求】
1.一種模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，包括:動力部分、衝蝕部分；動力部分為衝蝕介質流體在衝蝕部分持續不斷地循環流動提供動力；衝蝕部分完成對試樣的衝蝕試驗；其特徵在於:動力部分，包括:主支架、活塞機構、驅動機構；活塞機構，包括:盛液桶，盛液桶內設置活塞，盛液桶固定於主支架上，盛液桶的底部設有通孔，盛液桶的側部設有通液孔；驅動機構驅動活塞往復運動；衝蝕部分，包括:混液球、射流室、電磁流量計、管流試樣段、安全閥、壓力表、射流室輔助支架；混液球為空心球，在混液球的頂部設有磁力攪拌器；在磁力攪拌器的一側設有混液球加沙孔，加沙孔用塞子封合；在混液球的底部設有混液球排沙孔，混液球排沙孔用塞子封合；在混液球的一側設有混液球進液口，在混液球的另一側設有混液球出液口 ；盛液桶底部的通孔通過管線與混液球的混液球進液口相連，相連的管線上設有電磁閥；射流室中部為空心圓柱殼體，底端由空心半球封閉，空心圓柱殼體頂端與射流室蓋通過螺紋連接封閉，射流室蓋為空心半球狀；射流室蓋頂部設有兩個突起；在射流室的底部設有射流室除沙孔，射流室除沙孔用塞子封合；射流室上設有兩個相對的孔，射流調節旋鈕穿過兩個相對的孔，射流試樣底板與射流角度調節旋鈕固定；射流試樣底板為矩形板，射流試樣面板的大小與底板相同，射流試樣面板固定於射流式樣底板上，射流試樣面板中心設有橢圓形通孔；衝蝕試樣放置於射流試樣底板和射流式樣面板之間，並由射流試樣底板和射流式樣面板夾緊；射流室的上部設有入液口，入液口與射流調節旋鈕位於同一高度，衝蝕介質流體由射流室入液口流入噴射室；射流噴嘴與入液口相連，射流室的下部設有出液口 ；盛液桶上的通液孔通過管線與射流室出液口相連，相連的管線上設有電磁閥；射流室位於混液球的上方，混液球的出液口與射流室的入液口通過主管線相連，主管線呈橫倒的U型；由混液球的出液口至射流室的入液口方向，主管路上依次設有電磁流量計、管流試樣段、安全閥、壓力表。
2.根據權利要求1所述的模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，其特徵在於:主支架，包括:底板、中板、頂板、立柱，底板、中板和頂板平行固定於立柱上，並且高度可調。
3.根據權利要求1-2所述的模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，其特徵在於:立柱設有四根；底板為矩形板，板面的四角設有固定孔，底板每個寬邊的側面設有兩個圓孔，兩個圓孔分別與對應的固定孔對齊並相貫，沿底板長邊方向的軸線上均勻設置三個相同直徑的圓形凹槽，每個圓形凹槽中心設有圓形通孔，三個圓形凹槽中心的的圓形通孔直徑均相同；中板為矩形板，中板與底板大小相同，中板的四角設有固定孔，中板每個寬邊的側面設有兩個圓孔，圓孔分別與對應的固定孔對齊並相貫，中板四角處的固定孔與底板的固定孔大小相同、位置對應，中板寬邊側面上的圓孔與底板寬邊側面上的圓孔大小相同、位置相對應，沿中板長邊方向的軸線上均勻設置三個相同大小的圓形定位孔，三個圓形定位孔與底板上的三個圓形凹槽大小相同並且位置對應；頂板為矩形板，頂板與底板大小相同，頂板的四角均設有圓形固定孔，頂板每個寬邊的側面設有兩個圓孔，兩個圓孔分別與四角處的固定孔對齊並相貫，頂板上的固定孔與底板上的固定孔大小相同、位置相對應，頂板上寬邊側面上的圓孔與底板上寬邊側面上的圓孔大小相同、位置對應，沿頂板長邊方向的軸線上均勻設置三個矩形定位孔，矩形定位孔的中心與底板上的三個圓形凹槽中心位置相對應；矩形定位孔可以通過活塞杆，在每處矩形定位孔周圍分布小的矩形安裝孔，用來安裝固定輔助裝置；立柱上分布有螺紋盲孔，螺紋盲孔的直徑與底板寬度側面上的圓孔直徑相同，四根立柱分別穿過底板、中板和頂板上四角處的定位孔，立柱上的螺紋盲孔與底板、中板和頂板側面上的圓孔對齊並由螺釘固定。
