1.一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统,其特征在于:包括框架(40)、温度控制系统(1)、试件冲刷腐蚀系统(2)、试液循环系统(3)和试液搅拌系统(4);所述框架(40)为长方体结构,框架两侧中部均固定设有与地面平行的横梁且两梁位于同一高度,两横梁之间滑动安装有两条相互平行的第一导轨(18),第二导轨(19)滑动安装于两条第一导轨(18)上端面且与第一导轨(18)相垂直,第三导轨(20)通过角件与第二导轨(19)固定连接,第三导轨(20)位于两条平行的第一导轨(18)之间且与地面垂直布置;
所述试件冲刷腐蚀系统(2)包括圆柱试件罐(26)、橡胶塞(5)、宝塔连接件(9)、连接轴杆(6)、试件平台(7)和试件(8),圆柱试件罐(26)罐顶安装有橡胶塞(5),橡胶塞(5)上表面中心开设有上主孔(33),宝塔连接件(9)插装于上主孔(33)内,上主孔(33)四周均布有四个附孔(34),四根连接轴杆(6)的一端穿过四个附孔(34)并通过螺母安装于橡胶塞(5)上表面,四根连接轴杆(6)的另一端均与试件平台(7)上表面焊接固定,试件平台(7)上表面中心开有一圆形或方形凹槽(16)用于嵌装试件(8),圆柱试件罐(26)罐底中心开有下主孔(35);
试液桶(14)包括水浴桶(37)和置于水浴桶(37)内的搅拌桶(36),水浴桶(37)放置于地面,水浴桶(37)内充装有水(39)用于水浴加热且其内部设有加热棒(32),搅拌桶(36)内充装有试液(38);水浴桶(37)桶壁由上至下等距开有三个通孔,在搅拌桶(36)桶壁且与水浴桶(37)三个通孔相对应的位置开有三个通孔,在同一高度处的两个通孔均通过出液管(31)相连,每根出液管(31)的一端与搅拌桶(36)的通孔通过焊接相连通,每根出液管(31)的另一端穿过水浴桶(37)的通孔与封闭型螺帽(17)相连,每根出液管(31)均与水浴桶(37)底面相平行;
所述试液搅拌系统(4)包括电机角件(21)、电机(22)、加长轴(23)、联轴器(24)、叶片(25),电机角件(21)包括上叶片(44)和下叶片(45),上叶片(44)的连轴(41)与下叶片(45)的外套管(42)通过铰链及小卡扣(43)固定相连;电机角件(21)的上叶片(44)与第三导轨(20)固定相连且上叶片(44)与地面相垂直,电机角件(21)的下叶片(45)支撑有垂直于地面的电机(22),电机轴穿过下叶片(45)中心开孔处通过联轴器(24)与加长轴(23)一端相连,加长轴(23)另一端伸入搅拌桶(36)中,加长轴(23)由上至下等距布设有三组叶片(25);通过调节第一导轨(18)、第二导轨(19)的位置带动与第三导轨相连的电机(22)位置发生变化,从而控制与电机(22)相连的加长轴(23)位于搅拌桶(36)中心位置,通过动态调节电机角件的角度使得与下叶片(45)相连的电机(22)的电机轴始终竖直向下;
所述试液循环系统(3)包括管路(10)、水泵(12)、电磁阀(13)、上波纹管(11)、下波纹管(15),管路(10)一端与宝塔连接件(9)相连,管路(10)另一端通过流量计(30)与上波纹管(11)通过螺纹连接,上波纹管(11)另一端沿壁面伸入搅拌桶与安装于搅拌桶(36)底部的水泵(12)相连;电磁阀(13)通过连接弯管连接至圆柱试件罐(26)罐底的下主孔(35),下波纹管(15)一端与电磁阀(13)相连,下波纹管(15)另一端伸入搅拌桶(36)内。
2.根据权利要求1所述的一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统,其特征在于:所述的温度控制系统(1)包括三组热电偶(27)、导线(28)和控制电路(29),控制电路(29)安装于框架上部,三组热电偶(27)分别安装于橡胶塞(5)下底面、试件平台(7)上表面、圆柱形试件罐(26)罐底上表面,三组热电偶(27)通过电线与控制电路(29)相连,控制电路(29)通过三组导线分别连接至电磁阀(13)、电机(22)、加热棒(32)。
