申请日2019.07.05
公开(公告)日2019.08.20
IPC分类号G01N17/02
摘要
一种实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置，包括腐蚀介质存放和更新系统、电化学工作站、被测试组件、输液泵、总控制阀和流量计。所述腐蚀介质存放和更新系统由第一储液槽、第二储液槽、第一出液阀、第二出液阀、第一回液阀、第二回液阀、第一取样阀、第二取样阀及用于连接的管件构成;所述被测试组件由矩形环状管及安装在矩形环状管上的至少一套电极组构成;所述电化学工作站的数量与电极组的套数相同，各套电极组中的试样、辅助电极和参比电极分别通过导线与对应的电化学工作站连接。上述装置能实现工业废水排放管不同结构部位的监测，并提高监测精度及在不关闭输液泵的情况下进行工业废水的更换。
权利要求书
1.一种实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置，该装置包括腐蚀介质存放和更新系统、电化学工作站(21)、被测试组件、输液泵(20)、总控制阀(19)、流量计(26)及连接腐蚀介质存放和更新系统的岀液总管(25)和回液总管(12)，输液泵(20)的进液端与连接腐蚀介质存放和更新系统的岀液总管(25)连接，输液泵(20)的出液端通过管件与被测试组件的进液口连接，被测试组件的出液口与连接腐蚀介质存放和更新系统的回液总管(12)连接，总控制阀(19)和流量计(22)安装在连接输液泵岀液端与被测试组件进液口的管件上，其特征在于：
所述腐蚀介质存放和更新系统由第一储液槽(23)、第二储液槽(24)、第一出液阀(13)、第二出液阀(14)、第一回液阀(15)、第二回液阀(16)、第一取样阀(17)、第二取样阀(18)及用于连接的管件构成;第一储液槽(23)和第二储液槽(24)均设置有出液口、进液口和取样口，第一出液阀(13)、第二出液阀(14)分别安装在与第一储液槽(23)出液口、第二储液槽(24)出液口连接的管件上，第一回液阀(15)、第二回液阀(16)分别安装在与第一储液槽(23)进液口、第二储液槽(24)进液口连接的管件上，第一取样阀(17)、第二取样阀(18)分别安装在与第一储液槽(23)取样口、第二储液槽(24)取样口连接的管件上，与第一储液槽(23)出液口连接的管件及与第二储液槽(24)出液口连接的管件均与所述出液总管(25)连接，与第一储液槽(23)进液口连接的管件及与第二储液槽(24)进液口连接的管件均与所述回液总管(12)连接;
所述被测试组件由矩形环状管及安装在矩形环状管上的至少一套电极组构成，矩形环状管由上边管(4)、下边管(5)、左边管(10)、右边管(11)及四个形成转角的L形弯管(6)组合而成，右边管(11)和左边管(10)长度小于上边管(4)和下边管(5)长度，且右边管(11)、左边管(10)上分别设置有进液口(9)和出液口(8);电极组由试样(1)、辅助电极(2)和参比电极(3)组成，试样(1)和辅助电极(2)的安装是使其底面与安装处管的内壁在同一弧面，参比电极(3)的安装是使其下端位于管的内孔中;
所述电化学工作站(21)的数量与电极组的套数相同，各套电极组中的试样(1)、辅助电极(2)和参比电极(3)分别通过导线与对应的电化学工作站(21)连接。
2.根据权利要求1所述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置，其特征在于所述矩形环状管的右边管(11)和左边管(10)为等内径管，矩形环状管的上边管(4)为变内径管、下边管(5)为等内径管，或者矩形环状管的上边管(4)为等内径管、下边管(5)为变内径管;
所述电极组不超过三套，当电极组为一套时，电极组安装在矩形环状管的L形弯管(6)上，或安装在矩形环状管的上边管(4)上，或安装在矩形环状管的下边管(5)上;当电极组为两套时，两套电极组分别安装在矩形环状管的L形弯管(6)上和上边管(4)上，或分别安装在矩形环状管的L形弯管(6)上和下边管(5)上;当电极组为三套时，三套电极组分别安装在矩形环状管的L形弯管(6)上、上边管(4)上和下边管(5)上。
3.根据权利要求2所述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置，其特征在于当电极组安装在L形弯管(6)上时，试样(1)位于L形弯管的外转角顶点处，参比电极(3)位于L形弯管的内转角顶点处，辅助电极(2)位于L形弯管与上边管(4)或下边管(5)衔接的部段且与试样(1)在同一侧管壁;
当电极组安装在上边管(4)上或下边管(5)上时，试样(1)和辅助电极(2)在同一侧管壁，参比电极(3)在与试样(1)和辅助电极(2)呈轴对称的管壁，且参比电极(3)与试样(1)的中心线过同一直线;
