一種海水冷卻腐蝕熱阻一體化監(jiān)測(cè)裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種海水冷卻腐蝕熱阻一體化監(jiān)測(cè)裝置，包括金屬試管和設(shè)置在金屬試管外圍的有機(jī)玻璃管，金屬試管的一側(cè)為整體式結(jié)構(gòu)，其管壁外表面設(shè)置有薄片熱電阻，另一側(cè)通過螺紋結(jié)構(gòu)交替連接絕緣環(huán)和電極環(huán)，金屬試管內(nèi)設(shè)置有電加熱元件和石棉層，絕緣環(huán)上分別設(shè)置有參比電極和輔助電極，參比電極、輔助電極和電極環(huán)共同組成金屬三電極系統(tǒng)。該裝置根據(jù)循環(huán)冷卻海水處理工藝和水處理方案，能真實(shí)、靈敏地反映傳熱條件下金屬材料腐蝕、傳熱管結(jié)垢的連續(xù)變化，具有腐蝕、結(jié)垢狀況直觀可視，流速、傳熱負(fù)荷按工藝要求可調(diào)，腐蝕失重測(cè)量、電化學(xué)聯(lián)機(jī)測(cè)試，溫度、流量等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)采集處理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)適用、輕便、靈敏等特點(diǎn)。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于一種海水循環(huán)冷卻水處理監(jiān)測(cè)裝置，更加具體地說，涉及一種海水冷卻腐蝕熱阻一體化監(jiān)測(cè)裝置。
技術(shù)介紹
近年來，我國(guó)海水循環(huán)冷卻技術(shù)工程應(yīng)用取得可喜進(jìn)展，先后建成并成功投運(yùn)了百噸級(jí)、千噸級(jí)、萬噸級(jí)、十萬噸級(jí)海水循環(huán)冷卻示范工程。但海水因其高含鹽量、高鈣、高鎂以及大量微生物的作用，在海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)會(huì)存在嚴(yán)重的腐蝕和污垢沉積問題，從而影響生產(chǎn)設(shè)備效率，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而海水循環(huán)冷卻技術(shù) 研究表明，通過添加海水水處理劑可以有效解決系統(tǒng)的腐蝕和污垢沉積問題。因此，為保證海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，研發(fā)先進(jìn)、有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)與工藝管理相匹配，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)調(diào)整水處理方案，有效控制腐蝕、結(jié)垢的發(fā)生和發(fā)展，保證系統(tǒng)良好運(yùn)行具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種海水冷卻腐蝕熱阻一體化監(jiān)測(cè)裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)海水冷卻循環(huán)系統(tǒng)中腐蝕和污垢熱阻的監(jiān)控。本技術(shù)的目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種海水冷卻腐蝕熱阻一體化監(jiān)測(cè)裝置，包括金屬試管和設(shè)置在金屬試管外圍的有機(jī)玻璃管，其中所述金屬試管的一側(cè)為整體式結(jié)構(gòu)，其管壁外表面設(shè)置有薄片熱電阻，該側(cè)端部通過連接法蘭組件或者夾具將金屬試管與有機(jī)玻璃管相連；所述金屬試管的另一側(cè)通過螺紋結(jié)構(gòu)交替連接絕緣環(huán)和電極環(huán)，該側(cè)邊緣通過連接法蘭組件或者夾具將金屬試管與有機(jī)玻璃管相連；所述金屬試管內(nèi)設(shè)置有電加熱元件和石棉層(管內(nèi)填空隙填實(shí)隔熱保溫石棉)；所述絕緣環(huán)上分別設(shè)置有參比電極和輔助電極；所述連接法蘭組件或者夾具上設(shè)置有進(jìn)水口和出水口；所述進(jìn)水口和出水口分別設(shè)置有進(jìn)水溫探頭和出水溫探頭，用于檢測(cè)進(jìn)口和出口的水溫，在進(jìn)水口處還設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥和流量傳感器，用于檢測(cè)和調(diào)節(jié)水的流量。