开展部件级冲刷腐蚀试验的方法与流程

本发明是关于冲刷腐蚀试验，特别是关于一种开展部件级冲刷腐蚀试验的方法。

背景技术：

1、现有技术的现有部件级冲刷腐蚀试验装置及方法普遍存在流场与颗粒动力学难以匹配真机工况、异形构件适配困难、局部分布式监测不足、气液固 / 空化 / 应力多耦合模拟能力弱、加速等效关系不明确、不同试验平台数据难以对标等缺陷，难以精准预测真实过流部件的局部失效与长期服役寿命。

2、为开展通海系统中面向海水介质强腐蚀环境服役的海水管路、焊接件、海水泵、海水滤器、阀门等典型金属部件的防腐性能评估与考核，亟待提出一种新型开展部件级冲刷腐蚀试验的设施及方法。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种开展部件级冲刷腐蚀试验的方法，其可通过仿真计算结合试验开展通海系统及设备典型部件的冲刷腐蚀试验。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种开展部件级冲刷腐蚀试验的方法，包括工况特征分析、试片级腐蚀试验、试验设施要求、试验对象要求、试验工况及周期、试验程序、试验运行以及试验记录；试验运行包括：试验样件上样、试验台架运行、管路试验样件处理、阀门试验样件处理、海水滤器与海水泵试验构件处理、随试材料挂片件处理、设备故障处理以及实验结果处理。

3、在一优选的实施方式中，试验样件上样包括：如海水管路及焊接件的试验样件使用试验样件夹住工具连接到试验台架中，青铜阀门、海水泵及海水滤器的试验样件使用法兰进行连接；对应的同批次材料试片级试验样件在高流速冲刷腐蚀模拟试验箱中进行；以及试验台架搭建完毕后检查系统密封及阀门的状态是否能保证试验介质流动畅通。

4、在一优选的实施方式中，试验台架运行包括：控制水泵电机的启动，调节电机转速和管路中的阀门，使管路中试验介质流速平稳的由低到高逐渐增加到试验流速；以及试验期间根据试验要求控制管路中试验介质的流速和温度，流速控制应保持在设定值的±0.2m/s范围内，温度控制应保持在设定值的±2℃范围内。

5、在一优选的实施方式中，管路试验样件处理包括：对于管路试验样件，试验结束后，排空试验样件内的试验介质，将试验管路从试验台架中移出，并回装相应尺寸的替换管段，同时使用淡水冲洗管路系统；海水管路和焊接件沿管段轴向进行剖切，剖切后观察试验样件内部宏观腐蚀形貌；以及对腐蚀产物进行取样后进行成分分析和形貌观察，测量腐蚀区域面积及腐蚀深度等。

6、在一优选的实施方式中，阀门试验样件处理包括：阀门拆解时，重点观察阀体内部，特别是阀杆、阀盘和阀座的腐蚀情况，剖切后对腐蚀严重部位开展形貌观察，测量腐蚀深度，对腐蚀产物和腐蚀严重部位开展成分分析。

7、在一优选的实施方式中，海水滤器与海水泵试验样件处理包括：使用内窥镜观察海水滤器的腐蚀形貌，剖切后对腐蚀严重部位开展形貌观察，测量腐蚀深度，对腐蚀产物和腐蚀严重部位开展成分分析；对海水泵的过流部位和叶轮开展形貌观察，测量腐蚀面积和深度，对有明显腐蚀的区域进行解剖分析，对腐蚀产物和严重腐蚀部位开展成分分析；以及使用数码相机或内窥镜对腐蚀区域的宏观形貌进行观察。

8、在一优选的实施方式中，随试材料挂片件处理包括：采用金相法对随试材料挂片件在冲刷腐蚀、干湿交替前后的微观组织结构进行表征；首先采用砂纸将材料表面打磨至5000#，然后采用1.0μm的金刚石抛光膏抛光处理，最后进行刻蚀；采用光学显微镜观察微观组织结构；清除试验样件腐蚀产物后选取腐蚀严重部位使用超景深三维显微镜/白光干涉仪观察腐蚀形貌，测量腐蚀区域面积及腐蚀深度；以及根据腐蚀数据的研究分析需求，使用sem、eds或xdr的方法，对试验部件的腐蚀微观形貌、腐蚀产物成分和物相组成开展进一步分析。

