[发明专利]一种间隙流场多参数金属腐蚀装置

说明书

技术领域

本发明属于材料腐蚀检测技术领域，涉及一种间隙流场多参数的金属腐蚀装置。

背景技术

间隙流是核电、石油勘探等领域大型装备关键部件中的典型流体方式，在屏蔽电机屏蔽套、水润滑轴承、轮机叶尖、钻杆等关键部件中间隙流体的水力特性对装备性能功耗有直接影响。由于间隙尺寸小，且间隙对于轴向非常微小的特点，金属在间隙流中的腐蚀特性和腐蚀表面状态对间隙流体流动特性产生影响，进而改变装备性能。因此，间隙流体特定环境中金属的腐蚀特性是装备制造与性能评估中一个重要的参考因素。

目前，金属在间隙流动下的腐蚀行为主要集中在模拟水润滑轴承等间隙流动下的浸泡腐蚀行为，然而有关间隙流动下电化学腐蚀特性的原位表征尚缺乏有效的手段。其主要原因是间隙流动下的电化学腐蚀装置复杂，不仅要实现模拟间隙流的重复性和可靠性，还要考虑到试样的放置、信号线的引出以及噪声信号的屏蔽等一系列问题。

发明内容

本发明提供了一种间隙流场的金属腐蚀装置，解决现有技术中间隙流动下电化学腐蚀特性的原位表征监测困难的问题。

本发明的技术方案如下：

一种间隙流场金属腐蚀装置，包括金属腐蚀电极、辅助电极、参比电极、反应釜体、反应釜盖、转子、旋转组件、旋转电机、外部循环水管、循环水控温釜体、循环泵；具体结构如下：

反应釜体和反应釜盖构成电解池釜体，反应釜盖设置于反应釜体上，反应釜体侧面设置金属腐蚀电极、辅助电极和参比电极。

转子设置于反应釜体内部，一端通过定位轴承与反应釜体底部连接，另一端与旋转组件连接；旋转组件由与电机连接的轴和轴外部的保护钢套组成。

反应釜体的外侧设置反应釜支架，支架上部设置两个立柱和横梁，旋转电机与组件连接并固定于横梁上。

反应釜体侧面的上部通过循环水管与循环水控温釜体连接，控温釜连接循环泵并通过循环水管返回反应釜下部。

所述的间隙流场多环境参数金属腐蚀装置，还包括控制箱，控制箱内设置变频器开关、加热电源开关、加热电压调节器、温度显示器、温度控制器和变频器，变频器开关与变频器连接，变频器通过导线连接电机；加热电源开关与电压调节器连接，加热电压调节器与温度控制器连接，温度控制器连至内部继电器，内部继电器通过导线连接循环水控温釜体。

所述的间隙流场多环境参数金属腐蚀装置，在支架上的立柱设置手动升降盘，通过调节手动升降盘使电机和横梁上下运动。

所述的间隙流场多环境参数金属腐蚀装置，反应釜盖和反应釜连接处、反应釜盖与保护钢套间均采用密封圈密封。

所述的间隙流场多环境参数金属腐蚀装置，转子外侧与反应釜构成的间隙与转子高度之比小于1：5。

所述的间隙流场多环境参数金属腐蚀装置，反应釜底部与转子连接处的开孔为盲孔，盲孔处定位轴承采用陶瓷轴承。

所述的间隙流场多环境参数金属腐蚀装置，还设有电化学工作站，电化学工作站金属腐蚀电极、辅助电解和参比电极的引线接头分别与金属腐蚀电极、辅助电极和参比电极的导线连接。

所述的间隙流场多环境参数金属腐蚀装置，转子外径和长度之比小于1：3，反应釜内径和长度比小于1：4。

本发明的装置能实现间隙流动下材料的腐蚀评估及电化学腐蚀特性表征测试，通过变频器精确控制电机转速，进而控制内部转子的转动速度，具有转速连续可调、控制精度高的特点。装置中电机主轴——转子、转子——陶瓷轴承定位端三者为可拆卸式连接，具有易于拆卸、维护，可更换模拟不同环境下具有不同形状的转子。装置反应釜底部与转子连接处的开孔为盲孔，盲孔处定位轴承采用陶瓷轴承，可以有效固定转子。装置利用密封圈密封反应釜体外部的缝隙，实现密封监测，排除因流体泄露导致测试结果不准确的隐患。装置入水口和出水口设置两个阀门，在反应釜盖上设置两个气相阀门，可接入气体监测气体环境下的间隙流动腐蚀情况。装置设有循环水和控温设置，通过冷却水管和加热泵控制流体温度，防止因间隙流体高速转动而引起水温变化进而影响实验结果。装置通过在反应釜外壁钻孔的方式放置参比电极、辅助电极和金属腐蚀电极，可以使电极在完全不影响间隙流体运动的同时实时准确的监测腐蚀情况。装置设有接地装置，接地端与电机外壳和轴外部保护套相连，同时在控制部分分别设置超温自动断电和超压自动断电，有效保护装置以及操作者的安全。

附图说明

附图为一种间隙流场金属腐蚀装置。

图中：1电动机；2横梁；3立柱；4；5轴承；6固定螺丝；7反应釜盖；

8阀门；9循环水控温釜体；10支架；11缓冲块；12冷却水循环管；