Устройство для контроля обрастания и коррозии покрытий в текучей среде Российский патент 2022 года по МПК F17D5/00 G01N17/04 

Изобретение относится к устройствам для контроля обрастания и коррозии покрытий в текучей среде, и может быть использовано, в частности, в закрытых системах технического водоснабжения тепловых электростанций (ТЭС) в качестве средства для испытания противокоррозионных и противообрастающих покрытий, предназначенных для нанесения на внутреннюю поверхность трубопроводов, транспортирующих сырую воду, содержащую биоорганизмы, а также для контроля миграции нежелательных биоорганизмов в закрытой системе технического водоснабжения ТЭС.

Уровень техники

В процессе работы систем технического водоснабжения ТЭС на внутренней поверхности трубопроводов, транспортирующих сырую воду, содержащую биоорганизмы, могут возникать различные обрастания и коррозия. На изменение состояния внутренней поверхности трубопроводов сырой воды влияет географическое место расположения природного водоема, из которого производится забор сырой воды, а также температура забираемой сырой воды и ее расход через трубопроводы.

Известно принятое в качестве прототипа патентуемого изобретения устройство для контроля обрастания и коррозии покрытий в текучей среде, содержащее контрольный трубопровод с образцом-свидетелем, снабженный входным патрубком, входным запорным вентилем и средством доступа к образцу-свидетелю, причем образец-свидетель выполнен в виде встроенного в контрольный трубопровод и закрытого герметичной крышкой лотка, внутренняя поверхность которого имеет покрытие, идентичное покрытию внутренней поверхности технологического трубопровода, а указанное средство доступа - в виде прозрачного окна в герметичной крышке лотка (RU 172390 U1, дата публикации: 06.07.2017 г. (далее - [1])).

Недостатки известного из [1] устройства для контроля обрастания и коррозии покрытий в текучей среде заключаются в следующем.

Известное из [1] устройство не обеспечивает возможность осуществления контроля состояния исследуемого покрытия в зависимости от изменения температуры забираемой из природного водоема сырой воды, а также в зависимости от ее расхода через указанные трубопроводы.

В большинстве систем технического водоснабжения ТЭС на входах в технологические трубопроводы установлены фильтры, предназначенные для очистки забираемой из природного водоема сырой воды от шлама, из-за которого может возникать негативное механическое воздействие на внутреннюю поверхность указанных трубопроводов. При этом в известном из [1] устройстве отсутствует фильтровальная сетка для предварительной очистки воды, забираемой из природного водоема, от шлама, что может приводить к дополнительному механическому повреждению исследуемой поверхности и влиять на получаемые результаты исследования ее состояния.

Раскрытие изобретения

Задачей, на решение которой направлено патентуемое изобретение, является повышение качества контроля обрастания и коррозии в текучей среде покрытий, предназначенных для нанесения на внутреннюю поверхность трубопроводов систем технического водоснабжения ТЭС, а техническими результатами - обеспечение возможности осуществления контроля состояния исследуемой поверхности образца в зависимости от изменения температуры забираемой из природного водоема сырой воды, а также в зависимости от ее расхода через вертикальный корпус; обеспечение возможности осуществления предварительной очистки сырой воды, забираемой из природного водоема, от шлама с целью исключения дополнительного механического повреждения исследуемой поверхности образца; выявление нежелательных биоорганизмов в забираемой сырой воде при установке устройства в закрытой системе технического водоснабжения; обеспечение возможности исследования влияния закрученного потока сырой воды на исследуемую поверхность образца; и обеспечение более равномерного распределения потока сырой воды на исследуемой поверхности образца.

Решение указанной задачи путем достижения указанных технических результатов обеспечивается тем, что устройство для контроля обрастания и коррозии покрытий в текучей среде содержит вертикальный корпус, внутри которого последовательно снизу вверх установлены: подставка для размещения образцов и фильтрующая сетка. При этом к стенке вертикального корпуса над фильтрующей сеткой присоединен входной патрубок, на линии которого установлены: запорно-регулирующий вентиль и расходомер, а к стенке вертикального корпуса под подставкой для размещения образцов присоединен выходной патрубок. Причем вертикальный корпус содержит верхнюю крышку с окном, предназначенным для визуального контроля.

