一種高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置，具體涉及高速漿流條件下材料的平行沖蝕、角度自由沖蝕和淹沒射流下的沖蝕、空蝕及其電化學腐蝕等單一或組合的磨損的測試裝置。
【背景技術】
[0002]在海洋運輸、石油化工、煤礦電力等有液體介質參與的機械設備中，由于液體中的固體介質如沙粒、鹽顆粒群等的存在，當固、液界面產生相對運動時，將可能產生沖蝕、空蝕及其電化學腐蝕等磨損行為，使設備失效，帶來安全隱患或產生巨大的經濟損失;隨著相對運動速度的提高，比如噴射式水面、洋面艦船等，材料的沖蝕腐蝕機理的研究和評價、改進材料的耐磨蝕、耐腐蝕性能等需要相關測試裝置。目前是通過軟件仿真和沖蝕腐蝕試驗來研究和評價材料性能的，其中沖蝕腐蝕試驗主要有旋轉式沖蝕腐蝕裝置、噴射式沖蝕腐蝕裝置和管道循環沖蝕腐蝕裝置等，它們在研究磨蝕機理和評價材料性能中發揮著很大作用。已公開的旋轉式磨蝕裝置是通過試件在漿液里面高速旋轉產生高的相對速度，來加速試件的沖蝕腐蝕過程;噴射式磨蝕裝置是通過噴口將漿液自由噴射至試件實現高速沖蝕腐蝕，或者將旋轉式和噴射式組合，來產生較高相對速度，但由于工作原理所限，這些試驗方式局限較大，且無法控制和監測實際沖刷速度;水洞、管道循環沖蝕腐蝕、現場模擬等裝置的體積龐大，且試驗條件難以穩定，這些都影響了高速狀態下材料的抗沖蝕、腐蝕性能的研究、評價和開發耐磨蝕、耐腐蝕等高性能新材料的進度。
【發明內容】
[0003]針對國內外現有試驗裝置存在的不足，本實用新型提供了一種高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置，通過充當射流流道并可以方便裝拆的試件組，實現了高速沖蝕、腐蝕及其組合的測試，射流流道中流場穩定，避免了淹沒射流中速度遞減極快的缺點，從而在只需較小能量消耗的前提下實現較高相對速度的沖蝕，安裝在箱體中的試件組又形成了第二次淹沒射流沖刷，且各試件間及與箱體等零件間相互絕緣，這樣，在同一實驗條件中，可實現多種可控速度、電流強度單獨可控的沖蝕、腐蝕及其組合的試驗，如果在流道中安裝擾流物，還可實現材料在漿液環境下的平行沖蝕、角度自由沖蝕和淹沒射流下的沖蝕、空蝕及其電化學腐蝕等多種單一或組合的磨損類型，提高了實驗的運行效率。
[0004]為達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0005]本實用新型的一種高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置，包括變徑口(I)、第一試件組
(2)、法蘭(3)、第一試件座(4)、視鏡(5)、弱電接口(6)、第二試件組(7)、第二試件座(8)、調節螺釘(9)、腔體(10)及參比電極(11);所述變徑口(1)、法蘭(3)、第一試件座(4)順序安裝，第一試件組(2)安裝在第一試件座(4)上，視鏡(5)、弱電接口(6)、第二試件座(8)、調節螺釘(9)、參比電極(11)安裝在腔體(10)上，第二試件組(7)安裝在第二試件座(8)上，腔體(1)與法蘭(3)連接形成箱體。
[0006]優選地，第一試件座(4)在安裝了第一試件(2)后形成的中空截面形狀及尺寸與變徑口(I)的出口相匹配，其形狀為長方形并作為射流流道的一段，其中，第一試件組(2)至少有2件試件。
[0007]優選地，第一試件座(4)可以安裝在變徑口(I)與法蘭(3)之間。
[0008]優選地，第二試件座(8)與第一試件座相鄰，且在射流口噴出區域，可以通過調節螺釘(9)調節其與漿液噴出方向間的夾角。
[0009]優選地，形成的中空截面的射流流道中可以安裝擾流物，便于形成空蝕源。
[0010]優選地，循環系統漿液流動方向為變徑口(I)從大到小的方向，漿液可以充滿箱體，形成淹沒射流。
[0011]優選地，第一試件組(2)、第二試件組(7)可以獨立安裝弱電接口(6)，與其它零件間絕緣。
