冷热交替环境下的防沉积冲刷腐蚀实验装置

1.本发明涉及冲刷腐蚀实验装置技术领域，尤其是涉及一种冷热交替环境下的防沉积冲刷腐蚀实验装置。


背景技术：

2.二氧化硫是大气中的主要污染物，若直接排放到空气中，会形成酸雨或者酸雾，将会对环境造成很大的危害。氨法脱硫的脱硫效率高、运行成本低、副产品可作化肥的原材料，从而在烟气脱硫的同时可以获得很好的经济效益，所以成为最为推崇的脱硫方式之一。在氨法脱硫过程中，二氧化硫、盐酸、氢氟酸、亚硫酸、硫酸等复杂组分，在酸碱交替，冷热交替，干湿交替的复杂环境下，会产生很强的腐蚀作用。测试浓缩段水样室温ph为4.30(110-150℃运行温度下ph更低)，cl-浓度为6.89
×
104mg/l、f-浓度为1.06
×
104mg/l、so42
‑ꢀ
为2.4
×
7105mg/l，类似于多种强酸混合溶液，对碳钢的腐蚀性非常强，常用的玻璃钢或玻璃鳞片在氢氟酸环境下不适应。
3.目前很多火电厂采用防腐涂层来对脱硫塔内部进行防腐，但是很多涂层在这种复杂腐蚀环境下短时间内就会出现开裂、鼓包甚至大面积脱落，导致防腐措施失效，发电厂不得不停工整修，这不仅造成巨大的经济损失还会存在安全隐患。所以对涂层防腐性能的检测精度要求越来越高，为了模拟真实工况下试样的腐蚀环境，研究者设计了很多冲刷腐蚀实验装置。
4.现有的实验装置几乎都是恒温装置，模拟一定温度下的腐蚀环境，无法模拟真实脱硫环境下浆液与内壁接触时快速冷热交替的温度环境，并且由于实验周期长，腐蚀介质中的固体颗粒会沉积在底部，无法模拟真实环境下浆液中固体颗粒对试样的冲刷腐蚀。本装置中的浆液快速交换装置能快速将高温腐蚀介质与低温冷却液交换，实现环境温度的冷热交替，防尘积装置安装在腐蚀箱底部，可以最大程度上防止固体沉积，实现固液均匀分布，真实模拟固体颗粒对试样的冲刷腐蚀效果，更能准确测试涂层是真实性能。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：为了解决现有的实验装置几乎都是恒温装置，模拟一定温度下的腐蚀环境，无法模拟真实脱硫环境下浆液与内壁接触时快速冷热交替的温度环境，并且由于实验周期长，腐蚀介质中的固体颗粒会沉积在底部，无法模拟真实环境下浆液中固体颗粒对试样的冲刷腐蚀的问题，现提供了一种冷热交替环境下的防沉积冲刷腐蚀实验装置。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种冷热交替环境下的防沉积冲刷腐蚀实验装置，
7.包括内部具有空腔体的存储箱；
8.试样装夹装置，其用于装夹实验试样，所述试样装夹装置设置在空腔体内；
9.以及浆液快速交换装置，其与空腔体连通并用于对存储箱内腐蚀介质进行冷却交
换，所述存储箱内设置有防沉积装置，所述防沉积装置位于试样装夹装置下方，所述防沉积装置用于对腐蚀介质震荡加气，实现腐蚀介质在存储箱内固液均匀分布。相比于现有技术，本方案通过防沉积装置对存储箱内部腐蚀介质进行震荡并加气，使沉积在腐蚀介质底部的固体介质悬浮于液体内，实现固液均匀分布，保证了模拟真实环境下浆液中固体颗粒对试样的冲刷腐蚀，提高了实验模拟效果。
10.防沉积装置优选地一些实施方式，具体为：所述防沉积装置包括设置在空腔体内的上夹板，所述上夹板将空腔体分隔成两个上下相互隔开的上腔体和下腔体，所述试样装夹装置设置在上腔体内，所述上夹板上设置有用于介质由下腔体进入上腔体的第一单向介质流通机构，所述存储箱上设置有用于驱动上夹板在空腔体内位移的第一驱动机构，所述存储箱上开设有与下腔体连通的气孔。
11.优选地一些实施方式，所述防沉积装置还包括下夹板，所述下夹板上设置在下腔体并将其分隔成两个相互隔开的第一腔体和第二腔体，所述下夹板上设置有用于介质由第二腔体进入第一腔体的第二单向介质流通机构，所述气孔与第二腔体连通，所述下夹板与第一驱动机构相互传动连接，并实现驱动上夹板和下夹板相对靠近或者相对远离。
12.优选地一些实施方式，所述上夹板和下夹板之间设置有波纹膨胀节，所述上夹板、下夹板和波纹膨胀节之间形成密闭腔体。
13.优选地一些实施方式，所述第一驱动机构包括螺杆和电机，所述电机设置在存储箱上，所述螺杆转动设置在存储箱上并与电机相互传动连接，所述螺杆上设置有两段旋向相反的外螺纹，所述上夹板和下夹板分别螺纹连接在两段旋向相反的外螺纹上。