При этом внутри вертикального корпуса между подставкой для размещения образцов и фильтрующей сеткой дополнительно установлен аксиально-лопаточный завихритель, а на линии входного патрубка установлен датчик температуры. Причем к верхней крышке присоединен воздушник, к днищу вертикального корпуса присоединен дренажный трубопровод, на линии которого установлен запорно-регулирующий вентиль, а на линии выходного патрубка установлен обратный клапан.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков патентуемого изобретения и достигаемыми техническими результатами заключается в следующем.

Установка на линии входного патрубка запорно-регулирующего вентиля, расходомера и датчика температуры обеспечивает возможность осуществления контроля состояния исследуемой поверхности образца, в зависимости от изменения температуры забираемой из природного водоема сырой воды, а также в зависимости от ее расхода через вертикальный корпус.

Наличие фильтрующей сетки, установленной внутри вертикального корпуса над подставкой для размещения образцов, обеспечивает возможность осуществления предварительной очистки сырой воды, забираемой из природного водоема, от шлама с целью исключения дополнительного механического повреждения исследуемой поверхности образца. При этом наличие фильтрующей сетки также позволяет осуществлять выявление нежелательных биоорганизмов в забираемой сырой воде при установке заявляемого устройства в закрытой системе технического водоснабжения за счет оседания указанных биоорганизмов на фильтрующей сетке и возможности осуществления их визуального осмотра через окно в крышке вертикального корпуса.

Дополнительная установка внутри вертикального корпуса аксиально-лопаточного завихрителя между подставкой для размещения образцов и фильтрующей сеткой позволяет обеспечить возможность исследования влияния закрученного потока сырой воды на исследуемую поверхность образца, так как в системе технического водоснабжения ТЭС имеются трубопроводы с изогнутыми участками, при протекании через которые в жидкости могут возникать локальные вихревые течения.

Вертикальное расположение корпуса обеспечивает более равномерное распределение потока сырой воды на исследуемой поверхности образца, за счет уменьшения влияния силы тяжести на распределение потока сырой воды по сечению корпуса.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 схематически изображен вид устройства для контроля обрастания и коррозии покрытий в текучей среде в продольном разрезе. На фиг. 2 схематически изображена фильтрующая сетка. На фиг. 3 изображена подставка с исследуемыми образцами. На фиг 4. изображена подставка с исследуемыми образцами в сечении А-А.

Описание позиций чертежей

1 - вертикальный корпус;

2 - верхняя крышка;

3 - окно;

4 - подставка для образцов;

5 - аксиально-лопаточный завихритель;

6 - фильтрующая сетка;

7 - опорный стержень;

8 - входной патрубок;

9 - запорно-регулирующий вентиль;

10 - ультразвуковой расходомер;

11 - датчик температуры;

12 - выходной патрубок;

13 - обратный клапан;

14 - ножки;

15 - воздушник;

16 - запорно-регулирующий вентиль;

17 - дренажный трубопровод;

18 - запорно-регулирующий вентиль;

19 - центральное кольцо;

20 - радиальная пластина;

21 - опорная пластина;

22 - образец.

Осуществление изобретения

Ниже приведен частный пример устройства для контроля обрастания и коррозии покрытий в текучей среде и принцип его работы.

