Устройство для определения скорости и коррозии металлов Советский патент 1982 года по МПК G01N17/00 

1

Изобретение относится к коррозионным испытаниям и может быть использовано для исследования различных видов коррозии металлов в условиях работы теплопередакнцих аппаратов.

Известно устройство для исследования коррозии металлов в условиях теплопередачи, состоящее из корпуса в виде полого вала и размещенного в нем индикатора коррозии в виде диска, обогреваемого жидким теплоносителем, подаваемым в корпус flj.

Недостатком известного устройства является невозможность проведения экспериментов при турбулентном течении агрессивной среды и полумения с помощью жидкостных теплоносителей значительных тепловых потоков и температурных перепадов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения скорости коррозии

металлов в условиях движения агрессивной среды и теплопередачи, содержащее размещаемый в коррозионной среде с возможностью вращения корпус в виде полого вала с шкивом и токосъемными приспособлениями, закрепленными на валу, электронагреватель, состоящий из сердечника, тепловыделяющего элемента и цилиндрического кожуха и размещенный в средней части вала, и

«о индикатор коррозии, контактирующий с электронагревателем по его торЦУГ2.

,5 Недостатком этогЬ устройства является невозможность проведения исследований при скорости движения ai- рессивной среды относительно индикатора коррозии, соответствующей турбулентному режиму, поскольку в этом случае не обеспечивается постоянная по всей поверхности индикатора тол.щина пограничного, слоя. Цель изобретения - расширение диапазона скоростей движения агрессивной среды относительно индикатора коррозии, Йоставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения скорости коррозии металлов в условиях движения агрессивной среды и- теплопередачи, содержащем размещаемый в коррозионной среде с возможностью вращения корпус в виде полого вала с шкивом и токосъемными приспособлениями, закрепленными на валу, электронагреватель, состоящий из сердечника, тепловыделяющего элемента и цилиндрического кожуха, и индикатор коррозии, контактирующий с электронагревателем, который закреплен на торце вала, а индикатор выполнен в виде полого цилиндра, охватывающего электронагреватель, цилиндр выполнен составным по высоте из нескольких колец, которые выполнены из разных материалов между кольцами установлены изолирующие кольцевые прокладки, которые имеют меньший наружный диаметр, чем кольца а кольца выполнены разного диаметра. Кроме того, цилиндр выполнен составным по периметру из цилиндрических секторов с размещенными между ними изолирующими прокладками, толщина ко торых меньше толщины сектора цилиндра, а секторы выполнены из разных материалов. На фиг. 1 представлена общая схема описываемого устройства; на фиг.2 вариант выполнения индикатора коррозии, составной по высоте из колец , на фиг. 3 - то же, составной из колец, разделенных прокладками; на фиг, - то же, составной из колец, разделенных прокладками, выполненными с меньшим наружным диаметром, чем кольца, на фиг. 5 - то же, составной из вертикальных секторов цилиндра; на фиг. 6 - вертикальный сектор цилиндра; на фиг. 7 - разрез А-А на фиг. 5 случай разделения вертикальных секторов цилиндра прокладками; на фиг. 8 - то же, случай разделения вертикальных секторов цилиндра прокладками, толщина которых меньше толщины сектора. Устройство содержит корпус в виде полого вала 1, на торце которого закреплен электронагреватель 2, состоящий из сердечника 3, тепловыделяющего элемента и цилиндрического кожуха 5, цилиндрический индикатор 6 коррозии, охватывающий электронагреватель Я, втулки 7 и 8, фиксирующие положение цилиндрического индикатора 6 коррозии на цилиндрическом кожухе 5 электронагревателя 2, шайбу 9 и прижимную гайку 10, закрепленные на валу 1 токосъемные кольца 11 линии питания электронагревателя 2 ; и шкив 12 для передачи вращения валу от электродвигателя (не показан), термопару 13, закрепленную на индикаторе 6 коррозии для определения его температуры и величины теплового потока и соединенную с измерительным прибором (не показан), проводник I, обеспечивающий электрическое соединение цилиндрического индикатора 6 коррозии с измерительной аппаратурой, например потенциостатом (не показан) , ртутный токосъемник 15, установленный на торце вала 1 противоположно электронагревателю 2 с помощью переходника 16 и гибкой муфты 1 и обеспечивающий подключение термопары 13 и проводника Н к измерительной аппаратуре. Корпус 1 укреплен с помощью подшипников 18 в опорной .станине 19I размещенной на кронштейнах 20 рамы привода 21. В зависимости от задач исследования цилиндрический индикатор 6 коррозии выполнен составным по высоте из нескольких колец 22 (фиг. 2) из одного из того же или разных матери алов. Кольца 22 расположены либо вплотную друг к другу (фиг. 2), либо разделены изолирующими кольцевыми прокладками 23 (фиг. 3), наружный диаметр которых совпадает с диаметром цилиндрического индикатора 6 коррозии или меньше его (фиг. ) , а кольца 22 - одного или разного диаметра. Кроме того, цилиндрический индикатор 6 коррозии выполнен составным по периметру из цилиндрических секторов 2k (фиг. 5 и 6) с размещенными между ними изолирующими прокладками 25 (фиг. 7), .