一,、核心目的

二,、基本組成與工作流程

1. 介質(zhì)準(zhǔn)備與循環(huán)：模擬流體沖刷環(huán)境

• 介質(zhì)配置：根據(jù)研究需求,，配置實(shí)驗(yàn)介質(zhì)（如清水、鹽水,、含沙水,、工業(yè)廢液、油氣田流體等）,，可添加固體顆粒（如石英砂,、金屬磨粒）模擬含顆粒流體，或調(diào)整介質(zhì) pH 值,、離子濃度（如 Cl?,、S2?）模擬腐蝕環(huán)境。

• 流體循環(huán)：通過動(dòng)力裝置（如離心泵,、柱塞泵）驅(qū)動(dòng)介質(zhì)在閉合回路中循環(huán),，使介質(zhì)以一定流速流過測(cè)試樣品表面?；芈吩O(shè)計(jì)通常包含直管段,、彎管、節(jié)流件等結(jié)構(gòu),，模擬實(shí)際設(shè)備中易發(fā)生沖刷腐蝕的 “高湍流區(qū)”（如管道彎頭,、泵葉輪入口），樣品多安裝在這些關(guān)鍵位置,。

2. 參數(shù)控制：精準(zhǔn)調(diào)控沖刷與腐蝕條件

• 流速與流場(chǎng)：通過流量計(jì) + 閥門調(diào)節(jié)介質(zhì)流速（范圍通常為 0.1~30 m/s）,，結(jié)合導(dǎo)流板,、攪拌器或文丘里管控制流場(chǎng)狀態(tài)（層流、湍流,、渦流）,，其中湍流的剪切力和顆粒撞擊力是沖刷的主要機(jī)械驅(qū)動(dòng)力。

• 溫度：通過加熱套,、恒溫槽或冷卻裝置控制介質(zhì)溫度（常溫至 300℃以上,，依需求而定），溫度升高通常會(huì)加速腐蝕反應(yīng)速率,。

• 壓力：若模擬高壓環(huán)境（如深海,、油氣井），可通過壓力釜或加壓泵控制系統(tǒng)壓力（常壓至數(shù)十兆帕）,。

• 固體顆粒參數(shù)：通過顆粒加料器控制介質(zhì)中固體顆粒的濃度（0~50%）,、尺寸（微米至毫米級(jí)）和硬度,，顆粒的撞擊會(huì)顯著增強(qiáng)機(jī)械沖刷作用。

• 介質(zhì)腐蝕性：通過 pH 計(jì),、離子分析儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)介質(zhì)的酸堿度,、腐蝕性離子濃度（如 Cl?、H?S）,，并通過試劑添加系統(tǒng)（如酸 / 堿滴定,、緩蝕劑注入）動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

3. 樣品測(cè)試：材料與介質(zhì)的交互作用

• 樣品安裝：測(cè)試材料（如金屬,、合金,、涂層等）加工為標(biāo)準(zhǔn)試樣（通常為片狀、圓柱狀或與實(shí)際零件同形狀）,，固定在樣品架上,，使其表面與流動(dòng)介質(zhì)直接接觸（可設(shè)計(jì)為 “正面迎流”“側(cè)面沖刷” 等角度，模擬不同沖擊方向）,。

• 沖刷腐蝕協(xié)同作用：樣品表面同時(shí)受到兩種作用：

• 機(jī)械沖刷：流體的剪切力（尤其湍流時(shí)）或固體顆粒的撞擊,，會(huì)剝離材料表面的氧化膜 / 腐蝕產(chǎn)物，暴露新鮮表面,；

• 腐蝕作用：裸露的新鮮表面與介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕（如金屬的陽(yáng)極溶解）或化學(xué)腐蝕（如金屬與酸的反應(yīng)）,，形成新的腐蝕產(chǎn)物；
  兩種作用循環(huán)往復(fù)（沖刷破壞保護(hù)膜→腐蝕加速→新產(chǎn)物形成→再次被沖刷）,，最終導(dǎo)致材料表面持續(xù)損傷,。

4. 監(jiān)測(cè)與分析：量化腐蝕損傷與機(jī)制

• 失重法：實(shí)驗(yàn)前后精確稱量樣品質(zhì)量（去除腐蝕產(chǎn)物后）,，計(jì)算單位面積的質(zhì)量損失，換算為腐蝕速率（如 mm/a 或 g/(m2?h)）,，是最基礎(chǔ)的定量方法,。

• 電化學(xué)監(jiān)測(cè)：通過電極（如工作電極 - 樣品、參比電極,、輔助電極）組成電化學(xué)回路,，實(shí)時(shí)測(cè)量腐蝕電流、極化電阻,、阻抗譜等,，反映電化學(xué)腐蝕速率的動(dòng)態(tài)變化。

• 表面分析：實(shí)驗(yàn)后通過掃描電鏡（SEM）觀察樣品表面的沖刷痕跡（如犁溝,、凹坑）和腐蝕形貌,，結(jié)合能譜儀（EDS）分析腐蝕產(chǎn)物成分，判斷沖刷與腐蝕的協(xié)同機(jī)制（如 “機(jī)械主導(dǎo)” 或 “腐蝕主導(dǎo)”）,。

• 厚度監(jiān)測(cè)：通過超聲波測(cè)厚儀或激光測(cè)厚儀,，測(cè)量樣品腐蝕前后的厚度變化,，輔助計(jì)算腐蝕速率。