[实用新型]一种旋转式单相流冲蚀试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及冲蚀试验装置，具体地说是涉及用于工业生产中的一种旋转式单相流冲蚀试验装置。

背景技术

流体管道是在一定压力下运输流体的特种设备。随着经济的发展，流体管道已成为与公路、铁路、水运和航空并列的五大运输方式之一，广泛应用于原油、天然气、自来水、城市液化气以及流程工业领域中各种流体物料的输送。

研究发现：管道失效的形式多样，机理复杂，如材料缺陷、腐蚀、外力破坏等，其中冲蚀破坏引起的腐蚀失效是管道系统中最广泛也是常见的破坏形式。冲蚀破坏具有明显的局部性、突发性和风险性，特别在含水、腐蚀性、多相流介质流动作用下引起的冲蚀穿孔更是复杂，很难预测它的发生，已成为困扰流体管道安全运行的关键技术问题。

近年来，在石油化工领域随着重质、含硫原油的加工比例不断增加，石化工业管道及管束型的设备(换热器、空冷器等)冲蚀失效较为常见，例：加氢反应流出物空冷器(REAC)失效的事故日益突出，已成为严重制约加氢裂化装置安全、稳定、长周期运行的主要障碍，如不采取相应的技术措施和对策，我国炼油行业将会面临越来越严峻的设备冲蚀失效及装置生产的安全问题。

目前国内各大炼油厂处理原油的劣质化日趋严重，原油中硫、氮含量增高，势必会加剧加氢装置高压空冷器系统的腐蚀，预计REAC系统的失效、非计划停工等事故的发生会更加突出。尽管国内外学者进行了大量的REAC系统失效的相关研究，如国外的NACE、UOP、API等机构针对REAC系统已经开展了几十年的研究并取得一定的成绩，但是至今为止还没有一套可靠的预测方法来预测加工高硫原油的加氢空冷器系统的冲蚀破坏程度。

针对目前石油化工、天然气输送领域存在的冲蚀问题，进一步研究管道的冲蚀机理，一些科研院所及大专院校设计了一系列的冲蚀试验装置，通过试验研究手段来研究管道的冲蚀机理，以期找到管道冲蚀的临界流速。但目前的冲蚀试验装置存在的一些不足之处主要在于：

(1)目前我国对冲蚀试验的机理研究不够深入，相关设备测试的时间较长，实验结果难以推广工程应用。

(2)常规的冲蚀试验装置常通过称重或测厚的方法测试平均冲蚀速率，无法实现流体冲蚀破坏的临界值和瞬态特性的测试研究。

发明内容

针对国内外冲蚀试验装置存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种旋转式单相流冲蚀试验装置，适合于腐蚀与流动耦合作用的冲蚀机理、流体动力学的仿真分析、保护膜冲蚀破坏临界特性或瞬态特性的试验研究及冲蚀失效预测工业应用推广等完整的研究体系。能模拟工业环境中的实际工况条件，实时检测材料冲蚀破坏瞬态特性和临界值的冲蚀试验装置。

本实用新型采用的技术方案是：包括下液体容器、上液体容器、传动轴、旋转圆盘、铜环-碳刷、联接轴套、变频电机、工控计算机、鲁金毛细管、恒电位仪、工作电极和辅助电极；下液体容器与上液体容器通过法兰联接，上液体容器下法兰为法兰盖结构，法兰盖中心开轴承孔，周边开有通孔；开有中心孔的传动轴从上液体容器顶面的法兰盖中心轴承孔插入至下法兰盖的轴承孔内，传动轴与上液体容器上下法兰盖中心轴承孔形成转动配合，传动轴上装有旋转圆盘，被测工件作为工作电极外表面与上液体容器内壁面平齐，工作电极中心与旋转圆盘侧面包覆一层不锈钢或白金的辅助电极中心在同一水平面上，工作电极对置的上液体容器侧面装有温度传感器，位于上液体容器顶面法兰盖外的传动轴上装有铜环-碳刷，传动轴经联接轴套与变频电机联接；旋转圆盘侧面分别在0°、90°、180°、270°的位置上开孔，导线分别穿过0°、90°、180°、270°的孔汇交于旋转圆盘与传动轴中心孔一端与铜环-碳刷联接，铜环-碳刷经通过导线与恒电位仪相连，导线另一端与辅助电极联接；上液体容器顶面的法兰盖开通孔插入鲁金毛细管，与恒电位仪相连；恒电位仪、变频电机和温度传感器分别与工控计算机联接；下液体容器与上液体容器通过泵连通。

所述的工作电极与鲁金毛细管之间的距离不大于0.5mm；工作电极与辅助电极之间的距离为8～10mm；

所述的下液体容器内布置冷却盘管。