[實用新型]一種曲柄滑塊機構控制的循環氧化實驗裝置

有效

• 申請號: 201520099073.0
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN204694605U
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 楊珍;魯金濤;趙新寶;尹宏飛;黨瑩櫻;谷月峰
• 申請（專利權）人: 中國華能集團公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 周娟

技術領域

本實用新型涉及一種循環氧化實驗裝置，具體涉及一種曲柄滑塊機構控制的循環氧化實驗裝置。

背景技術

在現役超超臨界電站機組中，過/再熱器作為鍋爐的關鍵部件，工作環境極為惡劣，其管內壁長期受到高溫水蒸汽的腐蝕易形成氧化膜。這些氧化膜由于熱膨脹系數小于基體合金的(現多為鐵素體/馬氏體鋼或奧氏體鋼)，在鍋爐變負荷或啟停時，易承受較大的熱應力(通常為壓應力)而發生剝落。大量實踐表明，由氧化膜剝落引發的爆管是600℃超超臨界鍋爐管失效及電站效益降低的主要原因之一。對于目前世界各國正在大力研發的700℃先進超超臨界電站過/再熱器用候選合金，抗氧化性能尤其是氧化膜的抗剝落性能仍將是其關鍵性能指標之一。因而，評估及預測現役過/再熱器用耐熱鋼或700℃級超臨界電站過/再熱器用候選合金的抗高溫氧化性能(尤其是氧化膜的抗剝落性能)是亟需的。

通常，評估耐熱鋼和其它合金的抗高溫氧化性能是通過開展高溫氧化實驗來實現的。高溫氧化實驗是研究金屬或合金在不同溫度、壓力和氣氛等環境條件下的反應動力學和氧化機理的一種手段。其主要目的是解釋氧化膜生長與破壞的機制以及影響影響金屬或合金抗高溫氧化性能的關鍵因素，以期尋求抑制或減少高溫氧化損失的途徑。高溫氧化實驗包括恒溫氧化動力學實驗和循環氧化實驗。恒溫氧化實驗用以測定合金在特定氣氛、溫度下的氧化?速率，主要采用連續稱重的熱重技術。而循環氧化試驗用于評價氧化膜與金屬基體間的黏附性，即氧化膜在溫度循環變化的情況下抗開裂與剝落的性能。目前，循環氧化試驗主要在馬弗爐中進行，樣品在高溫腐蝕性條件下保溫一段時間，隨后取出冷卻，如此反復。該法的缺點是繁瑣，每一個循環周期都需實驗人員參與，費時費力。而現有的熱重分析儀、加熱爐等均不具備自動進行熱-冷循環氧化的功能。為此，迫切需要一套自動控制的、能模擬高溫-低溫氧化交替進行環境的實驗裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種曲柄滑塊機構控制的循環氧化實驗裝置，它能夠自動控制模擬高溫-低溫氧化交替環境進行實驗，節省時間。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：由加熱爐和支架系統組成；支架系統包括曲柄滑塊機構、支架底座以及放置在支架底座上用于放置待測樣品的樣品托盤，支架底座上設有能夠帶動支架底座移動使樣品托盤進入加熱爐內的電動驅動導桿；曲柄滑塊機構由依次鉸接的滑塊、連桿以及曲柄組成，曲柄依次與鋼桿以及加熱爐爐門相連，連桿穿過支架底座與滑塊鉸接，連桿和曲柄的鉸接處通過彈性件連接在機架上。

所述的加熱爐包括不銹鋼外殼以及設在不銹鋼外殼內的爐膛，爐膛內設有加熱元件，爐膛與不銹鋼外殼之間設有保溫層，不銹鋼外殼與支架底座固定連接。

所述的加熱元件采用電阻絲、硅碳棒或硅鉬棒。

所述的保溫層采用耐火磚或陶瓷纖維制成。

所述的支架底座上設有與不銹鋼外殼相連的兩根導向桿，且電動驅動導?桿位于兩根導向桿之間。

所述的支架底座上開設有用于限制連桿在水平方向運動的橢圓形導槽、限制電動驅動導桿在豎直方向運動的第一圓形槽以及能夠將對應導向桿限定在支架底座上的第二圓形槽。

所述的樣品托盤是采用耐火磚砌筑而成的圓柱形托盤，爐膛為圓柱形，且樣品托盤的直徑小于等于爐膛的直徑。

還包括控制加熱爐內部溫度、升溫速率以及保溫時間的溫度控制單元和控制支架底座的升降和加熱爐爐門的開啟與閉合的時間循環控制單元。

所述的溫度控制單元采用電動PID調節控制表，時間循環控制單元采用循環時間控制器。

所述的加熱爐內設有用于檢測加熱爐爐內溫度的熱電偶。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：

本實用新型利用電動驅動導桿使裝有待測樣品的樣品托盤進入和離開加熱爐中，同時通過支架底座、曲柄滑塊機構以及與曲柄滑塊機構相連的彈性件相連使加熱爐爐門自動開合，而且通過設定控制系統，控制加熱爐內的加熱參數以及電動驅動導桿的行程，能夠模擬高溫-低溫氧化交替環境進行實驗，實現合金抗氧化性能測量的自動控制，大大縮短了實驗時間，節約成本，而且特別適用于不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金等在冷-熱循環的腐蝕環境中氧化膜抗剝落性能的測試。另外，本實用新型的支架底座在載有待測樣品的樣品托盤進入加熱爐后還能起到加熱爐爐門的作用，實現了一物多用的功能。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體示意圖；

圖2為本實用新型支架底座的俯視圖；

圖3為本實用新型支架底座的正視圖；