4.根據權利要求1-3所述的模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，其特徵在於:活塞機構，包括:第一盛液桶、第二盛液桶、第三盛液桶、活塞、加液漏鬥、第一連通管、第二連通管、第三連通管、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥、第六電磁閥；活塞設有三個，第一盛液桶、第二盛液桶、第三盛液桶分別設置一個；第一盛液桶為有底無蓋的圓柱桶，第一盛液桶的外徑與底板上圓形凹槽直徑相同，桶底邊緣高中間低，桶底中心設有通孔，第一盛液桶底部側壁的同一高度上設有第一通液孔、第二通液孔和第三通液孔，其中第一通液孔與第二通液孔位置相對；第二盛液桶為有底無蓋的圓柱桶，第二盛液桶的外徑與底板上圓形凹槽直徑相同，桶底邊緣高中間低，桶底中心設有通孔，第二盛液桶底部側壁的同一高度上設有第四通液孔、第五通液孔和第六通液孔，其中第四通液孔與第五通液孔位置相對；第三盛液桶為有底無蓋的圓柱桶，第三盛液桶的外徑與底板上圓形凹槽直徑相同，桶底邊緣高中間低，桶底中心設有通孔，保證衝蝕過程中固相顆粒不會駐留在盛液桶的底部，第三盛液桶底部側壁的同一高度上設有第七通液孔和第八通液孔；活塞由活塞杆和活塞頭組成，活塞杆的橫截面為矩形，活塞杆的端部連接在活塞頭端面的中心，活塞杆面積較大的側面上均布多個螺孔，在活塞頭端面圓半徑的中間位置設有圓形通孔，圓形通孔用螺紋塞堵住；三個活塞杆分別穿過頂板上三個矩形定位孔；加液漏鬥的頂部比盛液桶頂部略高，加液漏鬥的底部通過第一連通管與第一盛液桶的第一通液孔連接，第一連通管的中部設有開關，旋轉開關即可控制連通管的開通和閉合；第一盛液桶上的第二通液孔與第二盛液桶上的第四通液孔通過第二連通管連接，第二連通管的中部設有開關；第二盛液桶上的第五通液孔與第三盛液桶上的第七通液孔通過第三連通管連接，第三連通管的中部設有開關；第一盛液桶、第二盛液桶和第三盛液桶依次固定於主支架上，第一盛液桶、第二盛液桶和第三盛液桶的底面依次嵌於底板的三個圓形凹槽中、中部依次穿過中板的三個圓形定位孔、頂端與頂板不接觸；第一盛液桶、第二盛液桶和第三盛液桶的外徑與底板上凹槽的直徑和中板上定位通孔的直徑相同；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側。
5.根據權利要求1-4所述的模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，其特徵在於:驅動機構，包括:三個步進電動機、三個小齒輪、三個齒條、三個槽輪支撐架、三個行程開關立板、三個行程開關夾板、三個行程開關、六個行程開關端子、控制盒；三個步進電機對應安裝在頂板的三處矩形定位孔的同一側，每個步進電動機主軸上安裝有小齒輪；齒條對應固定在活塞的活塞杆上，齒條與小齒輪嚙合；槽輪支撐架由槽輪架和兩個槽輪組成，槽輪架為矩形板，槽輪架固定於頂板上，槽輪架的一側設有兩個平行的槽輪杆，兩個槽輪杆伸出槽輪架呈一定角度，槽輪杆兩端裝有槽輪，槽輪上槽的寬度都與活塞杆的寬度相同；行程開關立板為L形板，在L形板較長一邊的板面上，設有兩條平行的槽，在L形板較短一邊板面固定在頂板上；行程開關夾板為L形板，在較短一邊的端面上設有兩個螺柱，兩個螺柱的間距同行程開關立板上兩條平行槽的間距相同；行程開關夾板通過螺柱與行程開關立板連接在一起；行程開關固定在行程開關立板和行程開關夾板之間；行程開關端子為一端帶有小螺柱的矩形塊，螺接於活塞杆的螺紋盲孔上；活塞杆上均布的螺孔固定行程開關端子，實現行程開關與活塞杆相對位置的粗調，行程開關夾板沿行程開關立板上的兩條平行槽上下滑動，進而可以調節行程開關的高度，實現行程開關位置的細調；控制盒控制步進電機的轉速和換向。