[0012]可見，本實用新型的一種高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置，利用可以方便裝拆的試件充當射流流道，可以在流道中安裝擾流物，在同一實驗條件中，實現漿液條件下可控的較高相對速度、單獨電流強度下的單一或不同材料的沖蝕、空蝕、腐蝕及其組合磨損的試驗及其比較，試驗簡單可靠，操作簡便，整機功率小，特別容易實現高速漿液沖蝕、空蝕、腐蝕及其組合磨損。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構和循環系統連接的示意圖。
[0014]圖2為本實用新型的試件及其安裝結構示意圖。
[0015]圖3為本實用新型的實施例結構示意圖。
[0016]圖中:
[0017]I 一變徑口 2—第一試件3—法蘭4 一第一試件座5—視鏡
[0018]6一弱電接口 7—第二試件8一第二試件座9一調節螺釘10—腔體11一參比電極21 —信號處理及控制裝置22—傳感器23—調節閥
[0019]24—高壓渣漿栗25—漿液池。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0021 ]如圖1所示，本實用新型的高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置，包括變徑口( I)、第一試件組(2)、法蘭(3)、第一試件座(4)、視鏡(5)、弱電接口(6)、第二試件組(7)、第二試件座
(8)、調節螺釘(9)、腔體(10)及參比電極(11)，漿液循環系統有信號處理及控制裝置
[21]、傳感器(22)、調節閥(23)、高壓渣漿栗(24)、漿液池(25)等常見漿液循環動力和相關流量計、壓力計、溫度計和電化學腐蝕測試裝置等儀器儀表。
[0022]當高壓渣漿栗(24)將漿液從漿液池(25)吸出并通過傳感器(22)、調節閥(23)等測試儀器后送到變徑口( I);如圖2所示，由于變徑口( I)截面從大變小，因而使漿流加速，進入第一試件組所在磨損區，漿液中的固體顆粒和鹽粒群因碰撞反彈，在該磨損區高速波動前進，從而形成對試件的沖蝕，由于切入時碰撞角度較小，且射流入口為長窄口(高度小于8mm，寬度大于20mm)，因而其碰撞接近平行沖蝕;在顆粒逸出第一試件組所在磨損區后，即進入與第一試件組相鄰的第二試件組所在磨損區，盡管在淹沒流體中顆粒速度下降很快，但依然能對第二試件組形成沖蝕，之后，漿流回流至漿液池(25);試件能單獨加電，因此在同一試驗環境下可以完成試件的單獨沖蝕、沖蝕腐蝕組合的測試;在第一試件組組成的射流流道中安裝擾流體，又可以實現沖蝕、空蝕和腐蝕及其組合的測試；當選擇不同試件材料時，可以實現不同材料在同一試驗環境下的耐磨蝕、腐蝕比較和評價。
[0023]設射流口截面為S，測得通過流量為Q，則第一試件組的沖蝕速度V可表示為:V=Q/S，因此可以準確確定沖蝕速度;通過腔體(10)上的視鏡(5)，可以觀察粒子運行軌跡和測量第二試件區的沖蝕速度及沖蝕速度的分布、顆粒軌跡等，便于裝拆的試件方便定時取樣，進行表面磨痕、失重量、表面微觀觀察等研究，為分析沖蝕腐蝕磨損機理提供實驗數據。
[0024]如圖3所示，在實施例中，設置了長X寬X高為50X24X5(單位mm)的射流口，不設置擾流體，通過建模、劃分網格，在流體分析軟件中數值計算了相關流場，計算結果表明，在第一試件組所在區域壓力分布基本均勻，呈遞減分布，速度分布基本均勻，壓力和速度沒有突變，因此，第一試件組的試件可以得到基本相同的沖刷;在第二試件組所在區域，由于淹沒在漿液中，壓力和顆粒運行速度迅速減小，第二試件組形成梯度磨損，這樣對檢測不同速度下的磨損和抗磨試驗可提供更全面的實驗數據。
