[發(fā)明專利]高溫增壓氣流固體粒子沖蝕磨損測試裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410265148.8
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104007035A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張洪偉;董曉慧;蔡曉君;陳曙光
• 申請（專利權(quán)）人: 北京石油化工學(xué)院
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮(zhèn)勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種沖蝕磨損試驗(yàn)設(shè)備，尤其涉及一種高溫增壓氣流固體粒子沖蝕磨損測試裝置。

背景技術(shù)

沖蝕磨損是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常見的磨損形式之一，是引起材料破壞或者失效的一個(gè)重要原因。沖蝕過程中，氣流夾帶著固體顆粒以一定的速度和角度對材料表面進(jìn)行沖蝕造成材料損耗。在煤炭、電力、化工、冶金、礦山、石油、航天、建筑等行業(yè)中均存在大量的固體顆粒沖蝕磨損現(xiàn)象并且造成很大的危害。其中，火力發(fā)電廠煤粉鍋爐燃燒尾氣對換熱器管道、石油化工廠高溫?zé)煔鈯A帶的破碎催化劑粉粒對煙機(jī)輪機(jī)葉片和相關(guān)過流件等涉及到高溫沖蝕磨損過程。此外，工作在載粒氣流中零件表面制備一層耐沖蝕的涂層是目前工程應(yīng)用最多且最有效的方法之一。而涂層的耐沖蝕性能直接影響到工件的使用壽命。因此，深入研究不同材料在高速流塵中的沖蝕機(jī)理及失效行為，掌握沖蝕規(guī)律成為急需解決的問題，材料耐沖蝕性能的提高需要有更好的、更實(shí)用的測試手段和方法。

目前，國內(nèi)外對固體粒子沖蝕磨損研究的試驗(yàn)設(shè)備還不夠完善，還沒有一種十分理想的固體粒子沖蝕磨損試驗(yàn)裝置。現(xiàn)如今普遍使用的一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備不能精確控制磨損過程的主要因素(粒子的沖擊速度，沖擊角度和沖擊密度等)和模擬實(shí)際的工況(例如：高溫、高壓、高速以及具有一定腐蝕性氣體環(huán)境工況)，這就在一定程度上限制了一些實(shí)驗(yàn)條件的范圍。例如，真空下落式試驗(yàn)裝置只適宜于做低速試驗(yàn)(速度一般小于5m/s)；離心磨粒加速試驗(yàn)裝置則有速度和角度都不宜精確控制的不足之處；旋臂式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)機(jī)其沖擊速度是由機(jī)械旋轉(zhuǎn)造成的,控制電機(jī)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)尤為重要；噴射式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)機(jī)給料具有一定困難且粒子速度測定不夠準(zhǔn)確。沖蝕磨損機(jī)理復(fù)雜，涉及到固體顆粒與材料的相互作用，但沖蝕速度不知且變化復(fù)雜，噴嘴出口端距離試樣的距離較近，再加上安全原因，難以觀察沖蝕粒子運(yùn)動(dòng)情況，目前國內(nèi)外對于沖蝕過程中的顆粒的速度范圍及引起的材料磨損機(jī)制一直沒有很好地解釋。

因此,研究和開發(fā)更適用模擬實(shí)際工況，更準(zhǔn)確測量和評價(jià)材料抗沖蝕性能的新型固體顆粒沖蝕磨損試驗(yàn)裝置和方法很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高溫增壓氣流固體粒子沖蝕磨損測試裝置，用于模擬高溫增壓氣流固體粒子對材料的沖蝕行為影響。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的高溫增壓氣流固體粒子沖蝕磨損測試裝置，包括通過管道依次連接的空氣壓縮機(jī)、高溫空氣加熱器、電子高溫控制閥、氣體流量計(jì)，所述氣體流量計(jì)的出氣口管道與封閉式固體粒子加料器的上腔連接，所述固體粒子加料器的出料口管道通過固體流量調(diào)節(jié)閥、固體流量計(jì)伸入到箱體內(nèi)；

所述箱體內(nèi)設(shè)有試樣架，所述試樣架上設(shè)有試樣加熱器，所述固體流量計(jì)的出口正對所述試樣加熱器的上方，所述試樣加熱器的上方設(shè)有紅外線測速儀、高速攝像機(jī)；

所述高溫空氣加熱器、氣體流量計(jì)、固體流量計(jì)、紅外線測速儀和高速攝像機(jī)分別與顯示器連接。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的高溫增壓氣流固體粒子沖蝕磨損測試裝置，由于包括通過管道依次連接的空氣壓縮機(jī)、高溫空氣加熱器、電子高溫控制閥、氣體流量計(jì)，氣體流量計(jì)的出氣口管道與封閉式固體粒子加料器的上腔連接，固體粒子加料器的出料口管道通過固體流量調(diào)節(jié)閥、固體流量計(jì)伸入到箱體內(nèi)；箱體內(nèi)設(shè)有試樣架，試樣架上設(shè)有試樣加熱器，固體流量計(jì)的出口正對試樣加熱器的上方，試樣加熱器的上方設(shè)有紅外線測速儀、高速攝像機(jī)；高溫空氣加熱器、氣體流量計(jì)、固體流量計(jì)、紅外線測速儀和高速攝像機(jī)分別與顯示器連接，可以實(shí)現(xiàn)高溫(亦可低溫或常溫)實(shí)驗(yàn)條件，可廣泛用于沖蝕磨損領(lǐng)域，適合各種材料的高溫沖蝕磨損試驗(yàn)，為分析沖蝕磨損機(jī)理及選擇耐磨損材料提供科學(xué)實(shí)驗(yàn)手段支持。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的高溫增壓氣流固體粒子沖蝕磨損測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的試樣架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-空氣壓縮機(jī)、2-高溫空氣加熱器、3-螺旋加熱管道、4-電子高溫控制閥、5-氣體流量計(jì)、6-固體粒子加料器、7-固體流量調(diào)節(jié)閥、8-固體流量計(jì)、9-箱體、10-試樣架、11-顯示器、12-砂塵分離器、13-試樣加熱器、14-試樣、15-紅外線測速儀、16-高速攝像機(jī)、17-刻度盤、18-固定螺母、19-轉(zhuǎn)動(dòng)槽、20-循環(huán)降溫裝置、21-電源。

具體實(shí)施方式

下面將對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明的高溫增壓氣流固體粒子沖蝕磨損測試裝置，其較佳的具體實(shí)施方式是：