[發明專利]一種模擬高溫腐蝕的試驗裝置

有效

• 申請號: 201711206120.7
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107966398B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 張樹才;李花兵;姜周華;張彬彬;苑勝龍;馮浩;朱紅春;常朋飛;李志興;吳敬璽
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本發明涉及一種模擬高溫腐蝕的試驗裝置，包括高溫腐蝕系統、供氣系統、電控系統和尾氣處理系統，高溫腐蝕系統包括加熱爐和稱重裝置，試樣表面可選擇性地涂覆各類腐蝕性鹽層；供氣系統能夠選擇性地向加熱爐內輸入各類腐蝕性氣體，電控系統包括稱重記錄單元和顯示單元；稱重記錄單元能夠記錄試樣的實時重量并計算試樣的增重量；顯示單元能夠顯示獲得的高溫腐蝕動力學曲線；尾氣處理系統能夠將從加熱爐輸出的腐蝕性氣體進行回收處理。本發明的試驗裝置智能化自動化程度高，能夠實時顯示在模擬腐蝕試驗過程中的腐蝕動力學曲線結果，為系統便捷地研究金屬材料在高溫氣體、高溫鹽及多種腐蝕性介質并存的環境中的高溫腐蝕行為和腐蝕機理提供良好保障。

技術領域

本發明涉及一種腐蝕模擬技術領域，具體涉及一種模擬高溫腐蝕的試驗裝置。

背景技術

隨著人類文明的進步、人口的不斷增長以及人類生活水平、城市化水平和工業水平的不斷提高，產生的生活垃圾、城市垃圾和工業垃圾等各種垃圾也與日俱增，而針對這些垃圾的處理問題也日益嚴峻。垃圾焚燒處理是實現固態垃圾無害化、減量化和資源化的一種有效手段，具有良好的社會效益和經濟效益，越來越受到人們的重視。但是，焚燒垃圾時會產生HCl、Cl₂、SO₂、CO等腐蝕性氣體和NaCl、KCl、Na₂SO₄、K₂SO₄等金屬沉積鹽，對焚燒設備過熱器和水冷壁等部位造成嚴重的高溫腐蝕，導致管壁減薄、爆管等，大大降低了設備的使用壽命。與此同時，隨著能源、動力、石油化工等工業的發展和現代科學的不斷進步，生產工藝向著高溫化、大型化發展，這都使得設備材料的高溫腐蝕問題愈加突出。在這些工業生產或者實驗研究中，經常會涉及到高溫氧化、高溫氯化以及其他高溫腐蝕性氣體和/或高溫腐蝕性鹽的研究或使用，而這些物質會對工業生產設備或者實驗設備造成嚴重的腐蝕，進而影響設備的使用壽命。因此，充分了解金屬材料在這些腐蝕性介質中的高溫腐蝕行為和腐蝕機理對垃圾焚燒設備、工業生產設備或者實驗設備等各種設備的選材及防護十分重要。

在實驗室中利用模擬裝置研究金屬材料在特定環境中的高溫腐蝕行為，是明晰其高溫腐蝕動力學，揭示其高溫腐蝕機理行之有效的方法，這種模擬方法一直備受關注。該方法最初的形式是不連續稱重法：即將一定質量和尺寸的試樣置于加熱裝置中，在特定溫度和腐蝕性環境中保持一段時間后冷卻、取出，稱量試樣腐蝕前后的重量變化，輔以X射線衍射儀(XRD)和掃描電鏡(SEM)等分析手段來研究材料的高溫腐蝕行為。由于不連續稱重法需要多個試樣才能獲得一組動力學數據，費時費力，因此，連續稱重法逐漸得到發展，即采用連續自動記錄天平來實時監測試樣的重量變化，只需一個試樣就能完成全部腐蝕動力學研究。在測量方法得到發展的同時，腐蝕環境的氣氛也由單一特定氣氛逐步向多種復雜氣氛發展。

然而，現有的這種連續稱重模擬裝置僅限于材料的高溫氣體腐蝕研究，目前還沒有發現能夠模擬高溫氣體腐蝕和高溫鹽腐蝕并存的連續測量試驗裝置。同時，現有的連續稱重模擬試驗裝置智能化自動化程度低，無法實時顯示在模擬腐蝕試驗過程中的腐蝕動力學曲線結果，不能快速直觀地了解金屬材料的高溫腐蝕行為，進而無法系統便捷地研究金屬材料在高溫氣體、高溫鹽及多種腐蝕性介質并存的環境中的高溫腐蝕行為和腐蝕機理，不能及時為設備的選材、腐蝕防護等提供參考。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種模擬高溫腐蝕的試驗裝置，該試驗裝置智能化自動化程度高，能夠實時顯示在模擬腐蝕試驗過程中的腐蝕動力學曲線結果，能夠快速直觀地了解金屬材料的高溫腐蝕行為，進而為系統便捷地研究金屬材料在高溫氣體、高溫鹽及多種腐蝕性介質并存的環境中的高溫腐蝕行為和腐蝕機理提供保障，及時為設備的選材、腐蝕防護等提供依據。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：