所述试样(1)与辅助电极(2)之间的间距(b)为5.0mm～20.0mm，所述参比电极(3)下端端部与试样(1)底面之间的间距(a)为2mm～5mm。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置，其特征在于矩形环状管中安装有电极组的L形弯管(6)或/和上边管(4)或/和下边管(5)用聚四氟乙烯制作，未安装有电极组的左边管(10)、右边管(11)及L形弯管(6)、上边管(4)、下边管(5)用有机玻璃制作。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置，其特征在于第一出液阀(13)、第二出液阀(14)、第一回液阀(15)和第二回液阀(16)为电磁阀，第一取样阀(17)和第二取样阀(18)为手动阀。
6.根据权利要求4中任一权利要求所述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置，其特征在于第一出液阀(13)、第二出液阀(14)、第一回液阀(15)和第二回液阀(16)为电磁阀，第一取样阀(17)和第二取样阀(18)为手动阀。
7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置，其特征在于矩形环状管的内径及岀液总管(25)、回液总管(12)、连接输液泵岀液端与被测试组件进液口的管件、与第一储液槽(23)出液口连接的管件及与第二储液槽(24)出液口连接的管件，与第一储液槽(23)进液口连接的管件及与第二储液槽(24)进液口连接的管件的内径尺寸应满足通过管内的工业废水流速在0.1～2.2m/s时，雷诺数在4～100之间。
8.根据权利要求4所述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置，其特征在于矩形环状管的内径及岀液总管(25)、回液总管(12)、连接输液泵岀液端与被测试组件进液口的管件、与第一储液槽(23)出液口连接的管件及与第二储液槽(24)出液口连接的管件，与第一储液槽(23)进液口连接的管件及与第二储液槽(24)进液口连接的管件的内径尺寸应满足通过管内的工业废水流速在0.1～2.2m/s时，雷诺数在4～100之间。
9.根据权利要求5所述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置，其特征在于矩形环状管的内径及岀液总管(25)、回液总管(12)、连接输液泵岀液端与被测试组件进液口的管件、与第一储液槽(23)出液口连接的管件及与第二储液槽(24)出液口连接的管件，与第一储液槽(23)进液口连接的管件及与第二储液槽(24)进液口连接的管件的内径尺寸应满足通过管内的工业废水流速在0.1～2.2m/s时，雷诺数在4～100之间。
10.根据权利要求6所述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置，其特征在于矩形环状管的内径及岀液总管(25)、回液总管(12)、连接输液泵岀液端与被测试组件进液口的管件、与第一储液槽(23)出液口连接的管件及与第二储液槽(24)出液口连接的管件，与第一储液槽(23)进液口连接的管件及与第二储液槽(24)进液口连接的管件的内径尺寸应满足通过管内的工业废水流速在0.1～2.2m/s时，雷诺数在4～100之间。
说明书
一种实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置
技术领域
本发明属于化工设备腐蚀和腐蚀动态进程监测领域，涉及一种实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置。
背景技术
在化工生产过程中产生大量的高浓度含盐工业废水，这些含盐工业废水对管道的腐蚀十分严重，若不及时发现，会引发重大的安全事故并造成严重的经济损失，因此对管道腐蚀的实时监测十分必要。
关于工业废水对管道腐蚀的实时监测，离不开装置，但现有技术中公开的内容不多。CN 201510024664.6公开了一种流动腐蚀介质中金属腐蚀行为的监测系统，该监测系统由腐蚀介质更新系统、循环管道系统、电化学测试系统和失重实验装置组成。使用该监测系统虽然能对流动腐蚀介质中金属材料的腐蚀情况进行监测，但存在以下问题：(1)由于电化学测试管件为一带三电极测试装置的玻璃直管，因而只能监测工业废水排放管的直管处的腐蚀状况，不能监测工业废水排放管转角处或管径变化处的腐蚀状况;(2)由于工作电极伸入玻璃直管内一端顶部嵌有预制研究金属材料试片，参比电极为斜插入玻璃直管的一只饱和甘汞电极，其顶端与工作电极下端相对，因而难以避免腐蚀介质流型变化对监测结果造成的影响，会降低监测精度;(3)由于腐蚀介质更新系统中只设置了一个储备水箱，通过在循环管道系统设置排水口进行排液，因而在更换腐蚀介质时需关闭循环泵。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置，以便能实现工业废水排放管不同结构部位的监测，并提高监测精度及在不关闭输液泵的情况下进行工业废水的更换。
本发明所述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置，包括腐蚀介质存放和更新系统、电化学工作站、被测试组件、输液泵、总控制阀、流量计及连接腐蚀介质存放和更新系统的岀液总管和回液总管，输液泵的进液端与连接腐蚀介质存放和更新系统的岀液总管连接，输液泵的出液端通过管件与被测试组件的进液口连接，被测试组件的出液口与连接腐蚀介质存放和更新系统的回液总管连接，总控制阀和流量计安装在连接输液泵岀液端与被测试组件进液口的管件上;