14.优选地一些实施方式，所述浆液快速交换装置包括浆液箱和输送泵，所述浆液箱内设置有分隔板将浆液箱分隔成两个相互隔开的左腔体和右腔体，所述左腔体用于盛放上腔体内的介质，所述右腔体用于盛放冷却介质，所述输送泵的输入端与上腔体连通，所述输送泵的输出端分别与左腔体和右腔体通过，所述输送泵的输出端与左腔体和右腔体之间设置有换向阀，所述左腔体和右腔体分别与上腔体之间连通。
15.优选地一些实施方式，所述浆液箱位于存储箱上方，所述浆液箱底部分别设置有上腔体连通的第一管路和第二管路，所述第一管路与左腔体连通，所述第二管路与右腔体连通，所述第一管路和第二管路上均设置有阀门。
16.优选地一些实施方式，所述浆液箱上转动设置有搅拌棒，所述浆液箱上设置有用于驱动搅拌棒转动的第二驱动机构，所述搅拌棒位于左腔体内。
17.优选地一些实施方式，所述试样装夹装置包括转动设置在存储箱上的转动架及可拆卸安装在转动架上的夹持板，所述夹持板用于装夹试样，，所述存储箱设置有用于驱动转动架转动的第三驱动机构。
18.优选地一些实施方式，所述转动架设置有至少两个，且相邻两所述转动架之间转动方向相反。
19.本发明的有益效果是：本发明冷热交替环境下的防沉积冲刷腐蚀实验装置在使用时，通过防沉积装置对存储箱内部腐蚀介质进行震荡并加气，使沉积在腐蚀介质底部的固体介质悬浮于介质内，实现固液均匀分布，保证了模拟真实环境下浆液中固体颗粒对试样的冲刷腐蚀，提高了实验模拟效果，避免了现有的实验装置几乎都是恒温装置，模拟一定温度下的腐蚀环境，无法模拟真实脱硫环境下浆液与内壁接触时快速冷热交替的温度环境，
并且由于实验周期长，腐蚀介质中的固体颗粒会沉积在底部，无法模拟真实环境下浆液中固体颗粒对试样的冲刷腐蚀的问题。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
21.图1是本发明的三维结构示意图；
22.图2是本发明的内部结构示意图；
23.图3是图2中a的局部放大图；
24.图4是本发明中试样装夹装置的结构示意图。
25.图中：1、存储箱，101、空腔体，102、上腔体，103、下腔体，104、第一腔体，105、第二腔体，106、气孔，107、孔洞；
26.2、试样装夹装置，201、转动架，202、夹持板，203、第三驱动机构；
27.3、浆液快速交换装置，301、浆液箱，302、输送泵，303、左腔体， 304、右腔体，305、换向阀，306、第一管路，307、第二管路，308、阀门，309、搅拌棒，310、第二驱动机构，311、分隔板；
28.4、防沉积装置，401、上夹板，402、第一单向介质流通机构，403、第一驱动机构，404、下夹板，405、第二单向介质流通机构，406、波纹膨胀节， 407、密闭腔体，408、螺杆，409、电机。
具体实施方式
29.本发明下面结合实施例作进一步详述：
30.本发明不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.如图1所示，一种冷热交替环境下的防沉积冲刷腐蚀实验装置，包括内部具有空腔
体101的存储箱1，空腔体101的上腔体102内有腐蚀介质，并在空腔体101内配有加热装置和温度控制装置，用于控制存储箱1内腐蚀介质的温度；
34.试样装夹装置2，其用于装夹实验试样，所述试样装夹装置2设置在空腔体 101内；
35.以及浆液快速交换装置3，其与空腔体101连通并用于对存储箱1内腐蚀介质进行冷却交换，所述存储箱1内设置有防沉积装置4，所述防沉积装置4位于试样装夹装置2下方，所述防沉积装置4用于对腐蚀介质震荡加气，实现腐蚀介质在存储箱1内固液均匀分布。
36.其中存储箱1为主要的反应装置，第三驱动机构203为第一电机，第一电机固定安装在空腔体101内部盛放有腐蚀介质的存储箱1上方的盖子上，第一电机由电机支架固定，第一电机的输出端连接联轴器，联轴器与试样装夹装置2 的转动架201连接；浆液箱301安装在存储箱1的一侧并位于其上方，此处的输送泵302为压力泵，压力泵安装在浆液箱301下端的平台上。
37.如图2所示，防沉积装置4和试样装夹装置2安装在存储箱1内部，试样装夹装置2的两个转动架201间隔分布，防沉积装置4的螺杆408通过轴承转动安装在存储箱1中心位置，存储箱1下端开有气孔106，存储箱1上方开设有与上腔体102连通的孔洞107，也可以在气孔106和孔洞107上安装单向气阀，气孔106处的单向气阀只能够外部气体进入至第二腔体106，孔洞107处的单向气阀也只能够将上腔体102内的气体排出，而反向无法气体无法进入。
