本發(fā)明涉及海水腐蝕室內(nèi)模擬實驗裝置，具體地說是一種可調(diào)流速的室內(nèi)海水腐蝕電化學實驗裝置。

背景技術(shù)：

進入21世紀以來，隨著人類對海洋的開發(fā)的日益深入，海洋中油氣、礦產(chǎn)等能源的開發(fā)也逐漸由淺海進入深海，由沿岸進入遠海。伴隨而來的是海洋中鋼結(jié)構(gòu)數(shù)量和種類的逐漸增多和越來越復雜的海洋開發(fā)環(huán)境。海洋本身是強腐蝕性環(huán)境，對海洋中鋼結(jié)構(gòu)的保護也一直是人們關(guān)注的焦點。然而，目前國內(nèi)大部分腐蝕研究仍沿用經(jīng)典的室內(nèi)靜態(tài)掛片，很難模擬實際海洋狀況，造成實際應用的種種問題。雖然有部分研究機構(gòu)和高校的腐蝕模擬裝置能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)腐蝕模擬，但其中存在一些問題：1、流速可調(diào)性差，多為雙流速；2、大多為封閉管道系統(tǒng)，樣品投放不變，難以實現(xiàn)多種材料多種條件的腐蝕研究。3、制作復雜，體積龐大等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可調(diào)流速的室內(nèi)海水腐蝕電化學實驗裝置。該裝置為可調(diào)流速的、便于樣品投放更換的、滿足多種因素協(xié)同作用下的室內(nèi)腐蝕研究裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種可調(diào)流速的室內(nèi)海水腐蝕電化學實驗裝置，包括控溫水池、海水池、實驗區(qū)、供水主控制閥、循環(huán)泵、抽水管、供水管及回水管，其中海水池設置于控溫水池內(nèi)，所述循環(huán)泵的吸水口通過抽水管與海水池連通，所述循環(huán)泵的排水口通過供水管與實驗區(qū)連通，所述實驗區(qū)通過回水管與海水池連通，形成循環(huán)水回路，所述供水主控制閥設置于供水管上。

所述供水管上可拆卸地安裝有流量計，所述實驗區(qū)設有溫度計和流速測算儀。

所述流量計為轉(zhuǎn)子流量計。

所述供水管上并聯(lián)有旁路水管，所述旁路水管上設有旁路調(diào)節(jié)閥。

所述抽水管、供水管、旁路水管、實驗區(qū)及回水管均采用PPR管。

所述循環(huán)泵的吸水口和排水口分別與抽水管和供水管可拆卸連接。

所述實驗區(qū)為開放式結(jié)構(gòu)，所述實驗區(qū)內(nèi)的反應電極由開放口放入。

所述回水管上設有回水控制閥。

所述實驗區(qū)為封閉式結(jié)構(gòu)，所述實驗區(qū)內(nèi)封裝有反應電極。

所述實驗區(qū)包括依次串聯(lián)的多個三通管，各三通管的其中一個管口為投放口。

本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是：

1.本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)流速、溫度雙因素的成功控制。

2.本發(fā)明的管路系統(tǒng)由PPR熔接而成，耐腐蝕，可應用于海水或其他高鹽度體系。

3.本發(fā)明實驗區(qū)可拆卸，可根據(jù)需要使用開放或封閉體系；關(guān)鍵部位可拆卸，便于維修更換。

4.本發(fā)明可模擬不同流速、不同溫度的實驗條件下，海水或配置的模擬海水等對金屬的腐蝕情況，活接便于拆卸，可以根據(jù)需要進行封閉體系或開放體系測試。

5.本發(fā)明安裝了流速測算儀、轉(zhuǎn)子流量計、溫度計，實現(xiàn)流速和溫度的實時監(jiān)測記錄。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的開放體系結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的封閉體系結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1為控溫水池，2為海水池，3為回水控制閥，4為實驗區(qū)，6為流量計，8為供水主控制閥，9為旁路調(diào)節(jié)閥，11為循環(huán)泵，13為抽水管，14為供水管，15為旁路水管，16為回水管，17為三通管，5、7、10、12為可拆卸連接結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種可調(diào)流速的室內(nèi)海水腐蝕電化學實驗裝置，包括控溫水池1、海水池2、實驗區(qū)4、供水主控制閥8、循環(huán)泵11、抽水管13、供水管14及回水管16，其中海水池2設置于控溫水池1內(nèi)，所述循環(huán)泵11的吸水口通過抽水管13與海水池2連通，所述循環(huán)泵11的排水口通過供水管14與實驗區(qū)4的進水口連通，所述實驗區(qū)4的排水口通過回水管16與海水池2連通，形成循環(huán)水回路。所述供水主控制閥8設置于供水管14上，通過供水主控制閥8控制實驗區(qū)4內(nèi)的供水流量。

所述供水管14上可拆卸地安裝有流量計6，所述流量計6采用轉(zhuǎn)子流量計，可根據(jù)循環(huán)泵11的流量及實驗所需更換流量計6。所述實驗區(qū)4設有流速測算儀和溫度計，通過流速測算儀和溫度計觀測實時流速和溫度。轉(zhuǎn)子流量計粗測流量，實際流速以實驗區(qū)4內(nèi)的流速測算儀測量為準。

