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原文传递基于旋转圆盘的釜内风场调控的顶部腐蚀测试系统与方法

专利名称：	基于旋转圆盘的釜内风场调控的顶部腐蚀测试系统与方法
摘要：	本发明属于金属腐蚀领域，特别涉及基于旋转圆盘进行高压釜内风场调控的顶部腐蚀测试系统与测试方法。顶部腐蚀测试系统包括：旋转圆盘系统、电化学工作站、冷凝系统、压力控制系统、温度控制系统。能够以低的实验运行成本，通过温、压、冷却和旋转速率的综合调控，及仿真辅助设计，实现各种顶部腐蚀工况的精细模拟，一次实验中可高通量获取多种材料的顶部腐蚀测试数据，在得到样品失重测试数据的同时，可利用电化学测试系统获取顶部腐蚀过程的相关动力学数据、监测其经时演变规律。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京科技大学
发明人：	金莹;孔为;朱金阳;刘福海
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910620242.3
公开号：	CN110243754A
代理机构：	北京金智普华知识产权代理有限公司
代理人：	皋吉甫
分类号：	G01N17/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N17
申请人地址：	100083 北京市海淀区学院路30号
主权项：	1.基于旋转圆盘进行高压釜内风场调控的顶部腐蚀测试系统，其特征在于，包括：旋转圆盘系统，包括用于装载试样的旋转圆盘本体；所述旋转圆盘本体能够在设定的转速下旋转从而模拟实际工况下管壁内湿气在不同流速时的顶部腐蚀情况；所述试样包括失重试样和用于电化学测试的三电极体系试样；电化学工作站，通过导线和所述三电极体系试样相连接，用于实时采集记录电化学腐蚀数据；冷凝系统，和所述试样接触并冷却所述试样，使所述试样处在测试所需的稳定的冷凝温度；压力控制系统，通过给高压阀内供气并加压的方式为所述试样提供测试所需压力；温度控制系统，用于对所述高压釜釜体内腐蚀介质加热并控制高压釜内的腐蚀介质温度，以使高压釜内的腐蚀介质温度稳定在测试所需温度。 2.根据权利要求1所述基于旋转圆盘进行高压釜内风场调控的顶部腐蚀测试系统，其特征在于，所述旋转圆盘系统还包括旋转电机、用于连接所述旋转电机和所述旋转圆盘本体的旋转圆盘杆、设置于所述旋转圆盘杆和所述旋转圆盘本体内部的金属芯、套设在所述旋转圆盘杆外的不锈钢管；所述旋转圆盘本体外部采用绝缘材质制备，且在所述旋转圆盘本体的圆盘外侧设置多个试样卡槽，用于容纳多组失重试样及三电极体系试样同时插入进行测试；在具有一定厚度的旋转圆盘杆内外壁之间贯穿设置和三电极体系试样分别对应的3个石墨环；3个石墨环位于旋转圆盘杆内壁的一侧分别和所述三电极体系试样通过内部电极导线连接；3个石墨环位于旋转圆盘杆外壁的一侧分别通过外部电极导线和电化学工作站相连接；其中，当旋转圆盘本体旋转时，内部电极导线的一端随着旋转圆盘本体的转动而转动，和石墨环接触的另一端随着旋转圆盘本体的转动做圆周运动；内部导线完全密封设置在旋转圆盘杆内部的孔隙中。 3.根据权利要求2所述基于旋转圆盘进行高压釜内风场调控的顶部腐蚀测试系统，其特征在于，通过通用CFD模拟软件计算出不同转速下试样处表面的线速度，根据具体测试要求设置旋转圆盘本体的转速，从而模拟实际工况下管壁内湿气在不同流速时的顶部腐蚀情况。 4.根据权利要求1所述基于旋转圆盘进行高压釜内风场调控的顶部腐蚀测试系统，其特征在于，所述冷凝系统包括循环冷凝媒箱、循环冷却管路及用于监控循环冷凝媒箱内冷媒温度的第一温度传感器；所述旋转圆盘本体在所述循环冷凝媒箱的箱体底部并和所述箱体底部接触；所述循环冷凝媒箱的内侧壁以及箱体底部采用具有高导热系数的金属材质，以保证对所接触试样的冷却效果；所述循环冷凝媒箱的外侧壁采用隔热材料保证冷凝媒的保温效果；循环冷媒通过所述循环冷却管路输入或输出所述循环冷凝媒箱。 5.根据权利要求2所述基于旋转圆盘进行高压釜内风场调控的顶部腐蚀测试系统，其特征在于，所述压力控制系统包括高压釜、向高压釜进气的供气系统、检测高压釜内压力的压力表、设置在高压釜上的安全阀和放空阀；通过所述供气系统给所述高压釜充气并加加压到测试所需压力。 6.根据权利要求5所述基于旋转圆盘进行高压釜内风场调控的顶部腐蚀测试系统，其特征在于，高压釜整体是密封的，在高压釜釜盖和高压釜釜体密封处，采用密封胶圈及密封螺栓来保证釜体的整体密封效果；所述旋转圆盘系统中旋转圆盘杆外不锈钢管的一端和高压釜釜盖通过焊接连接，不锈钢管的另一端焊接在旋转电机的外壳上，从而达到旋转圆盘杆与高压釜釜盖之间的良好密封。 7.根据权利要求1所述基于旋转圆盘进行高压釜内风场调控的顶部腐蚀测试系统，其特征在于，所述温度控制系统包括设置在高压釜的釜体上对腐蚀介质进行加热的电加热器、用于测量腐蚀介质温度的第二温度传感器；采用电加热器对腐蚀介质进行加热，结合第二温度传感器，使用PID温控系统控制使腐蚀液体温度保持在测试所需温度值，超压时通过放空阀泄压。 8.根据权利要求1所述基于旋转圆盘进行高压釜内风场调控的顶部腐蚀测试系统，其特征在于，腐蚀介质取自输送油气管道的现场或按要求配置。 9.基于旋转圆盘进行高压釜内风场调控的顶部腐蚀测试方法，其特征在于，包括：将三电极试样及失重试样装入旋转圆盘的卡槽中，依次通过内部电极导线、石墨环和外部电极导线将三电极试样和电化学工作站相连接；向高压釜中倒入腐蚀介质；向循环冷凝媒箱中注入冷却媒，设定冷凝温度，开启循环冷凝机；给高压釜内加压至测试所需压力；对高压釜内腐蚀介质加热，达到测试所需温度；待高压釜内测试压力、腐蚀介质温度、冷凝温度及旋转圆盘转速稳定后，测试时按实验所需的线速度设定圆盘转速，开启旋转电动机使旋转圆盘本体开始旋转，开启电化学工作站，开始记录电化学数据，从而监测经时电化学腐蚀数据；测试结束后取出失重样品，检测其失重情况。
所属类别：	发明专利