38.如图3所示，由于腐蚀介质中存在固体颗粒，在实验时固体颗粒在自重的影响下会沉积在介质的底部，无法模拟出真实环境中固体颗粒对试样的冲刷现象，导致实验失效，而传统是通过桨叶搅拌介质，并使防止介质沉积，由于搅拌具有分离作用，将固体颗粒分离在试样外围，固体颗粒集中在试样的某一处冲刷，试样的其他地方无法实验到，无法达到实验目的，在一些实施方式中，防沉积装置4包括第二电机、具有左右旋外螺纹的螺杆408、第一单向介质流通机构402、波纹膨胀节406、上夹板401、下夹板404和第二单向介质流通机构 405，电机409固定安装在存储箱1上，电机409的输出端通过联轴器与螺杆408 连接并用来提供动力；上夹板401与螺杆408的左旋螺纹配合，下夹板404与螺杆408的右旋螺纹配合，波纹膨胀节406安装在上夹板401和下夹板404之间的第一腔体104内并形成密闭腔体407，上夹板401与存储箱1上的空腔体 101的内壁之间，上夹板401将空腔体分隔成上下设置的上腔体102和下腔体 103，以及下夹板404均与存储箱1上的下腔体103的内壁之间均包裹一层高强度耐腐蚀橡胶圈，并用于防止腐蚀介质泄露；上夹板401上均匀分布二十八个单向阀，此处的第一单向介质流通机构402为单向阀，单向阀只能够将密闭腔体407内的气体排放至上腔体102内，下夹板404上设有气体止回阀，此处的第二单向介质流通机构405为气体止回阀，气体止回阀只能够将第二腔体105 内的气体排放至密闭腔体407内；当第二电机开始运动，并控制上夹板401和下夹板404开始靠近时，上夹板401和下夹板404位移时会产生小幅度的震荡也使固体颗粒上浮，同时挤压密闭腔体407内的气体，使气体通过单向阀排入腐蚀介质之中，气体受到上夹板401和下夹板404位移时震荡的影响在单向阀进入至上腔体102内时会对腐蚀介质有一个脉冲效果，使沉积的固体颗粒上浮当控制上夹板401和下夹板404开始远离时，通过气体止回阀向密闭腔体407 内吸入气体，完成一次运动，下夹板404下方的第二腔体105与气孔106连通并为气体止回阀提供气体，气孔106可以保持第二腔体105与外部压力一致。防沉积装置4通过上夹板401往复位移对上腔体102内进行加气，并配合上夹
板401和下夹板404的微震荡，实现腐蚀介质在存储箱1中固液均匀分布，有效防止浆液中固体颗粒沉积在底部的现象，增强固体颗粒对试样表面的冲刷腐蚀效果。
39.如图4所示，为了方便工作人员操作不能够达到实验效果，试样装夹装置2 包括转动架201、转圆盘、夹持板202、试样和下旋转圆盘，上旋转圆盘和下旋转圆盘通过卡槽固定在转动架201上，并方便上旋转圆盘和下旋转圆盘拆卸，夹持板202包括两个相对设置的板体，通过螺钉将试样固定在两个板体之间，夹持板202固定在上旋转圆盘和下旋转圆盘之间，可以以满足不同尺寸的试样装夹。试样装夹装置2用于装夹试样，两个转动架201平行放置，但两个第一电机409转向相反，所以两个试样装夹装置2反向转动，不仅提高了实验效率还增大了试样与腐蚀介质的相对速度，从而增强冲刷力度。
40.浆液快速交换装置3包括浆液箱301、压力泵和若干管路，此处的输送泵 302为压力泵，浆液箱301内安装有分隔板311，并将浆液箱301分隔成两个独立的左腔体303和右腔体304，左腔体303内存放导出的腐蚀介质，并配有搅拌器，搅拌器包括搅拌棒309及与搅拌棒309传动连接的第四电机(第二驱动机构310)，第四电机固定安装在浆液箱301上；右腔体304存放冷却液，当存储箱1内的腐蚀介质完成一个周期的高温腐蚀实验后，通过压力泵和换向阀305 将存储箱1中上腔体102内的腐蚀介质导入到浆液箱301上的左腔体303内，然后再将与右腔体304连通的第二管路307上的阀门308(控制阀)打开，由于浆液箱301位于存储箱1上方，利用重力势能导入到存储箱1，当充分降温后，冷却液通过压力泵和换向阀305返回到右腔体304内，然后再打开第一管路306 上的阀门308，左腔体303内的腐蚀介质在重力作用下返回到存储箱1内，完成一次浆液快速交换实现环境温度的快速变化。浆液快速交换装置3实现存储箱1 里的腐蚀介质与浆液箱301中的冷却液快速交换，从而实现环境温度的冷热交替。
41.上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。