[發明專利]一種模擬和實時測試熱障涂層氣體腐蝕失效的試驗裝置

無效

• 申請號: 201310009180.5
• 申請日: 2013-01-10
• 公開（公告）號: CN103091239A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 楊麗;周長春;周益春;蔡燦英
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

1.一種模擬和實時測試熱障涂層氣體腐蝕失效的試驗裝置，其特征在于，該試驗裝置包括試驗測試平臺、腐蝕氣體加載系統、控制系統、無損檢測系統、實驗控制臺。

所述試驗測試平臺包括加熱噴槍(1)、試樣夾持裝置(2)、石英室(3)、腐蝕反應密封室(4)、抽流排風機(19)；

腐蝕氣體加載系統包括腐蝕氣體罐(5)、腐蝕氣體混合室(6)、腐蝕通道(7)和腐蝕氣體處理室(8)；

控制系統包括各腐蝕氣罐壓力及流量計(9)，腐蝕室壓力控制器(10)；熱電偶(11)；燃氣壓力控制器(12)；

無損檢測系統包括復阻抗譜測量系統(13)與聲發射檢測系統(14)；

實驗控制臺包括計算機(21)、操作臺(22)、開關(23)、指示燈(24)、顯示器(25)。

所述加熱噴槍(1)的燃氣壓力由燃氣壓力控制器控制(12)，加熱噴槍(1)對腐蝕反應密封室(4)進行加熱；加熱噴槍(1)內有環形冷卻通道，冷卻液可在噴槍冷卻通道和冷卻箱之間循環流動，對加熱噴槍(1)進行冷卻；腐蝕反應密封室(4)外面的石英室(3)有保溫作用，腐蝕反應密封室(4)內溫度從室溫到1000?°C可調，由溫度控制系統控制，在腐蝕反應密封室(4)室壁上開有腐蝕通孔和檢測設備連接孔，可使熱電偶、聲發射波導桿和復阻抗譜測量電極與試樣相連，同時上方有腐蝕氣體出口，用導管與腐蝕氣體處理室(8)連接，導管上有腐蝕室壓力控制器(10)可控制腐蝕室內的壓力，腐蝕反應密封室(4)上的孔和出口有隔熱密封塞；試樣夾持裝置為圓盤形狀，安裝在腐蝕反應密封室(4)內，上面可同時安裝多個不同形狀的樣品；多個熱電偶(11)布置在實驗樣品的各個位置采集實驗時樣品的溫度，輸入到計算機中，計算機根據采集到的溫度來調節燃氣的壓力，對溫度進行控制；無損檢測模塊的復阻抗譜測量系統與聲發射檢測系統放置在測試平臺的下方，能定期檢測試樣腐蝕時涂層阻抗的變化與損傷聲發射信號，獲取高溫腐蝕熱障涂層內部結構變化、TGO生長動態信息，并實現原位檢測熱障涂層高溫腐蝕裂紋的萌生、擴展以及裂紋定位。

2.根據權利要求1所述的一種模擬和實時測試熱障涂層氣體腐蝕失效的試驗裝置，其特征在于，所述加熱噴槍所用燃氣為丙烷(15)和氧氣(16)，燃氣壓力由燃氣控制器控制，以調節火焰溫度對腐蝕反應室進行加熱；噴槍內有環形冷卻通道，冷卻液可在噴槍冷卻通道和冷卻箱之間循環流動，對噴槍進行冷卻。

3.根據權利要求1所述的一種模擬和實時測試熱障涂層氣體腐蝕失效的試驗裝置，其特征在于，所述試樣夾持裝置為圓盤形狀，上面可同時安裝包括平板狀、圓筒狀，圓盤狀和實際渦輪葉片形狀四種不同形狀的樣品。

4.根據權利要求1所述的一種模擬和實時測試熱障涂層氣體腐蝕失效的試驗裝置，其特征在于，所述腐蝕反應密封室由加熱噴槍進行加熱，同時外面石英室有保溫作用，反應室內溫度從室溫到1000?°C可調，由溫度控制系統控制；在反應室室壁上開有腐蝕通孔和檢測設備連接孔，可使熱電偶、聲發射波導桿和復阻抗譜測量電極與試樣相連；同時反應室上方有腐蝕氣體出口，用導管(17)與腐蝕氣體處理室連接，導管上有壓力器可控制腐蝕室內的壓力、反應室上的孔和出口都安有隔熱密封塞(20)。

5.根據權利要求1所述的一種模擬和實時測試熱障涂層氣體腐蝕失效的試驗裝置，其特征在于，所述抽流排風機安裝在裝置的頂端，可以將實驗時石英室中的廢氣排出裝置。

6.根據權利要求1所述的一種模擬和實時測試熱障涂層氣體腐蝕失效的試驗裝置，其特征在于，所述腐蝕氣體混合室在實驗時，腐蝕氣體由各腐蝕氣罐充入其中，通過各腐蝕氣罐壓力及流量計可控制腐蝕氣體的種類和濃度；混合室通過腐蝕通道和腐蝕輸入控制器(18)與反應室相連。

7.根據權利要求1所述的一種模擬和實時測試熱障涂層氣體腐蝕失效的試驗裝置，其特征在于，所述溫度控制系統包括熱電偶和燃氣壓力控制器，熱電偶采集實驗時樣品的溫度，輸入到計算機中，計算機根據采集到的溫度來調節燃氣的壓力，對溫度進行控制。

8.根據權利要求1所述的一種模擬和實時測試熱障涂層氣體腐蝕失效的試驗裝置，其特征在于，所述腐蝕失效的復阻抗譜測量系統與聲發射檢測系統放置在測試平臺的下方，能定期檢測試樣腐蝕時涂層阻抗的變化與損傷聲發射信號，獲取高溫腐蝕熱障涂層內部結構變化、TGO生長動態等信息，并實時檢測熱障涂層高溫腐蝕裂紋的萌生、擴展情況。

9.根據權利要求1所述的一種用于模擬和實時測試熱障涂層氣體腐蝕失效的試驗裝置，其特征在于，所述實驗控制臺包括控制模塊與顯示模塊；控制模塊即控制試驗測試平臺上所有的開關(23)、壓力計、流量計、點火器、實驗參數采集與調節以及實時檢測系統上所有測量軟件的控制與實驗數據的采集；顯示模塊包括顯示試驗測試平臺上所有的實驗參數，實時檢測系統上所有的實驗數據和圖形以及各指示燈(24)。