RU2240535C1 - Device for testing resistance of materials to corrosion - Google Patents

Abstract

FIELD: investigating resistance of materials to corrosion.

SUBSTANCE: device has drive for setting the shaft in rotation and swinging, vessels for gas-liquid corrosion media secured to the shaft, valves for supplying and discharging gas, and valves mounted directly on vessels.

EFFECT: expanded functional capabilities.

1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, предназначенной для испытания материалов на сопротивление коррозии и определения эффективности ингибиторов и покрытий в опытно-промышленных условиях воздействия коррозионных газожидкостных сред.The invention relates to a testing technique intended for testing materials for corrosion resistance and determining the effectiveness of inhibitors and coatings in experimental industrial conditions of exposure to corrosive gas-liquid media.

Известен прибор для испытаний на коррозию материалов в условиях периодического смачивания, который состоит из закрепленной на опорной плите стойки, на которой установлены: электромотор постоянного тока с редуктором, шкив, на оси которого прикреплен эксцентрически расположенный ролик, и стрелы, закрепляемые под различными углами. На стреле установлены два желобчатых ролика. На эти соединенные нитью ролики подвешены траверсы с прикрепленными с помощью крюков и сережек образцами, под которые подставляются сосуды с агрессивными средами. Таким образом, подвешенные к траверсам образцы то погружаются в агрессивные среды, то выходят из них (а.с. СССР №126361, класс 42l, 1304. “Бюллетень изобретений” №4, 1960 г.).A known device for testing corrosion of materials under periodic wetting conditions, which consists of a rack mounted on a base plate, on which are installed: a direct current electric motor with a gearbox, a pulley on the axis of which an eccentrically located roller is attached, and arrows mounted at various angles. Two grooved rollers are mounted on the boom. Traverse with samples attached with hooks and earrings, under which vessels with aggressive environments are inserted, are suspended on these rollers connected by a thread. Thus, samples suspended from traverses either immerse in aggressive media or emerge from them (USSR AS No. 126361, class 42l, 1304. “Bulletin of inventions” No. 4, 1960).

Недостаток данного прибора в том, что он не позволяет испытывать образцы в коррозионных газожидкостных средах под давлением с целью приближения условий стендовых коррозионных испытаний к эксплуатационным.The disadvantage of this device is that it does not allow testing samples in corrosive gas-liquid media under pressure in order to bring the conditions of bench corrosion testing to operational conditions.

Наиболее близким к заявляемому по назначению и совокупности существенных признаков является установка для испытания и оценки ингибиторов коррозии колесным методом, содержащая привод вращательного движения рабочего вала с закрепленными на нем сосудами с газожидкостной коррозионной средой, расположенными по окружности перпендикулярно рабочему валу. Тарированные образцы потери веса устанавливаются в сосуды, затем последние закрепляют на “колесе” вращающегося вала, герметично закрываются и подвергаются вращению при постоянной температуре в течение заданного периода времени (NACE ID 182, журнал “Materials Performance”, декабрь 1982 г, с.45-47).Closest to the claimed purpose and combination of essential features is the installation for testing and evaluating corrosion inhibitors by the wheel method, containing a rotational drive of the working shaft with vessels fixed to it with a gas-liquid corrosive medium located perpendicular to the working shaft around the circumference. Calibrated weight loss samples are installed in vessels, then the latter are fixed on the “wheel” of the rotating shaft, hermetically closed and rotated at a constant temperature for a specified period of time (NACE ID 182, Journal of Materials Performance, December 1982, p. 45- 47).

Недостаток данной установки в том, что она не позволяет проводить одновременную заправку всех сосудов газожидкостной коррозионной средой, а привод вращательного движения не позволяет создавать ламинарное движение газожидкостных сред.The disadvantage of this installation is that it does not allow the simultaneous filling of all vessels with a gas-liquid corrosive medium, and the rotary motion drive does not allow the laminar motion of gas-liquid media to be created.

Технический результат настоящего изобретения - расширение технических возможностей: создание одинаковых коррозионных условий в сосудах за счет одновременной их заправки газожидкостной коррозионной средой; создание как турбулентного, так и ламинарного движения газожидкостных сред за счет изменения характера движения рабочего вала с целью приближения условий стендовых коррозионных испытаний к эксплуатационным условиям работы материалов трубопроводов и аппаратов.The technical result of the present invention is the expansion of technical capabilities: the creation of the same corrosion conditions in vessels due to their simultaneous refueling with a gas-liquid corrosive medium; creation of both turbulent and laminar motion of gas-liquid media by changing the nature of the movement of the working shaft in order to bring the conditions of bench corrosion tests closer to the operating conditions of the materials of pipelines and apparatuses.

