[实用新型]卧式磨蚀试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及腐蚀磨损测试装置，特别涉及卧式磨蚀试验装置，能够精确测量、评价多种材料在腐蚀环境下的耐腐蚀、磨损性能。

技术背景

磨蚀涵盖的内容较多，一般是指发生磨损的同时还有腐蚀。其中腐蚀包括水中常见的空蚀，也叫气蚀。在疏浚航道、围海造陆过程中，挖泥船和采沙船等工程设备把大量泥沙通过管道输送到陆地上。工作过程中浆体中的固体颗粒以较高的速度与管道内壁产生刮擦、碰撞，引起管道磨损。同时海水本身为腐蚀性介质，对管体产生腐蚀破坏。特别是沿海的港口区域，工程土质较复杂，以火山灰岩、砾石、中粗沙、亚黏土加中粗沙为主，对输送管体磨损严重，加上海水腐蚀，具有典型的磨蚀特性。此外，在矿浆输送及化工、电厂等行业中也广泛存在磨蚀问题。

磨蚀是力学因素、化学和电化学因素及其交互作用的结果，特别是腐蚀与磨损的交互作用，使问题复杂化。研究腐蚀磨损的难点之一是试验设备。由于设备本身就存在着一定程度的腐蚀磨损，从而影响实验结果的可靠性。目前国内外还没有定型专用的商业试验机，阻碍了这方面工作的进一步深入开展。

为了分析浆体材料在输送过程中对管体的破坏作用，人们在磨蚀的失效机理分析方面做了大量工作，同时也研制了多种类型的磨蚀测试装置。总结来看，目前评价材料耐磨蚀性能的试验装置从功能上划分主要有管流式、喷射式和旋转式三种。管流式装置能较好地模拟管道冲刷的实际工况，试验结果最为直观和可靠。但整套系统占据空间很大，实验所需溶液量大，实验周期长，循环泵需要持续运转.还有泵阀的可靠性以及如何防止泄漏问题，使得整套装置的费用和实验费用都很高。此外，该类试验装置只适用于固体颗粒含量极低的溶液，否则易引起管道堵塞；喷射式试验装置能精确控制冲击液流的流速.可达很高速流，而且成本低、周期短，也很容易进行电化学测试。但不能很好地模拟实际工况，冲刷比实际严重，与泵、管道的实际冲刷腐蚀条件有一定差距，对杂质泵、酸碱泵的叶片失效研究有一定价值；旋转式运动试验法是以测量磨块在搅拌桶浆体中作圆周运动的金属损失量来测量材料的相对磨蚀性，为对比实验，测量结果为相对磨蚀性。设备简单、成本低、实验周期短。但由于试样旋转，电化学测试难度较高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种卧式磨蚀试验装置，可以模拟海水等腐蚀性介质中固体颗粒在输送过程中对管道的磨蚀，并结合该装置的电化学系统分析腐蚀与磨损的交互作用，从而实现对磨蚀机理的分析。且试验过程中可以安装多个试样，实现不同材料在相同环境下的磨蚀性能对比，也可以通过固体颗粒尺寸、含量及介质PH值的改变，实现同一材料不同工况条件下的磨蚀性能对比，从而促进材料磨蚀性能的改善、耐磨蚀材料的筛选及相关机理研究等。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

卧式磨蚀试验装置，其包括，基座；支撑台架，设置于基座上一侧；辅助电机，设置于支撑台架上；试验腔，其为一筒体结构；试验腔内壁设有控温冷却管道及保护管道的若干格栅；试验腔还设有介质、固体颗粒添加口；辅助电机的输出轴的一端插入试验腔；辅助电极、参比电极，设置于试验腔内；试验位移台架，设置于基座上另一侧；试验位移台架上设调位丝杆及移动电机，并以此在基座上移动；主电机，设置于试验位移台架上；主电机转轴的一端插入试验腔中央，与伸入试验腔内的辅助电机输出轴对顶；转轴上设铜环-碳刷；第一、第二试样夹持盘，分别设置于试验腔内的主电机转轴上；恒电位仪，安装在控制柜内，其接线通过铜环-碳刷与试验腔内的辅助电极、参比电极及工作电极即待测试样相连；其中与介质接触的试验腔、控温冷却管道、格栅及试验夹盘均采用耐蚀材料制作。

进一步，所述的参比电极采用保护型Ag/AgCl参比电极，对辅助电极采用铂铌丝制作，工作电极为待测试样。

所述的辅助电极放置在第一试样夹持盘内，在第一试样夹持盘上靠近试样处设置环形槽，辅助电极放置其中，并以导线通过转轴芯部连接到外部的铜环-碳刷上，进而与恒电位仪连接；工作电极即待测试样以同样的方式连接到恒电位仪上；参比电极安装在靠近工作电极即待测试样的格栅上，通过布置在格栅间隙的导线从连接轴承处引出，最终与恒电位仪连接。

所述的格栅采用两端嵌入的方式整体放置在试验腔内，其长度方向与轴平行，宽度方向与轴及试验腔的转动方向保持同向；为保证格栅的功能，其宽度L满足如下公式：

式中，r为格栅位置的外圆半径，mm；θ为两片格栅间对应的圆心角，度；β为格栅与所在半径之间的夹角，度。