[發明專利]一種金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置

無效

• 申請號: 201110421972.4
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102539309A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 王偉;王志武;鐘萬里;宋濤
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院;武漢大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本發明涉及高溫水蒸汽氧化裝置，尤其涉及一種結構簡單的實驗室用的金屬材料高溫水蒸汽氧化裝置。

背景技術

鍋爐管道用鋼等金屬材料長期在高溫水蒸汽環境下工作必然會受到氧化的侵蝕，要分析氧化膜的結構和變化過程，最好的方法是隨時取實際運行過程中的試樣進行分析，但是鍋爐的運行是不可能隨時停止的，因此要研究氧化膜的形成機理和形成過程就需要進行模擬實驗來完成，而如何分析氧化機理和模擬實際氧化過程也是一項重大的實驗室工作，為了讓實驗更加接近實際情況，高溫水蒸汽氧化裝置就成為了一種需要，現在公布的水蒸汽氧化裝置很少，在這些裝置中有的裝置結構過于復雜導致成本過高，例如申請號為200910017551.8的發明專利：金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置，有幾級結構，裝置相當復雜，這必然會提高成本；有的則由于裝置設計的問題導致準確度不高，例如常用的塔式氧化爐，裝置精密度不能達到實驗要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單、實驗數據又能夠得到保證的高溫水蒸汽氧化實驗裝置。

為達上述目的，本發明采取如下方案：

一種金屬材料高溫水蒸汽氧化裝置，其特征是：包括外殼、帶有爐內溫度傳感器的溫度控制裝置、帶有控制閥門的給水裝置、以及設在外殼內的水蒸汽發生裝置和帶有頂蓋的高溫水蒸汽氧化爐，所述的給水裝置與水蒸汽發生裝置有水管連通，所述的水蒸汽發生裝置和高溫水蒸汽氧化爐之間有蒸汽通道連通，所述的爐內溫度傳感器與溫度控制裝置有控制線電連接，所述的溫度控制裝置通過電阻絲控制電路控制高溫水蒸汽氧化爐內的加熱電阻絲溫度，所述的頂蓋上開有水蒸汽出口和爐內溫度傳感器插孔、固定有試樣掛鉤，所述的水蒸汽發生裝置和高溫水蒸汽氧化爐均被保溫材料包裹，高溫水蒸汽氧化爐的上方留有頂蓋槽，所述的連接于頂蓋的試樣掛鉤及水蒸汽出口、爐內溫度傳感器也由保溫材料包裹于頂蓋內。

所述的蒸汽通道為：處于下方的水蒸汽發生裝置通過一個小孔連通高溫水蒸汽氧化爐底部。

所述的頂蓋上開有的水蒸汽出口為：貫穿頂蓋上下的一空心高溫陶瓷管，這樣可防止頂蓋自身被氧化侵蝕；所述的試樣掛鉤附著在空心水蒸汽出口管側壁，試樣通過耐熱金屬絲懸掛于掛鉤上。

所述的頂蓋高于頂蓋槽，兩者能夠良好密封。

所述的氧化爐內壁采用耐高溫氧化材料如T91鋼、HR3C鋼、鎳基合金材料等，保溫材料可以選用石棉等材料。高溫水蒸汽氧化爐設計容量為5~10升，水蒸汽發生裝置設計容量為0.5~1升。

工作時，先將試樣通過耐熱金屬絲懸掛于試樣掛鉤上，將頂蓋蓋在頂蓋槽內，密封好，然后將溫度傳感器通過頂蓋上的專門通道伸入爐內，隨后設定爐內溫度。打開給水裝置的水流控制閥門，閉合氧化爐和水蒸汽發生裝置的電阻絲電路，給水裝置中的水通過水流控制閥門進入水蒸汽發生裝置變成水蒸汽上升到高溫水蒸汽氧化爐與試樣發生氧化反應，最后通過水蒸汽出口流失。保溫進行相應時間的實驗之后斷開電阻絲電路，關閉給水裝置水流閥門，待整體冷卻之后取出溫度傳感器，提起頂蓋取下試樣即可。本裝置結構簡單，主要氧化工作只有一級，另外由于高溫氧化爐內的高溫水蒸汽是來自于水蒸汽發生器中的水蒸汽，比直接向高溫氧化爐中加水所得到的蒸汽要穩定，水蒸汽的產生也更加容易，所得到的實驗數據也更加可靠。

本發明具有以下優點和積極效果：

（1）可以實現實驗室用的金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗；

（2）結構簡單，生產容易，成本低廉。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案做進一步說明。

圖1為本發明實施例的示意簡圖，

圖2為本發明實施例的剖視簡圖，

圖3為本發明實施例的陶瓷管水蒸汽出口和試樣掛鉤剖視圖。

圖中：1——外殼，??2——電阻絲控制電路，??3——溫度控制裝置，??4——爐內溫度傳輸電路，??5——頂蓋，??6——給水裝置，??7——水流傳輸管，??8——水流控制閥門，??9——水蒸汽發生裝置，??10-——氧化爐壁，??11——爐內溫度傳感器，??12——試樣掛鉤及水蒸汽出口，??13——加熱電阻絲，??14——水蒸汽氧化爐，??15——頂蓋槽，??16——保溫材料，??17——水蒸汽出口，??18——試樣掛鉤。

具體實施方式