所述腐蚀介质存放和更新系统由第一储液槽、第二储液槽、第一出液阀、第二出液阀、第一回液阀、第二回液阀、第一取样阀、第二取样阀及用于连接的管件构成;第一储液槽和第二储液槽均设置有出液口、进液口和取样口，第一出液阀、第二出液阀分别安装在与第一储液槽出液口、第二储液槽出液口连接的管件上，第一回液阀、第二回液阀分别安装在与第一储液槽进液口、第二储液槽进液口连接的管件上，第一取样阀、第二取样阀分别安装在与第一储液槽取样口、第二储液槽取样口连接的管件上，与第一储液槽出液口连接的管件及与第二储液槽出液口连接的管件均与所述出液总管连接，与第一储液槽进液口连接的管件及与第二储液槽进液口连接的管件均与所述回液总管连接;
所述被测试组件由矩形环状管及安装在矩形环状管上的至少一套电极组构成，矩形环状管由上边管、下边管、左边管、右边管及四个形成转角的L形弯管组合而成，右边管和左边管长度小于上边管和下边管长度，且右边管、左边管上分别设置有进液口和出液口;电极组由试样、辅助电极和参比电极组成，试样和辅助电极的安装是使其底面与安装处管的内壁在同一弧面，参比电极的安装是使其下端位于管的内孔中;
所述电化学工作站的数量与电极组的套数相同，各套电极组中的试样、辅助电极和参比电极分别通过导线与对应的电化学工作站连接。
上述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置中，所述矩形环状管的右边管和左边管为等内径管，矩形环状管的上边管为变内径管、下边管为等内径管，或者矩形环状管的上边管为等内径管、下边管为变内径管，等内径管是指整根管的内径相同，变内径管是指管的内径至少为两种不同的尺寸;所述电极组不超过三套，当电极组为一套时，电极组安装在矩形环状管的L形弯管上，或安装在矩形环状管的上边管上，或安装在矩形环状管的下边管上;当电极组为两套时，两套电极组分别安装在矩形环状管的L形弯管上和上边管上，或分别安装在矩形环状管的L形弯管上和下边管上;当电极组为三套时，三套电极组分别安装在矩形环状管的L形弯管上、上边管上和下边管上。
上述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置中，当电极组安装在L形弯管上时，试样位于L形弯管的外转角顶点处，参比电极位于L形弯管的内转角顶点处，辅助电极位于L形弯管与上边管或下边管衔接的部段且与试样在同一侧管壁;当电极组安装在上边管上或下边管上时，试样和辅助电极在同一侧管壁，参比电极在与试样和辅助电极呈轴对称的管壁，且参比电极与试样的中心线过同一直线;所述试样与辅助电极之间的间距b为5.0mm～20.0mm，所述参比电极下端端部与试样底面之间的间距a为2mm～5mm。
上述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置中，矩形环状管中安装有电极组的L形弯管或/和上边管或/和下边管用聚四氟乙烯制作，未安装有电极组的左边管、右边管及L形弯管、上边管、下边管用有机玻璃制作。
上述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置中，第一出液阀、第二出液阀、第一回液阀和第二回液阀为电磁阀，第一取样阀和第二取样阀为手动阀。
上述实时监测工业废水排放管动态腐蚀的装置中，矩形环状管的内径及岀液总管、回液总管、连接输液泵岀液端与被测试组件进液口的管件、与第一储液槽出液口连接的管件及与第二储液槽出液口连接的管件，与第一储液槽进液口连接的管件及与第二储液槽进液口连接的管件的内径尺寸应满足通过管内的工业废水流速在0.1～2.2m/s时，雷诺数在4～100之间。
本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明所述装置中被测试组件由矩形环状管及安装在矩形环状管上的至少一套电极组构成，且矩形环状管的上边管为变内径管、下边管为等内径管，或者矩形环状管的上边管为等内径管、下边管为变内径管，因而能监测不同结构的工业废水排放管的腐蚀状况。
2、由于电极组由试样、辅助电极和参比电极组成，试样和辅助电极的安装是使其底面与安装处管的内壁在同一弧面，因而可避免工业废水流型对测试结果造成影响，有利于提高监测精度。
3、由于本发明所述装置中管件的内径尺寸应满足通过管内的工业废水流速在0.1～2.2m/s时，雷诺数在4～100之间，因而在低雷诺数下的工业废水对电极组电流和电压的形成影响很小，有利于进一步提高监测精度。
4、由于矩形环状管中安装有电极组的L形弯管或/和上边管或/和下边管用聚四氟乙烯制作，未安装有电极组的左边管、右边管及L形弯管、上边管、下边管用有机玻璃制作，因而监测时既能使电极组形成的电流和电压信号更稳定，又便于观察管内的情况。
5、腐蚀介质存放和更新系统的结构及与输液泵、控制总阀、被测试组件连接形成的回路，可在不关闭输液泵的情况下进行工业废水的更换，且能在取样和换样时保持管内充满液体以减小气泡的影响。
