[实用新型]汽液两相流动加速腐蚀试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，具体来说是涉及石化、核电汽液两相流动加速腐蚀试验的装置。 

背景技术

目前，石化、核电等工业在我国国民经济发展中具有特别重要的战略地位。在这些工业领域中，高技术机械装置向着高温、高压、大型化的方向发展，由此给工业输运管道带来的工况条件越来越复杂，对管道的抗腐蚀能力及可靠性提出了极高的要求。为保证机械装备安全可靠的运行，避免重大事故的发生，与其相关的寿命预测和管道防腐蚀技术的研究成为影响国家发展战略以及国家中长期科学和技术发展的重大问题。面对复杂工况条件下管道安全隐患，依靠科学技术研究，发展和应用可靠性技术，对高温高压汽液两相条件下管道寿命预测以及先进纳米技术在管道防腐方面的应用，已在我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中被列为先进制造前沿技术之一。 

据瑞典核电监察机构统计表明，在核电站设备失效中汽液两相流动加速腐蚀是除了应力腐蚀开裂以外排在第二的失效方式。我国1995年对石化企业I、II、III类管道爆炸和严重损失事故原因进行了调查和分析，发现由流动加速腐蚀引起的占总失效次数的29.8％。流动加速腐蚀现象常见于压水堆核电站二回路管路系统、加氢裂化流出物空冷器、火力发电厂蒸汽凝汽器以及高温高压蒸汽凝水管线等，长期在高温(100～310℃)、高压(可达15MPa)、气-液两相、高雷诺数(可达1E5～1E6)的复杂环境下运行。 

随着国民经济的迅猛发展，能源问题成为制约我国经济快速增长的绊脚石。我国在中长期发展规划中提出要新建一批核电站，然而我国对核电管道汽液两相流动加速腐蚀的研究相对比较薄弱。这将给设备安全运行、人员生命安全造成潜在的威胁。存在问题主要有：(1)缺少相应的专业实验设备，虽然某些设备可以间接地得到一些实验数据，但是缺乏通用性无法将这些数据推广到实际生产中。 

(2)已有的实验设备有两种，即旋转圆盘试验机和模拟实际使用工况搭建的实验平台。前者可以得到传质对腐蚀的影响，但是由于旋转圆盘提供的动 力不足的缺陷，无法得到流体力学与腐蚀之间的交互作用，而且该试验机只能得到单相流体的流动加速腐蚀试验数据。后者虽然能够得到汽液两相流动加速腐蚀的实验数据，但是由于腐蚀速度测量手段的限制，得到的数据不够精确，且该实验台不具备通用性。 

(3)某些单相冲刷腐蚀实验装置，由于其不满足实际工况的条件，无法弄清楚汽液两相流动加速腐蚀机理。其实验数据对汽液两相流动加速腐蚀不具备指导意义。 

发明内容

针对国内汽液两相流动加速腐蚀试验装置缺乏的情况下，本实用新型提供了一种能模拟高温高压汽液两相流动加速腐蚀实验装置。本发明具备更加宽广的使用范围，实验工况更加贴近实际情况的优点。适用于温度高达300℃、压力为6.3MPa的汽液两相、单相，腐蚀与流动耦合作用的流动加速腐蚀机理、流体力学仿真、腐蚀产物膜空化破坏、以及流动加速腐蚀临界特性和瞬时特性的研究。本实用新型通过以下技术方案实现：一种汽液两相流动加速腐蚀试验的装置，包括测试釜体、油浴加热夹套、釜体盖、磁力旋转装置、高温参比电极、石墨辅助电极、工作电极、变频电机、恒电位仪、腐蚀测量计算机、设备控制箱、内衬套、气相发生器、电加热器和热电偶温度传感器，所述测试釜体与釜体盖采用螺栓法兰结构联接；测试釜体与油浴加热夹套通过氩弧焊焊接起来；磁力旋转装置包括外磁鼓和内磁鼓，油浴加热夹套内的电加热器、热电偶温度传感器与设备控制箱相连构成控制温度的闭合回路，保证实验过程中介质处于恒温状态下；实验装置的动力系统采用磁力搅拌装置，即变频电机通过带动外磁鼓旋转，使内磁鼓在外磁鼓形成的磁场下进行动力传递，而内磁鼓通过传动轴与涡轮联接，从而将动力传递给测试釜体内的流体；变频电机、装在变频电机上的转速传感器与设备控制箱相连，构成转速控制回路；所述工作电极与气相发生器通过螺纹安装到内衬套上；安装时工作电极的测试面与内衬套表面平齐，根据气相含量调节气相发生器的大小。所述参比电极、石墨辅助电极、工作电极引出的导线利用高温胶密封在不锈钢管中，然后将软密封垫通过中心开有通孔的压紧螺栓压紧。实现装置的良好密封性能；所述釜体盖上开有五个孔，分别为石墨辅助电极导线引出孔、参比电极导线引出孔、注液/注气 孔、温度感应器插入孔、压力表及安全连锁装置接入孔。

所述测试釜体与油浴加热夹套侧面分别开孔，这两个孔处在同一条轴线上。 

所述参比电极从釜体盖外侧装入釜体盖上开好的参比电极导线引出孔内，然后通过参比电极导向密封装置、四氟软垫片和压紧螺栓进行压紧密封。