толщина которых равна или меньше толщины цилиндрического сектора (фиг. 8). Последние выполнены из одного или разных материалов. Устройство работает следующим образом. На одном из торцов корпуса 1 устанавливают нагреватель 2, на котором с помощью втулок 7 и. 8 размещают цилиндрический индикатор 6 коррозии, выполненный из исследуемого материала, а на другом торце вала 1 устанавливают ртутный токосъемник 15. Затем вал 1 закрепляют с помощью подшипников .18 в опорной станине 19, размещенной на кронштейнах 20 рамы привода 21. Цилиндрический индикатор 6 коррозии погружают в агрес сивную среду и вал 1 с помощью электродвигателя, соединенного с шки.вом 12 посредством ременной передачи, приводят во вращение.При вращении Индикатора 6 коррозии вокруг своей оси вдоль его поверхности формируется пограничный слой, режим течения которого (ламинарный или турбулентный) и толщина будут определяться скоростью вращения. Регулируя мощность, подводимую к- электронагревателю, число оборотов двигателя и температуру коррозионной среды устанавливают заданные условия испытаний. При взаимодейс твии индикатора 6 коррозии с корозионной средой на его поверхности протекает процесс коррозии, скорость которой определяют весовым методом или электрохимическим с помощью потенциостата. Выполнение цилиндрического индикатора коррозии составным по высоте из плотно прилегающих колец, изготовленных из одного материала, позволяет дополнительно контролировать равномерность пограничного слоя жидкости вдоль поверхности индикатора, а выполнение колец изразличны материалов позволяет изучать контакт ную коррозию. Кроме того, индикатор 6 коррозии, выполненный из колец раз личного материала, изолированных дру от друга кольцевыми прокладками 25, позволяет в одних и тех же условиях определять коррозионную стойкость нескольких материалов, В случае, ког да диаметр прокладок меньше диаметра колец, становится возможным иссле довать щелевую коррозию в условиях течения агрессивной среды вдоль щели при этом параметры 1чели (глубина, ши . рина) могут меняться путем установки прокладки соответствующего размера. Выполнение цилиндрического индикатора ступенчатым из колец разного диаметра позволяет исследовать коррозию материала одновременно в двух режимах: турбулентном (на кольцах большего диаметра) и ламинарном (на кольцах меньшего диаметра). При выполнении цилиндрического индикатора составным по периметру из цилиндрических секторов, изолированных друг от друга вертикальными прокладками с размером, меньшим диаметра цилиндра, возможно исследование щелевой коррозии в условиях течения агрессивной среды поперек щели. Устройство для определения скорости коррозии металлов в условиях движения агрессивной жидкости и теплопередачи за счет выполнения индикатора коррозии цилиндрическим и коаксиального его расположения относительно цилиндрического кожуха нагревателя позволяет расширить диапазон скоростей движения агрессивной среды относительно индикатора коррозии и проводить испытания в условиях турбулентного течения агрессивной среды. Формула изобретения 1.Устройство для определения скорости коррозии металлов в условиях движения агрессивной среды и теплопередачи, содержащее размещаемый Q коррозионной среде с возможностью вращения корпус в виде полого вала с шкивом и токосъемными приспособленими, закрепленные на валу электронагреватель, состоящий из сердечника, тепловыделяющего элемента и цилиндрическ9го кожуха, и индикатор коррозии, контактирующий с электронагревателем, отличаю ще.еся тем, что, с целью расширения диапазона скоростей движения агрессивной среды относительно индикатора коррозии, электронагреватель закреплен на торце вала, а индикатор выполнен в виде полого цилиндра, охватывающего электронагреватель, 2.Устройство по п. 1, о т л и ч.ающееся тем, что цилиндр выполнен составным по высоте из нескольких колец. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отли чающееся тем, что кольца выполнены из разных материалов. Ц. Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что между кольцами установлены изолирующие кольцевые прокладки. 5. Устройство по пп. I-U, отличающееся тем, что изолирующие кольцевые прокладки имеют ме ший наружный диаметр, чем кольца. 6.Устройство по пп. 1-5j отличающееся тем, что кольца выполнены разного диаметра. 7.Устройство по п. 1, отли чающееся тем, что цилиндр выполнен составным по периметру из цилиндрических секторов с размещенными между ними изолирующими прокладками. 8.Устройство по пп. 1 и 7, от личающееся тем, что толщи

п

& изолирующих прокладок меньше толщины сектора цилиндра, 9. Устройство по лп, 1 и 7, отличающееся тем, что сектора выполнены из разных материалов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Н- , кл. G 01 N 17/00, 1972. 2.Авторское свидетелвстео СССР 728057, кл. G 01 N 17/00, 1980 (прототип).

Фиг.2

гг

22

%

23W

/У

23-

L/

I

Л-А

,Фи1.7

Фиг,8