3.根据权利要求1所述的一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统,其特征在于:通过调节四根连接轴杆上端的螺母调节试件平台(7)与橡胶塞(5)下底面之间的高度从而实现试件(8)在不同高度下进行冲刷腐蚀测试,同时拧紧螺母使得试件平台(7)向上移动,同时拧松螺母使得试件平台(7)向下移动。
4.根据权利要求1所述的一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统,其特征在于:所述电机角件(21)的连轴(41)中心处开有一通孔,外套管(42)套装于连轴(41)中部且其中心均布有多个通孔,当下叶片(45)旋转至外套管(42)通孔与连轴(41)通孔对应位置时,将小卡扣(43)插入对应通孔内使上叶片(44)和下叶片(45)固定不再旋转。
5.根据权利要求1所述的一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统,其特征在于:每根所述出液管(31)与搅拌桶(36)通孔相接触位置均为密封设置。
6.根据权利要求1所述的一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统,其特征在于:圆柱试件罐(26)通过管路(10)固定于框架(40)上部且圆柱试件罐(26)底部与第一导轨(18)不接触。
7.根据权利要求1所述的一种智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统,其特征在于:所述宝塔连接件(9)的底端正对于试件(8)所在位置。
8.应用于权利要求1所述智能化循环流动式冲刷腐蚀试验系统的一种智能化循环流动式冲刷腐蚀测试方法,其特征在于:方法步骤如下:
步骤1):在搅拌桶(36)内加入试液(38),在搅拌桶(36)与水浴桶(37)间加入水(39)或者油,通过调整第一导轨(18)、第二导轨(19)、第三导轨(20)调整电机(22)位置,使得电机(22)的输出轴竖直向下,调整连接轴杆(6)伸入圆柱形试件(26)的长度调整试件(8)的安装高度H;
步骤2):在控制电路(29)中输入设定温度、设定流速和设定转速,分别控制电机(22)启动、控制电磁阀(13)打开,水泵(12)开始抽取试液(38);
步骤3):通过流量计(30)获取流体流速,当流体流速达到设定流速V时,通过三个热电偶(27)获取温度,当任意一个热电偶(27)检测到的温度达到设定温度T,记录温度差,将温度差与其他两个热电偶(27)记录的温度的平均值进行对比:若温度差在平均值温度的1.5%以内,则保持加热棒(32)的恒定功率输出,并实时对测试的温度进行加热功率调节,实现试验测试温度的精准控制;若温度差ΔT不在平均值温度的1.5%以内,则调节加热棒(32)的功率和电机(22)转速,直到温度差ΔT在平均值温度的1.5%以内;
步骤4):测试过程中以采集时间≤1分钟的方式,定时开启封闭型管帽(17),获取不同高度的试液(38)的溶解性腐蚀介质浓度Q及非溶解性固相介质浓度W,在搅拌桶(36)桶由上至下第一、第二、第三个通孔的出液管(31)采集到的溶解性腐蚀介质浓度Q或非溶解性固相介质浓度W满足如下条件:式中,x表示通孔序数,取值为1,2或3;
若上述条件不满足,则调节电机(22)的转速或者调整加长轴(23)由上之下等距布置的叶片组数,直到出液管(31)出口采集到的浓度符合条件;
步骤5):试验过程中记录试验系统的热电偶(27)温度T、基于压力传感器采集管路系统压力P、溶解性腐蚀介质浓度Q、非溶解性固相介质浓度W、试件安装高度H,建立冲刷腐蚀速率f与各影响变量间的函数关系,即f f(T,P,Q,W,H);
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步骤6):试验结束后,控制电路(29)关闭电磁阀(13)、加热棒(32)、电机(22)和水泵(12),打开橡胶塞(5),取下试件(8),记录数据,更换试件(8),准备下一次实验。