進一步地，所述供水管14上并聯(lián)有旁路水管15，所述旁路水管15上設有旁路調(diào)節(jié)閥9，以便通過旁路調(diào)節(jié)閥9細調(diào)液體流量。所述抽水管13、供水管14、旁路水管15、實驗區(qū)4及回水管16均采用PPR管。

所述循環(huán)泵11的吸水口和排水口分別與抽水管13和供水管14可拆卸連接，方便循環(huán)泵11的拆換及維修。

所述控溫水池1內(nèi)盛裝有恒溫水浴，可進行溫度的控制調(diào)節(jié)，實驗實際溫度以實驗區(qū)測量為準。海水池2放置于恒溫水浴內(nèi)，所述海水池2采用耐腐蝕材質(zhì)，如玻璃池。使用前，需將玻璃池中的海水進行預熱，待達到實驗溫度后，方可開啟循環(huán)泵11。

所述實驗區(qū)4可采用開放式結(jié)構(gòu)或封閉式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要進行更換。

如圖1所示，本發(fā)明的一實施例中，所述實驗區(qū)4為開放式結(jié)構(gòu)，上部開口，可放置反應電極，并進行流速及溫度的測量，所述回水管16上設有回水控制閥3。實驗區(qū)4采用三電極體系，可采用簡易掛架直接進行電極及溫度計的放置。回水控制閥3可調(diào)節(jié)液體流出量，在開放體系實驗中，回水控制閥3與供水主控制閥8、旁路調(diào)節(jié)閥9共同調(diào)節(jié)流速及實驗區(qū)4內(nèi)的水位。當達到循環(huán)泵11的最大流量時，回水控制閥3全開時，恰好保證實驗區(qū)4內(nèi)液體不溢出，且為最高水位和流速。其流速調(diào)節(jié)原理為：供水主控制閥8和旁路調(diào)節(jié)閥9控制由循環(huán)泵11泵出的液體的流量，即上升至實驗區(qū)4的水量；當流量由小至大，同時調(diào)節(jié)回水控制閥3的閉合程度，可控制實驗區(qū)4內(nèi)液體的流速由小至大。其液體速度主要依靠液體自身的重力作用及管徑大小，其原理為：由水力學知道，水從孔口流出的流量，即通過孔口橫截面的水的體積V對時間t的變化率Q可用下列公式計算：

其中0.62為流量系數(shù)，S為孔口面積，g為重力加速度，h為下落高度。

如圖2所示，本發(fā)明的另一實施例中，所述實驗區(qū)4為封閉式結(jié)構(gòu)，除實驗區(qū)4及實驗區(qū)出口處回水管16，其余同開放體系相同；更換封閉體系需將可拆卸連接結(jié)構(gòu)5卸下，將實驗區(qū)4及實驗區(qū)出口處回水管16與轉(zhuǎn)子流量計相接，所述實驗區(qū)4內(nèi)封裝有反應電極。

所述實驗區(qū)4包括依次串聯(lián)的多個三通管17，各三通管17的其中一個管口為投放口。所述抽水管13、供水管14、三通管17及回水管16均采用PPR管、并且供水管14、多個三通管17及回水管16依次熔接，形成管路系統(tǒng)。因使用環(huán)境是海水，其腐蝕性很強又有溫度控制，要求材質(zhì)耐腐蝕、耐熱、易于加工，選用PPR材質(zhì)不但能滿足上述要求且經(jīng)濟耐用。在三通管17上方的投放口放置反應電極及溫度計等：三電極體系或溫度計需要事先固定在符合三通口徑的密封塞(如橡膠塞)上，再將密封塞旋進三通口，需要注意的是必須保證實驗區(qū)的密閉性，因此實驗時未用到的三通口也必須用密封塞密封。封閉實驗區(qū)流速由轉(zhuǎn)子流量計計算所得，其流速主要由供水主控制閥8、旁路調(diào)節(jié)閥9控制，其液體流速的動力主要由循環(huán)泵11提供。封閉實驗區(qū)的設置可滿足實驗對較大流速的要求，可根據(jù)具體情況選擇較小管徑來增大裝置所能提供的流速上限，與開放實驗體系相比能提供更大的實驗流速要求。

本發(fā)明中流量計6、旁路調(diào)節(jié)閥9、循環(huán)泵11、頂部電化學實驗區(qū)4均可拆卸，本發(fā)明實驗裝置的頂部是電化學實驗區(qū)，實驗裝置的底部是放置可調(diào)溫度恒溫水池，全部采用PPR管件熔接制成。本發(fā)明采用循環(huán)泵11作為海水循環(huán)的動力，通過大小兩個可調(diào)閥門(供水主控制閥8和旁路調(diào)節(jié)閥9)來控制流速和轉(zhuǎn)子流量計來粗略測量，并配置了流速測算儀來精確測量流速。該實驗裝置可結(jié)合海水體系或模擬不同鹽度實驗體系進行腐蝕行為的研究，同時完成溫度、流速因素對材料腐蝕行為的影響。

以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進、擴展等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。