9、在一优选的实施方式中，设备故障处理包括：当设备自身出现故障导致无法正常运转，或者试验其他因素影响导致试验无法正常进行时，应中断试验；试验中断后应立即排空管路内的试验介质，根据试验要求考虑是否继续试验，若对试验结果有较大影响应立即终止试验，若可以继续试验则应做好相关试验中断记录后尽快恢复试验；以及当继续进行试验已经被确认没有价值时，应终止试验。

10、在一优选的实施方式中，试验结果处理，试验结果采用以下形式表述：腐蚀特征，以文字叙述和照片表示；重点针对易发生腐蚀的部件进行检查测量，如管路的弯头及进出口部位，焊接件进出口部位，阀门的阀杆、阀盘和阀座部位，海水滤器进出口部位，海水泵的过流部位和叶轮以及模拟仿真时发现的腐蚀热点区域开展检查；试片或可拆卸部件的平均腐蚀速率，由腐蚀失重计算，以mm/a表示；局部腐蚀深度，包括平均局部腐蚀深度和最大局部腐蚀深度，以mm表示；机械性能损失，用材料原始抗拉强度和断后伸长率的百分数表示；以及其他，如晶间腐蚀，推荐用金相法观察；选择性腐蚀，推荐用能谱检测。

11、在一优选的实施方式中，腐蚀失重计算计算公式如下：

12、；

13、式中，r-腐蚀速率，单位为毫米每年(mm/a)；m-试验前的试验样件质量，单位为克(g)；m1-试验后的试验样件质量，单位为克(g)；s-试验样件的试验区面积，单位为平方厘米(cm²)；t-试验时间，单位为小时(h)；d-材料的密度，单位为千克每立方米(kg/m³)。

14、与现有技术相比，本发明的开展部件级冲刷腐蚀试验的方法具有以下有益效果：本方案通过工况特征分析、试片级腐蚀试验、试验设施要求、试验对象要求、试验工况及周期、试验程序、试验运行以及试验记录等步骤，试验运行采用试验样件上样、试验台架运行、管路试验样件处理、阀门试验样件处理、海水滤器与海水泵试验构件处理、随试材料挂片件处理、设备故障处理以及实验结果处理等环节，可以仿真计算结合试验开展通海系统及设备典型部件的冲刷腐蚀试验，该试验方法通过实践证明，模拟试验状态逼真，接近实际运行状态，试验结果数据齐全、准确，与实际运行的腐蚀结果非常符合，是一种适于广泛推广的部件级冲刷腐蚀试验的方法。

1.一种开展部件级冲刷腐蚀试验的方法，其特征在于，包括工况特征分析、试片级腐蚀试验、试验设施要求、试验对象要求、试验工况及周期、试验程序、试验运行以及试验记录；

2.如权利要求1所述的开展部件级冲刷腐蚀试验的方法，其特征在于，所述试验样件上样包括：

3.如权利要求1所述的开展部件级冲刷腐蚀试验的方法，其特征在于，所述试验台架运行包括：

4.如权利要求1所述的开展部件级冲刷腐蚀试验的方法，其特征在于，所述管路试验样件处理包括：

5.如权利要求1所述的开展部件级冲刷腐蚀试验的方法，其特征在于，所述阀门试验样件处理包括：阀门拆解时，重点观察阀体内部，特别是阀杆、阀盘和阀座的腐蚀情况，剖切后对腐蚀严重部位开展形貌观察，测量腐蚀深度，对腐蚀产物和腐蚀严重部位开展成分分析。

6.如权利要求1所述的开展部件级冲刷腐蚀试验的方法，其特征在于，所述海水滤器与海水泵试验样件处理包括：

7.如权利要求1所述的开展部件级冲刷腐蚀试验的方法，其特征在于，所述随试材料挂片件处理包括：

8.如权利要求1所述的开展部件级冲刷腐蚀试验的方法，其特征在于，所述设备故障处理包括：

9.如权利要求1所述的开展部件级冲刷腐蚀试验的方法，其特征在于，试验结果处理，所述试验结果采用以下形式表述：

10.如权利要求9所述的开展部件级冲刷腐蚀试验的方法，其特征在于，所述腐蚀失重计算计算公式如下：