Устройство для контроля обрастания и коррозии покрытий в текучей среде содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, выполненный из Стали 20. Вертикальный корпус 1 содержит выполненную из Стали 20 верхнюю крышку 2 с окном, предназначенным для визуального контроля. Внутри цилиндрического корпуса 1 в его днище вкручен с помощью резьбового соединения опорный стержень 7, на котором последовательно снизу вверх установлены с помощью фиксирующих клипс (на фиг. не показаны) выполненные из Стали 20: подставка для размещения образцов 4, аксиально-лопаточный завихритель 5 и фильтрующая сетка 6. При этом к боковой стенке вертикального цилиндрического корпуса 1 над фильтрующей сеткой 6 присоединен выполненный из Стали 20 входной патрубок 8, на линии которого установлены: запорно-регулирующий вентиль 9, ультразвуковой расходомер 10 и датчик температуры 11. К боковой стенке вертикального цилиндрического корпуса 1 под подставкой для образцов 4 присоединен выходной патрубок 12, на линии которого установлен обратный клапан 13. Вертикальный цилиндрический корпус 1 установлен на ножках 14. К верхней крышке 2 присоединен воздушник 15, на линии которого установлен запорно-регулирующий вентиль 16, а к днищу вертикального цилиндрического корпуса 1 присоединен дренажный трубопровод 17, на линии которого установлен запорно-регулирующий вентиль 18 (Фиг. 1, 2). Подставка для образцов 4 содержит центральное кольцо 19, к которому равномерно по окружности приварены радиальные пластины 20, соединенные между собой с помощью приваренных к ним опорных пластин 21. Исследуемые образцы 22, в качестве которых используются пластины из Стали 20, покрытые исследуемым лакокрасочным антикоррозионным и противообрастающим покрытием, установлены через один на опорных пластинах 21 в секторах, образуемых радиальными пластинами 20. При этом исследуемые образцы 22 дополнительно прикреплены с помощью болтов (на фиг. не показаны) к радиальным пластинам 20 с целью полного исключения их перемещения по вертикали (Фиг. 3, 4).

Работа устройства для контроля обрастания и коррозии покрытий в текучей среде осуществляется следующим образом.

К входному патрубку 8 присоединяется напорный трубопровод (на фиг.не показан), через который осуществляется подача сырой воды, забираемой из природного водоема с помощью насоса (на фиг. не показан). Сырая вода проходит через запорно-регулирующий вентиль 9, положение которого определяется для задания требуемого расхода воды по показанию ультразвукового расходомера 10. При этом на входе в вертикальный корпус 1 производится регистрация температуры сырой воды при помощи датчика температуры 11. Затем вода последовательно проходит через установленные внутри вертикального корпуса 1: фильтрующую сетку 6, аксиально-лопаточный завихритель 5 и подставку для образцов 4. После чего вода выходит из выходного патрубка 12 через обратный клапан 13, который предотвращает ее возвратное течение внутрь вертикального корпуса 1 в случае изменения давления. Геометрические параметры лопаток аксиально-лопаточного завихрителя 5 выбираются в зависимости от поставленных задач исследований. В случае исследования влияния прямоточного течения жидкости на исследуемые образцы 22 осуществляется предварительный демонтаж аксиально-лопаточного завихрителя 5 перед осуществлением работы устройства. В процессе работы устройства периодически осуществляется визульный осмотр фильтрующей сетки 6 через окно 3 на предмет присутствия на ней шлама и нежелательных биоорганизмов.

При прекращении работы устройства в периоды его планового останова для обслуживания и проведения исследования образцов 22, запорно-регулирующий вентиль 9 переводится в положение закрыто, открывается воздушник 15 с целью сброса давления, и затем открывается запорно-регулирующий вентиль 18, установленный на дренажном трубопроводе 17. По завершению дренирования вертикального корпуса 1 открывается верхняя крышка 2, осуществляется демонтаж опорного стержня 7 и отсоединение от него фильтрующей сетки 6 и аксиально-лопаточного завихрителя 5 посредством демонтажа фиксирующих клипс. Далее производится осмотр исследуемых образцов 22 на предмет присутствия на них обрастаний и коррозии.