所述電化學(xué)三電極系統(tǒng)的導(dǎo)線、電加熱元件的導(dǎo)線和薄片熱電阻的導(dǎo)線引出到管道之外，并與由上微機(jī)、下位機(jī)和腐蝕測(cè)試儀相連接。本技術(shù)技術(shù)方案的改進(jìn)之處在于雖然金屬試管從整體上看是同軸(直徑)整體的，但是為了裝置能夠同時(shí)對(duì)海水水處理的緩蝕和控垢性能進(jìn)行測(cè)試，故將金屬試管的一側(cè)結(jié)構(gòu)保持為整體式結(jié)構(gòu)，并在其管壁外表面設(shè)置有薄片熱電阻，這樣以來通過金屬試管內(nèi)設(shè)置的電加熱元件(例如可調(diào)壓的電加熱元件)、進(jìn)水溫探頭、出水溫探頭、流量調(diào)節(jié)閥和流量傳感器，與上微機(jī)和下位機(jī)共同構(gòu)成微機(jī)管理監(jiān)測(cè)單元，實(shí)現(xiàn)污垢熱阻、流量、溫度、電壓等數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和處理；另一方面，采用有機(jī)玻璃管內(nèi)設(shè)置金屬試管的技術(shù)方案，再通過電加熱元件對(duì)金屬試管進(jìn)行加熱，以模擬海水冷卻系統(tǒng)中換熱器(凝汽器)傳熱管的壁溫或傳熱強(qiáng)度，所以用于與金屬試管連接的絕緣環(huán)需要選擇具有一定耐熱性能的高分子材料，例如采用四氟乙烯制作的環(huán)狀材料(例如四氟環(huán))；在金屬試管的另一側(cè)通過絕緣環(huán)和電極環(huán)交替相連(例如采用螺紋結(jié)構(gòu))，由于絕緣環(huán)的存在，將各個(gè)電極環(huán)彼此分開以實(shí)現(xiàn)絕緣連接成整體，此外在絕緣環(huán)(四氟環(huán))上安裝固定參比電極(如純鋅)和輔助電極(如鉬金電極)，測(cè)試導(dǎo)線從試管內(nèi)部引出連接腐蝕測(cè)試儀,通過控制試管內(nèi)的電加熱元件的功率，可實(shí)現(xiàn)傳熱條件下金屬腐蝕行為的測(cè)量。例如可選用三個(gè)電極環(huán)，再加上參比電極和輔助電極，共計(jì)可引出五條導(dǎo)線，在進(jìn)行使用時(shí)，可將實(shí)現(xiàn)兩種三電極系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試(1)三個(gè)電極環(huán)中的任意一個(gè)、參比電極和輔助電極組成電化學(xué)三電極系統(tǒng)(不論三個(gè)金屬電極環(huán)是同材質(zhì)或不同材質(zhì))；(2)三個(gè)電極環(huán)組成電化學(xué)三電極系統(tǒng)，分別作為工作電極、參比電極和輔助電極。本技術(shù)腐蝕速率測(cè)量采用弱極化測(cè)試技術(shù)，該技術(shù)避免了由強(qiáng)極化區(qū)測(cè)量塔菲爾斜率導(dǎo)致金屬電極表面狀態(tài)的變化以至反應(yīng)機(jī)制的改變，也有效消除了線性極化電阻測(cè)量估算B值帶來的理論誤差，使測(cè)量更接近真實(shí)值。弱極化測(cè)量對(duì)電極的損傷較小，掃描 速度為lOmv/min，幅度±30mv (相對(duì)EcJ，通過極化曲線，可以模擬得出極化電阻，陰、陽極塔菲爾斜率，腐蝕速率等參數(shù)，對(duì)研究腐蝕機(jī)理十分有益。本技術(shù)污垢熱阻測(cè)量通過控制電加熱元件電壓、冷卻水溫度、流量，連續(xù)監(jiān)測(cè)換熱管壁溫，實(shí)現(xiàn)污垢熱阻的連續(xù)監(jiān)測(cè)。