[发明专利]一种高温高压磨损测试试验机

说明书

本发明公开了一种高温高压磨损测试试验机，可模拟煤化工生产中的锁斗系统的高温、高压、强腐蚀的固液两相工作介质的试验条件，运用实际生产中的锁渣阀作为试验对象，实现模拟实际生产应用的加速磨损试验，评价锁渣阀球芯和阀座的性能，预测锁渣阀的实际使用寿命。该试验机结构简单，采用适用于高温、高压、耐腐蚀的压力传感器、散热片转化头、温度传感器分别测量工作介质的压强和温度，压力传感器和温度传感器的探测头均接触到工作介质，测量数据更准确。由于摩擦磨损现象的产生，直接改变的是摩擦系数，进而反映出摩擦力的改变；通过扭矩传感器测量的扭矩变化反映磨损情况，避免摩擦力测量的不便利性，使测量的数据更准确。

技术领域

本发明涉及高温高压摩擦磨损测试技术，具体地说，涉及一种高温、高压、强腐蚀的渣水混合物摩擦磨损测试试验机。

背景技术

在现代工业中，尤其是煤化工领域，在1350℃、40MPa以上的高温、高压条件下，使水煤浆和氧气进行氧化还原反应，使煤部分变成煤气，煤气经过激冷水浴、洗涤、除尘制成水蒸气饱和的合成气送出，而煤中部分未燃尽的碳和不可燃的灰分在高温下形成熔渣经水冷却和破渣机破碎，通过锁斗定期排入渣池。在锁斗系统中，由于阀门应用于具有高温、高压和强腐蚀等特点的集渣和排渣循环过程，开关频率高，在高压条件下具有严密的密封性。因此，锁渣阀必须具有完善的结构设计、先进的制造工艺和设备、合理的表面处理技术，保证锁渣阀在高强度恶劣的工况环境中有较长的使用寿命。

锁渣阀的性能优化可通过以下途径实现:完善结构的设计、采用先进的制造工艺和设备、采用合理的表面处理技术等。在实际生产中，目前应用最多的是通过采用合理的表面处理技术，使得球芯和阀座的性能有一定程度的提升，进而达到提高使用寿命的目的。为了评价性能的优劣，一方面，通过在实际生产的使用，通过实际使用的效果来评价性能；另一方面，通过试验台进行加速试验，通过一系列的监测手段和评价指标来评价性能。

在文献“金属硬密封球阀表面处理工艺对比及寿命测试”(兰州理工大学，2016年4月，李海涛工程硕士学位论文)文中，提出设计球阀寿命试验，并对球阀进行常温、高温静密封性能试验，这种方法目前已经广泛应用于实际生产中；但这种方法仅适用于密封性的检测，很难有效地反映球阀的性能和使用寿命，不能营造模拟工况条件，其结果不能作为实际锁渣阀使用性能和寿命预测的评价指标。

发明专利CN107036923A中设计的摩擦磨损试验机可用于不同硬质合金材料在不同条件下的摩擦磨损实验，通过改变加载弹簧的伸长量来调节压力的大小，具有调速系统，可在极低速或高速条件下，用来评定金属、涂层、陶瓷等材料的摩擦磨损性能，通过磨盘的离心力来将磨屑甩出，避免二次磨损。该发明采用质量磨损量来评定材料的耐磨性；其劣势在于试验条件为实验室环境，可以实现不同压力和不同温度下的试验条件，但不能实现具有高压流体的试验条件；同时，该发明的试验试样为实验室片状试样，不适用于实际工程生产条件。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种高温高压磨损测试试验机，该测试试验机可模拟煤化工生产中的锁斗系统的高温、高压、强腐蚀的固液两相工作介质的试验条件，运用实际生产中的锁渣阀作为试验对象，实现模拟实际生产应用的加速磨损试验，评价锁渣阀球芯和阀座的性能，预测锁渣阀的实际使用寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括锁渣阀本体、加热装置、排气管路、测温装置、加载装置、增压装置、外循环管路、顶盖、测压装置、密闭容腔、驱动机构和机架，其特征在于:锁渣阀本体和顶盖之间通过法兰连接组成密闭容腔；加载装置位于顶盖上，排气管路和外循环管路位于顶盖上部且分别与顶盖固连；测温装置、测压装置分别位于顶盖上靠近中心部位与顶盖固连；驱动机构与锁渣阀本体相连接；增压装置位于驱动机构上方，并与外循环管路连接；

所述增压装置采用气源为动力，利用纯液体作为增压介质，通过增压泵、增压循环管路、控制阀将高压液体通过高压管路输送至密闭容腔，密闭容腔作为工作介质的反应腔体，实现对工作介质进行加热、增压；