[0025]雖然已經對本實用新型的優選實施例進行了詳細的描述和說明，但是本實用新型并不局限于此。應當知道，本領域的技術人員可以在不背離本實用新型的精神和原理的條件下進行多種修改和變化，而不脫離其由權利要求書所限定的本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置，包括:變徑口(I)、第一試件組(2)、法蘭(3)、第一試件座(4)、視鏡(5)、弱電接口(6)、第二試件組(7)、第二試件座(8)、調節螺釘(9)、腔體(10)及參比電極(11);所述變徑口(1)、法蘭(3)、第一試件座(4)順序安裝，第一試件組(2)安裝在第一試件座(4)上，視鏡(5)、弱電接口(6)、第二試件座(8)、調節螺釘(9)、參比電極(11)安裝在腔體(10)上，第二試件組(7)安裝在第二試件座(8)上，腔體(10)與法蘭(3)連接形成箱體。2.根據權利要求1所述的一種高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置，其特征在于:第一試件座(4)在安裝了第一試件組(2)后形成的中空截面形狀及尺寸與變徑口(I)的出口相匹配，其形狀為長方形，并作為射流流道的一段，其中，第一試件組(2)至少有2件試件。3.根據權利要求1所述的一種高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置，其特征在于:第一試件座(4)可以安裝在變徑口(I)與法蘭(3)之間。4.根據權利要求1所述的一種高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置，其特征在于:第二試件座(8)與第一試件座相鄰，且在射流口噴出區域，可以通過調節螺釘(9)調節其與漿液噴出方向間的夾角。5.根據權利要求2所述的一種高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置，其特征在于:形成的中空截面的射流流道中可以安裝擾流物，便于形成空蝕源。6.根據權利要求1一5任一項所述的一種高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置，其特征在于:循環系統漿液流動方向為變徑口(I)從大到小的方向，漿液可以充滿箱體，形成淹沒射流。7.根據權利要求1所述的一種高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置，其特征在于:第一試件組(2)、第二試件組(7)可以獨立安裝弱電接口(6)，與其它零件間絕緣。
【專利摘要】一種高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置，包括由變徑口、法蘭及腔體組成的箱體和漿液循環控制系統。在箱體中，由一組試件組成的射流流道通過試件座安裝在法蘭上，另一組試件則通過另一試件座安裝在射流出口位置，調節螺釘可以調節試件與射流夾角；試件可以單獨通電形成電腐蝕，從而形成淹沒射流下的高速沖蝕和腐蝕；視鏡安裝在腔體上便于觀察或成相記錄。本實用新型的工作過程為：高壓渣漿泵將漿液送入變徑口，使漿液高速通過射流流道中的試件組，然后再對箱體中的另一組試件進行沖刷，實現同一試驗環境下相同或不同材料的耐磨蝕、耐腐蝕及其組合的性能測試和比較，檢測數據可通過信號處理裝置收集、保存等，便于后續分析。本高速漿流沖蝕與腐蝕試驗裝置可以高效地完成材料在漿液環境下的平行沖蝕、角度自由沖蝕和淹沒射流下的沖蝕、空蝕及其電化學腐蝕等多種單一或組合的磨損類型，試驗簡單可靠，操作簡便，整機功率小，特別容易實現高速漿液沖蝕、空蝕、腐蝕及其組合磨損。
【IPC分類】G01N17/02, G01N3/56
【公開號】CN205280529
【申請號】CN201620039109
【發明人】唐勇, 龐佑霞, 朱宗銘, 梁亮, 張昊, 劉輝, 許焰
【申請人】長沙學院
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月16日