Устройство для контроля обрастания и коррозии покрытий в текучей среде обеспечивает возможность осуществления контроля состояния исследуемой поверхности образцов 22 в зависимости от изменения температуры забираемой из природного водоема сырой воды, а также в зависимости от ее расхода через вертикальный корпус 1 за счет наличия в своей конструкции запорно-регулирующего вентиля 9, ультразвукового расходомера 10 и датчика температуры 11. При этом также обеспечивается возможность осуществления предварительной очистки сырой воды, забираемой из природного водоема, от шлама с целью исключения дополнительного механического повреждения исследуемой поверхности образца 22 за счет наличия в устройстве фильтрующей сетки 6. Причем наличие фильтрующей сетки 6 также позволяет осуществлять выявление нежелательных биоорганизмов в забираемой сырой воде при установке заявляемого устройства в закрытой системе технического водоснабжения за счет оседания указанных биоорганизмов на фильтрующей сетке 6 и возможности осуществления их визуального осмотра через окно 3 в верхней крышке 2 вертикального корпуса 1. За счет дополнительной установки аксиально-лопаточного завихрителя 5 внутри вертикального корпуса 1 обеспечивается возможность исследования влияния закрученного потока сырой воды на исследуемую поверхность образца 22. Вертикальное расположение корпуса 1 обеспечивает более равномерное распределение потока сырой воды на исследуемой поверхности образца 22 за счет уменьшения влияния силы тяжести на распределение потока сырой воды по сечению корпуса 1.

Промышленная применимость

Патентуемое изобретение отвечает условию «промышленная применимость». Сущность технического решения раскрыта в формуле, описании и чертежах достаточно ясно для понимания и промышленной реализации соответствующими специалистами, а используемые средства просты и доступны для промышленной реализации в области устройств для контроля обрастания и коррозии покрытий в текучей среде.

Изобретение относится к устройствам для контроля обрастания и коррозии покрытий в текучей среде и может быть использовано в закрытых системах технического водоснабжения ТЭС для испытания противокоррозионных и противообрастающих покрытий, а также для контроля миграции нежелательных биоорганизмов. Устройство содержит вертикальный корпус, внутри которого последовательно снизу вверх установлены: подставка для размещения образцов, аксиально-лопаточный завихритель и фильтрующая сетка. При этом к стенке вертикального корпуса над фильтрующей сеткой присоединен входной патрубок, на линии которого установлены: запорно-регулирующий вентиль, расходомер и датчик температуры, а к стенке вертикального корпуса под подставкой для размещения образцов присоединен выходной патрубок. Причем вертикальный корпус содержит верхнюю крышку с окном, предназначенным для визуального контроля. На линии входного патрубка установлен датчик температуры. Технические результаты - обеспечение возможности осуществления контроля состояния исследуемой поверхности образца в зависимости от изменения температуры забираемой из природного водоема сырой воды, а также в зависимости от ее расхода через вертикальный корпус; обеспечение возможности осуществления предварительной очистки сырой воды от шлама с целью исключения дополнительного механического повреждения исследуемой поверхности образца; выявление нежелательных биоорганизмов в забираемой сырой воде при установке устройства в закрытой системе технического водоснабжения; обеспечение более равномерного распределения потока сырой воды на исследуемой поверхности образца. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для контроля обрастания и коррозии покрытий в текучей среде, отличающееся тем, что оно содержит вертикальный корпус, внутри которого последовательно снизу вверх установлены: подставка для размещения образцов и фильтрующая сетка; при этом к стенке вертикального корпуса над фильтрующей сеткой присоединен входной патрубок, на линии которого установлены: запорно-регулирующий вентиль и расходомер, а к стенке вертикального корпуса под подставкой для размещения образцов присоединен выходной патрубок; причем вертикальный корпус содержит верхнюю крышку с окном, предназначенным для визуального контроля; при этом на линии входного патрубка установлен датчик температуры.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутри вертикального корпуса между подставкой для размещения образцов и фильтрующей сеткой дополнительно установлен аксиально-лопаточный завихритель.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что к верхней крышке присоединен воздушник, а к днищу вертикального корпуса присоединен дренажный трубопровод, на линии которого установлен запорно-регулирующий вентиль.

4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что на линии выходного патрубка установлен обратный клапан.