n JyTwp - TwcWbc - Tbf) f式中Rf-瞬時(shí)污垢熱阻，m2 · Κ/ff ；q——電加熱元件功率，W ;A-試管有效傳熱面積，m2;Tff——試管壁溫，V ；Tb——進(jìn)水溫度，V ；下標(biāo)注C和F表示清潔狀態(tài)和結(jié)垢狀態(tài)。本技術(shù)海水冷卻腐蝕熱阻一體化監(jiān)測(cè)裝置，根據(jù)循環(huán)冷卻海水處理工藝和水處理方案，能真實(shí)、靈敏地反映傳熱條件下金屬材料腐蝕、傳熱管結(jié)垢的連續(xù)變化，具有腐蝕、結(jié)垢狀況直觀可視，流速、傳熱負(fù)荷(壁溫)按工藝要求可調(diào)，腐蝕失重測(cè)量、電化學(xué)聯(lián)機(jī)測(cè)試，溫度、流量等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)采集處理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)適用、輕便、靈敏等特點(diǎn)，是一種快速評(píng)價(jià)、篩選水處理藥劑和調(diào)整水處理方案的有效技術(shù)手段，特別適用于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用研究和水處理效果監(jiān)控。附圖說明圖I本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中I腐蝕測(cè)試儀,2上微機(jī)，3下位機(jī)，4流量傳感器，5流量調(diào)節(jié)閥，6進(jìn)水溫探頭，7出水溫探頭，8連接法蘭組件，9薄片熱電阻，10電加熱元件，11石棉，12四氟環(huán)，13.電極環(huán)，14透明有機(jī)玻璃管，15金屬試管，16參比電極(純鋅)，17輔助電極(鉬金絲帶)。圖2為預(yù)膜-常溫正常運(yùn)行時(shí)極化電阻(a)/腐蝕速率(b)隨時(shí)間變化曲線。圖3為預(yù)膜-有熱負(fù)荷時(shí)極化電阻/腐蝕速率隨時(shí)間變化曲線。圖4為添加/不添加海水阻垢劑時(shí)污垢熱阻隨時(shí)間的變化曲線。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本專利技術(shù)的技術(shù)方案。如附圖I所示的本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖，一種海水冷卻腐蝕熱阻一體化監(jiān)測(cè)裝置，包括金屬試管15和設(shè)置在金屬試管外圍的有機(jī)玻璃管14，金屬試管的一側(cè)為整體式結(jié)構(gòu)(圖中左側(cè))，其管壁外表面設(shè)置有薄片熱電阻9，通過連接法蘭組件8與有機(jī)玻璃管相連；金屬試管的另一側(cè)(圖中右側(cè))通過螺紋結(jié)構(gòu)交替連接四個(gè)絕緣環(huán)12 (四氟環(huán))和三 個(gè)電極環(huán)13，通過連接法蘭組件8與有機(jī)玻璃管相連；四氟環(huán)上設(shè)置有參比電極16(例如純鋅)，和輔助電極17 (例如鉬金絲帶)，這樣以來三電極系統(tǒng)共引出五條導(dǎo)線，在進(jìn)行使用時(shí)，可將實(shí)現(xiàn)兩種三電極系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試(I)三個(gè)電極環(huán)中的任意一個(gè)、參比電極和輔助電極組成電化學(xué)三電極系統(tǒng)(不論三個(gè)金屬電極環(huán)是同材質(zhì)或不同材質(zhì))；(2)三個(gè)電極環(huán)組成電化學(xué)三電極系統(tǒng)。金屬試管的左右兩側(cè)分別設(shè)置可調(diào)壓的電加熱元件10，并在管內(nèi)填空隙填實(shí)隔熱保溫石棉11，這樣以來可模擬海水冷卻系統(tǒng)傳熱條件下的工況。連接法蘭組件8設(shè)置有進(jìn)水口和出水口；所述進(jìn)水口和出水口分別設(shè)置有進(jìn)水溫探頭6和出水溫探頭7，用于檢測(cè)進(jìn)口和出口的水溫，在進(jìn)水口處還設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥5和流量傳感器4，用于檢測(cè)和調(diào)節(jié)水的流量。