6.根據權利要求1-5所述的模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，其特徵在於:管流試樣段設有三個，在混液球的一側設有三個混液球進液口 ；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別通過管線與混液球的三個混液球進液口相連，第一盛液桶底部的通孔與混液球相連的管線上設有第二電磁閥，第二盛液桶底部的通孔與混液球相連的管線上設有第四電磁閥，第三盛液桶底部的通孔與混液球相連的管線上設有第六電磁閥。
7.根據權利要求1-6所述的模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，其特徵在於:射流噴嘴可以根據具體情況更換不同口徑；射流室的下部設有三個出液口，衝蝕介質流體由三個射流室出液口流出噴射室；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別通過管線與三個射流室出液口相連；第一盛液桶上第三通液孔與射流室相連的管線設有第一電磁閥，第二盛液桶上第六通液孔與射流室相連的管線設有第三電磁閥，第三盛液桶上第八通液孔與射流室相連的管線設有第五電磁閥。
8.根據權利要求1-7所述的模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，其特徵在於:管流試樣段設有三個，在主管路的下部水平管上、豎向管上、上部水平管上分別設一個管流試樣段；在輔助支架上設有上下兩個管路夾，上下兩個管路夾將的主管路的上水平管、下水平管固定。
9.根據權利要求1-8所述的模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，其特徵在於:管流試樣段為中部設有矩形孔的管路，管流試樣段的兩端設有管端螺紋，管流試樣段的兩端與主管路通過螺箍連接；弧形試樣板為弧形板，弧形板的曲率與管路曲率相同，用來放置弧形試樣，弧形試樣帶有有機塗層，在弧形板的內側有矩形突起，矩形凸起的大小與管流試樣段中部的矩形孔相同，在弧形板的外側設有矩形凹槽，矩形凹槽的底部中心位置設有通孔；管流試樣支架的兩端分別固定於管流試樣段的兩端，管流試樣支架頂部設有螺紋通孔；頂子由螺釘和弧面板組成，螺釘和弧面板之間可以相對轉動，螺釘穿過管流試樣支架頂部的螺紋通孔，旋轉螺釘使弧面板夾緊或鬆開弧形試樣板內部的試樣。
10.根據權利要求1-9所述的模擬有機塗層衝蝕環境的試驗裝置，其特徵在於:參比電極設在主管路上弧形試樣板的一側，參比電極為圓柱狀標準電極，外表面設有螺紋，可以旋入主管路，通過旋入的深淺可以調節參比電極與試樣的距離；輔助電極為鉬片或鉬絲，從弧形試樣板的正下方伸入管路中。
【文檔編號】G01N17/00GK104237042SQ201410522303
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】王炳英, 張文龍, 侯振波, 尹宇, 李天昊 申請人:中國石油大學