Поставленная задача решается тем, что в известной установке для испытания материалов на сопротивление коррозии, содержащей привод вращательного движения рабочего вала с закрепленными на нем сосудами для газожидкостной коррозионной среды, для одновременной подачи газа во все сосуды она дополнительно содержит вентили подвода и отвода газа, а также вентили, закрепленные непосредственно на сосудах, расположенных параллельно друг другу и попарно симметрично на рабочем валу, привод дополнительно содержит передачу качательного движения.The problem is solved in that in the known installation for testing materials for corrosion resistance, containing a rotational drive of the working shaft with vessels for gas-liquid corrosive medium fixed on it, for the simultaneous supply of gas to all vessels, it additionally contains valves for supplying and discharging gas, and valves mounted directly on the vessels located parallel to each other and pairwise symmetrically on the working shaft, the actuator further comprises a rocking motion transmission.

На чертеже изображен общий вид установки для испытания материалов на сопротивление коррозии.The drawing shows a General view of the installation for testing materials for corrosion resistance.

Установка для испытания материалов на сопротивление коррозии состоит из рамы 1 со стойками 2, на которых в подшипниках качения установлен рабочий вал 3, на котором параллельно друг другу закреплены, например - шестнадцать, попарно симметрично расположенных сосудов 4 с помещенными в них через штуцеры 5 образцами 6. Привод рабочего вала 3 электромеханический и состоит из электродвигателя 7, соединенного ременной передачей 8 с редуктором 9, для передачи движения от которого к рабочему валу 3 предусмотрены два варианта передач: цепная передача 10 и кривошипно-шатунный механизм, состоящий из кривошипа 11, шатуна 12 и коромысла 13, закрепленного на валу 3. Колодочный тормоз 14 позволяет проводить различные технологические операции при любом положении рабочего вала 3. Для подачи газа в сосуды 4 служит вентиль 15 подвода газа и импульсные трубки 16, по которым газ подается через вентили 17 подачи газа, закрепленные непосредственно на сосудах 4. Выход газа из сосудов 4 происходит через вентили подпорные 18, импульсные трубки 19 отвода газа и вентиль 20 отвода газа в магистраль отвода. Для контроля давления коррозионной среды в сосудах 4 предусмотрены манометры 21.The installation for testing materials for corrosion resistance consists of a frame 1 with racks 2, on which a working shaft 3 is mounted in the rolling bearings, on which, for example, sixteen vessels 4 are arranged in pairs symmetrically arranged with specimens 6 placed in them through fittings 5 The drive of the working shaft 3 is electromechanical and consists of an electric motor 7 connected by a belt drive 8 with a gearbox 9, for transmitting movement from which to the working shaft 3 there are two transmission options: chain transmission 10 and a crank mechanism, consisting of a crank 11, a connecting rod 12 and a rocker 13, mounted on the shaft 3. The block brake 14 allows various technological operations for any position of the working shaft 3. To supply gas to the vessels 4, there is a gas supply valve 15 and impulse tubes 16, through which gas is supplied through gas supply valves 17, mounted directly on the vessels 4. Gas exit from the vessels 4 occurs through retaining valves 18, impulse pipes 19 of the gas outlet and the gas outlet valve 20 to the exhaust manifold. To control the pressure of the corrosive medium in the vessels 4, pressure gauges 21 are provided.

Установка для испытания материалов на сопротивление коррозии работает следующим образомInstallation for testing materials for corrosion resistance is as follows

Рабочий вал 3 поворачивают в положение, при котором сосуды 4 встанут вертикально. В сосуды 4 через верхние штуцеры 5 помещают взвешенные образцы 6 и заливают коррозионную среду, при этом вентили 17 подачи газа должны быть закрыты. Затем подсоединяют внешнюю газовую сеть к установке через вентиль 15 подвода газа и вентиль 20 отвода газа. Открывают вентили подпорные 18 и вентиль 20 отвода газа, затем приоткрывают вентиль 15 подвода газа и вентили 17 подачи газа, обеспечивая равномерное барботирование газом жидкой среды одновременно во всех сосудах со скоростью не более 3,0 дм³/мин в течение часа. После этого закрывают вентили подпорные 18 и вентиль 20 отвода газа, а газ, поступая через вентиль 15 подвода газа и вентили 17 подачи газа, создает в сосудах 4 необходимое давление, которое контролируется с помощью манометров 21. Запуск электродвигателя 7 производят при закрытых: вентиле 15 подвода газа, вентилях 17 подачи газа, вентилях подпорных 18, вентиле 20 отвода газа и отсоединенных от внешней газовой сети вентилях 15 и 20.The working shaft 3 is rotated in a position in which the vessels 4 stand vertically. Suspended samples 6 are placed in the vessels 4 through the upper fittings 5 and the corrosive medium is poured, while the gas supply valves 17 must be closed. Then connect the external gas network to the installation through the valve 15 of the gas supply and the valve 20 of the gas outlet. The retaining valves 18 and the gas outlet valve 20 are opened, then the gas supply valve 15 and the gas supply valves 17 are opened, providing uniform gas sparging of the liquid medium simultaneously in all vessels at a speed of not more than 3.0 dm ³ / min for one hour. After that, the retaining valves 18 and the gas discharge valve 20 are closed, and the gas entering through the gas supply valve 15 and the gas supply valve 17 creates the necessary pressure in the vessels 4, which is controlled by pressure gauges 21. The electric motor 7 is started with the valves closed: valve 15 gas supply, gas supply valves 17, retaining valves 18, gas outlet valve 20 and valves 15 and 20 disconnected from the external gas network.