三電極系統(tǒng)的導(dǎo)線、電加熱元件的導(dǎo)線和薄片熱電阻的導(dǎo)線引出到管道之外，并與由上微機(jī)2、下位機(jī)3和腐蝕測(cè)試儀I相連接。如圖I所示，將電加熱元件控制電壓U、冷卻水流速G、冷卻進(jìn)水溫度個(gè)參數(shù)中的兩個(gè)固定，用加熱元件提供熱源，考察第三個(gè)參數(shù)與試管壁溫T之間的變化，結(jié)果見表I。從表I可以看出，恒定冷卻水流速和進(jìn)水溫度，電壓升高壁溫穩(wěn)定升高，精確度可達(dá)到O.rc，因此可以較好地模擬換熱管實(shí)際壁溫和計(jì)算污垢熱阻；恒定電壓和進(jìn)水溫度，提高流速壁溫靈敏下降，而且本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種海水冷卻腐蝕熱阻一體化監(jiān)測(cè)裝置，包括金屬試管和設(shè)置在金屬試管外圍的有機(jī)玻璃管，其特征在于，其中：所述金屬試管的一側(cè)為整體式結(jié)構(gòu)，其管壁外表面設(shè)置有薄片熱電阻，該側(cè)端部通過連接法蘭組件或者夾具將金屬試管與有機(jī)玻璃管相連；所述金屬試管的另一側(cè)通過螺紋結(jié)構(gòu)交替連接絕緣環(huán)和電極環(huán)，該側(cè)邊緣通過連接法蘭組件或者夾具將金屬試管與有機(jī)玻璃管相連；所述金屬試管內(nèi)設(shè)置有電加熱元件和石棉層；所述絕緣環(huán)上分別設(shè)置有參比電極和輔助電極，所述參比電極、輔助電極與電極環(huán)組成電化學(xué)三電極系統(tǒng)；所述連接法蘭組件或者夾具上設(shè)置有進(jìn)水口和出水口；所述進(jìn)水口和出水口分別設(shè)置有進(jìn)水溫探頭和出水溫探頭，用于檢測(cè)進(jìn)口和出口的水溫，在進(jìn)水口處還設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥和流量傳感器，用于檢測(cè)和調(diào)節(jié)水的流量；所述電化學(xué)三電極系統(tǒng)的導(dǎo)線、電加熱元件的導(dǎo)線和薄片熱電阻的導(dǎo)線引出到管道之外，并與由上微機(jī)、下位機(jī)和腐蝕測(cè)試儀相連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種海水冷卻腐蝕熱阻一體化監(jiān)測(cè)裝置，包括金屬試管和設(shè)置在金屬試管外圍的有機(jī)玻璃管，其特征在于，其中 所述金屬試管的一側(cè)為整體式結(jié)構(gòu)，其管壁外表面設(shè)置有薄片熱電阻，該側(cè)端部通過連接法蘭組件或者夾具將金屬試管與有機(jī)玻璃管相連；所述金屬試管的另一側(cè)通過螺紋結(jié)構(gòu)交替連接絕緣環(huán)和電極環(huán)，該側(cè)邊緣通過連接法蘭組件或者夾具將金屬試管與有機(jī)玻璃管相連； 所述金屬試管內(nèi)設(shè)置有電加熱元件和石棉層；所述絕緣環(huán)上分別設(shè)置有參比電極和輔助電極，所述參比電極、輔助電極與電極環(huán)組成電化學(xué)三電極系統(tǒng)； 所述連接法蘭組件或者夾具上設(shè)置有進(jìn)水口和出水口 ；所述進(jìn)水口和出水口分別設(shè)置有進(jìn)水溫探頭和出水溫探頭，用于檢測(cè)進(jìn)口和出口的水溫，在進(jìn)水口處還設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥和流量傳感器，用于檢測(cè)和調(diào)節(jié)水的流量； 所述電化學(xué)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王維珍，侯純揚(yáng)，武杰，劉淑靜，高良富，尹建華，高翔，王靜，高麗麗，張正，侯相鈺，崔振東，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：