[實用新型]一種旋轉式單相流沖蝕試驗裝置

無效

• 申請號: 200720107048.8
• 申請日: 2007-03-09
• 公開（公告）號: CN201016917Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 偶國富;金浩哲;王立凱;李鵬軒
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N3/56;F17D5/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本實用新型涉及沖蝕試驗裝置，具體地說是涉及用于工業生產中的一種旋轉式單相流沖蝕試驗裝置。

背景技術

流體管道是在一定壓力下運輸流體的特種設備。隨著經濟的發展，流體管道已成為與公路、鐵路、水運和航空并列的五大運輸方式之一，廣泛應用于原油、天然氣、自來水、城市液化氣以及流程工業領域中各種流體物料的輸送。

研究發現：管道失效的形式多樣，機理復雜，如材料缺陷、腐蝕、外力破壞等，其中沖蝕破壞引起的腐蝕失效是管道系統中最廣泛也是常見的破壞形式。沖蝕破壞具有明顯的局部性、突發性和風險性，特別在含水、腐蝕性、多相流介質流動作用下引起的沖蝕穿孔更是復雜，很難預測它的發生，已成為困擾流體管道安全運行的關鍵技術問題。

近年來，在石油化工領域隨著重質、含硫原油的加工比例不斷增加，石化工業管道及管束型的設備(換熱器、空冷器等)沖蝕失效較為常見，例：加氫反應流出物空冷器(REAC)失效的事故日益突出，已成為嚴重制約加氫裂化裝置安全、穩定、長周期運行的主要障礙，如不采取相應的技術措施和對策，我國煉油行業將會面臨越來越嚴峻的設備沖蝕失效及裝置生產的安全問題。

目前國內各大煉油廠處理原油的劣質化日趨嚴重，原油中硫、氮含量增高，勢必會加劇加氫裝置高壓空冷器系統的腐蝕，預計REAC系統的失效、非計劃停工等事故的發生會更加突出。盡管國內外學者進行了大量的REAC系統失效的相關研究，如國外的NACE、UOP、API等機構針對REAC系統已經開展了幾十年的研究并取得一定的成績，但是至今為止還沒有一套可靠的預測方法來預測加工高硫原油的加氫空冷器系統的沖蝕破壞程度。

針對目前石油化工、天然氣輸送領域存在的沖蝕問題，進一步研究管道的沖蝕機理，一些科研院所及大專院校設計了一系列的沖蝕試驗裝置，通過試驗研究手段來研究管道的沖蝕機理，以期找到管道沖蝕的臨界流速。但目前的沖蝕試驗裝置存在的一些不足之處主要在于：

(1)目前我國對沖蝕試驗的機理研究不夠深入，相關設備測試的時間較長，實驗結果難以推廣工程應用。

(2)常規的沖蝕試驗裝置常通過稱重或測厚的方法測試平均沖蝕速率，無法實現流體沖蝕破壞的臨界值和瞬態特性的測試研究。

發明內容

針對國內外沖蝕試驗裝置存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種旋轉式單相流沖蝕試驗裝置，適合于腐蝕與流動耦合作用的沖蝕機理、流體動力學的仿真分析、保護膜沖蝕破壞臨界特性或瞬態特性的試驗研究及沖蝕失效預測工業應用推廣等完整的研究體系。能模擬工業環境中的實際工況條件，實時檢測材料沖蝕破壞瞬態特性和臨界值的沖蝕試驗裝置。

本實用新型采用的技術方案是：包括下液體容器、上液體容器、傳動軸、旋轉圓盤、銅環-碳刷、聯接軸套、變頻電機、工控計算機、魯金毛細管、恒電位儀、工作電極和輔助電極；下液體容器與上液體容器通過法蘭聯接，上液體容器下法蘭為法蘭蓋結構，法蘭蓋中心開軸承孔，周邊開有通孔；開有中心孔的傳動軸從上液體容器頂面的法蘭蓋中心軸承孔插入至下法蘭蓋的軸承孔內，傳動軸與上液體容器上下法蘭蓋中心軸承孔形成轉動配合，傳動軸上裝有旋轉圓盤，被測工件作為工作電極外表面與上液體容器內壁面平齊，工作電極中心與旋轉圓盤側面包覆一層不銹鋼或白金的輔助電極中心在同一水平面上，工作電極對置的上液體容器側面裝有溫度傳感器，位于上液體容器頂面法蘭蓋外的傳動軸上裝有銅環-碳刷，傳動軸經聯接軸套與變頻電機聯接；旋轉圓盤側面分別在0°、90°、180°、270°的位置上開孔，導線分別穿過0°、90°、180°、270°的孔匯交于旋轉圓盤與傳動軸中心孔一端與銅環-碳刷聯接，銅環-碳刷經通過導線與恒電位儀相連，導線另一端與輔助電極聯接；上液體容器頂面的法蘭蓋開通孔插入魯金毛細管，與恒電位儀相連；恒電位儀、變頻電機和溫度傳感器分別與工控計算機聯接；下液體容器與上液體容器通過泵連通。

所述的工作電極與魯金毛細管之間的距離不大于0.5mm；工作電極與輔助電極之間的距離為8～10mm；

所述的下液體容器內布置冷卻盤管。