Для обеспечения требуемого движения коррозионной среды в сосудах 4 редуктор 9 соединяют с рабочим валом 3 цепью 10 или шатуном 12 и включают электродвигатель 7. Для создания вращательного движения рабочего вала 3 его соединяют цепью 10 с выходным валом редуктора 9, а шатун 12 отключают. При этом для обеспечения полного перетекания жидкой фазы коррозионной газожидкостной среды угловая скорость вращения рабочего вала 3 не превышает величины:To ensure the required movement of the corrosive medium in the vessels 4, the gearbox 9 is connected to the working shaft 3 by a chain 10 or a connecting rod 12 and the electric motor 7 is turned on. To create a rotational movement of the working shaft 3 it is connected by a chain 10 to the output shaft of the gearbox 9, and the connecting rod 12 is turned off. Moreover, to ensure full flow of the liquid phase of the corrosive gas-liquid medium, the angular velocity of rotation of the working shaft 3 does not exceed the value:

где g - ускорение свободного падения жидкости;where g is the acceleration of gravity;

Н - расстояние от оси вращения сосуда до дна сосуда.H is the distance from the axis of rotation of the vessel to the bottom of the vessel.

Качательное движение рабочего вала 3 при горизонтальном расположении сосудов 4 происходит при соединении с помощью шатуна 12 выходного вала редуктора 9 с рабочим валом 3, при этом цепную передачу 10 отключают.The oscillating movement of the working shaft 3 with the horizontal arrangement of the vessels 4 occurs when connecting with the connecting rod 12 of the output shaft of the gearbox 9 to the working shaft 3, while the chain gear 10 is turned off.

После окончания испытаний для сброса давления сосуды 4 устанавливают в вертикальное положение. Затем подсоединяют внешнюю газовую сеть к установке через вентиль отвода газа 20 и, открыв его, а затем открыв вентили подпорные 18, сбрасывают давление в сосудах до нуля.After testing to relieve pressure, the vessels 4 are installed in a vertical position. Then the external gas network is connected to the installation through the gas exhaust valve 20 and, opening it and then opening the retaining valves 18, relieve the pressure in the vessels to zero.

Затем образцы 6 извлекают из сосудов 4 через верхние штуцеры 5 и взвешивают. По разнице в весе оценивают материал образца 6 на сопротивление коррозии.Then the samples 6 are removed from the vessels 4 through the upper fittings 5 and weighed. According to the difference in weight, the material of sample 6 is evaluated for corrosion resistance.

Таким образом, установка для испытания материалов на сопротивление коррозии, по сравнению с прототипом, позволяет расширить технические возможности: создать одинаковые коррозионные условия в сосудах за счет одновременной их заправки газожидкостной коррозионной средой; создать как турбулентное, так и ламинарное движение газожидкостных сред за счет изменения характера движения рабочего вала с целью приближения условий стендовых коррозионных испытаний к эксплуатационным условиям работы материалов трубопроводов и аппаратов.Thus, the installation for testing materials for corrosion resistance, in comparison with the prototype, allows you to expand the technical capabilities: to create the same corrosion conditions in the vessels due to their simultaneous filling with a gas-liquid corrosive medium; to create both turbulent and laminar motion of gas-liquid media by changing the nature of the movement of the working shaft in order to approximate the conditions of bench corrosion tests to the operating conditions of the materials of pipelines and apparatuses.

Claims (1)

Установка для испытания материалов на сопротивление коррозии, содержащая привод вращательного движения рабочего вала с закрепленными на нем сосудами для газожидкостной коррозионной среды, отличающаяся тем, что для одновременной подачи газа во все сосуды она дополнительно содержит вентили подвода и отвода газа, а также вентили, закрепленные непосредственно на сосудах, расположенных параллельно друг другу и попарно симметрично на рабочем валу, привод дополнительно содержит передачу качательного движения.Installation for testing materials for corrosion resistance, containing a rotational motion drive of the working shaft with vessels fixed for gas-liquid corrosive medium, characterized in that for the simultaneous supply of gas to all vessels, it additionally contains gas supply and exhaust valves, as well as valves directly fixed on vessels parallel to each other and pairwise symmetrically on the working shaft, the drive further comprises a rocking motion transmission.