一種沖刷腐蝕和氣體腐蝕耦合的高溫腐蝕試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鍋爐安全診斷和材料腐蝕控制領域，涉及一種測定沖蝕和腐蝕耦合的高溫腐蝕特性的試驗裝置。
【背景技術】
[0002]隨著鍋爐容量和參數的提高，燃煤電站鍋爐水冷壁管外高溫腐蝕現象普遍存在，特別是在煤質多變，爐內熱負荷及管壁溫度等熱力參數分布不均勻，高硫煤和燃燒氣氛難以控制的情況下，出現水冷壁高溫腐蝕現象更為突出，已成為燃煤電站鍋爐急需解決的關節(jié)技術。
[0003]對于高溫腐蝕的機理，國內外已有大量試驗研究，但是目前的試驗裝置主要集中在氣體介質高溫腐蝕的測定，但實際燃煤電站鍋爐中存在大量的顆粒，這些顆粒同時對材料造成沖蝕，從而破壞了腐蝕膜，導致高溫腐蝕加劇，因此導致試驗室的氣體高溫腐蝕速率并不能完全反應實際鍋爐的腐蝕速率。因此發(fā)明一種可控條件下測試沖蝕和腐蝕耦合的高溫腐蝕的試驗裝置是有意義的。
[0004]CN201220728566提出了一種灰化腐蝕試驗裝置，能夠在實驗室條件下安全的模擬流動氣氛下的煤灰對金屬部件的腐蝕實驗，為評價和研發(fā)耐灰化腐蝕材料提供測試手段。與本專利不同的是:該專利著重于流動氣體和靜態(tài)灰分的腐蝕，而不涉及顆粒的沖刷。
[0005]專利CN102539272A提出了多相介質高溫腐蝕速率實驗裝置及表征方法，按實驗要求進行試樣的氣相或氣-液兩相高溫腐蝕試驗，能從宏觀和微觀兩個方面真實反映腐蝕性因子對試樣的高溫腐蝕速率和腐蝕程度。與本專利不同的是:該專利著重氣相或氣-液兩相高溫腐蝕，也沒有考慮顆粒沖刷的影響。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種在可控氣體成分、沖刷粒徑、沖刷速度、沖刷角度、氣體溫度、試件溫度下，測試沖蝕和腐蝕耦合的高溫腐蝕性能的試驗裝置。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種沖刷腐蝕和氣體腐蝕耦合的高溫腐蝕試驗裝置，它包括腐蝕介質配置系統(tǒng)、反應系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)；所述腐蝕介質配置系統(tǒng)包括依次連接的氣瓶、質量流量計和混合器，混合器出氣端一路直接連接反應器，一路經噴射管連接反應器，混合器與噴射管之間設有給粉機；所述反應系統(tǒng)包括反應器及管式爐，噴射管伸入反應器內的出口處設有試件夾持裝置，管式爐上設有爐溫控制器，試件夾持裝置處設有試件溫度控制器，反應器內還設有冷卻管，試件夾持裝置與冷卻管鉸接，冷卻管上設有冷卻介質閥門，冷卻介質閥門與試件溫度控制器連接；所述尾氣處理系統(tǒng)包括依次連接的過濾裝置、煙氣分析儀和尾氣吸收裝置，過濾裝置與反應器相連。
[0008]混合器與給粉機之間設置流量計。
[0009]給粉機與噴射管之間的管道上設有閥門。
[0010]氣瓶中氣體為H2S、SO2, CO、02或 N 2。
[0011]所述試件夾持裝置包括L型夾具，L型夾具一端通過螺栓固定固定夾片，L型夾具與固定夾片一起形成U型試件夾持裝置。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明試件夾持裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0015]如圖1所示，一種沖刷腐蝕和氣體腐蝕耦合的高溫腐蝕試驗裝置，它包括腐蝕介質配置系統(tǒng)、反應系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)；所述腐蝕介質配置系統(tǒng)包括依次連接的氣瓶1、質量流量計2和混合器3，氣瓶I中氣體為H2S、SO2, CO、02或N 2，混合器3出氣端一路直接連接反應器7，一路經噴射管6連接反應器7，混合器3與噴射管6之間設有給粉機5，給粉機5與噴射管6之間的管道上可設有閥門19，混合器3與給粉機5之間設置流量計4 ;所述反應系統(tǒng)包括反應器7及管式爐8，噴射管6伸入反應器7內的出口處設有試件夾持裝置，管式爐8上設有爐溫控制器9，試件夾持裝置處設有試件溫度控制器12，反應器7內還設有冷卻管11，試件夾持裝置與冷卻管11鉸接，冷卻管11上設有冷卻介質閥門13，冷卻介質閥門13與試件溫度控制器12連接；如圖2所示，所述試件夾持裝置包括L型夾具10，L型夾具10 一端通過螺栓18固定固定夾片17，L型夾具與固定夾片17 —起形成U型試件夾持裝置；所述尾氣處理系統(tǒng)包括依次連接的過濾裝置14、煙氣分析儀15和尾氣吸收裝置16，過濾裝置14與反應器7相連。
[0016]腐蝕介質配置系統(tǒng)所述的腐蝕介質可以同時包括氣體和固體，氣體為一定濃度的H2S, SO2, CO、02、N2等組成的混合氣體，固體以一定粒徑的煤粉或煤灰等顆粒物，通過改變進入噴射管的氣體流量，可以調節(jié)沖刷速度。
[0017]氣瓶I的氣體流量由質量流量計2控制，然后用混合器3充分混合，配置一定成分的氣體，配置好的氣體由流量計4控制分為兩部分，一部分攜帶給粉機5提供的固體顆粒，經過噴射管6進入反應器7并沖蝕試件表面，另一部分直接進入反應器7 ;反應系統(tǒng)包括反應器7及管式爐8，管式爐8用于反應器7加熱，管式爐8上設有爐溫控制器9，爐溫控制器9測量管式爐8內溫度并控制管式爐(8)功率，試件夾持裝置處設有試件溫度控制器12，試件溫度控制器12測量試件溫度，并控制閥門13開度，從而改變進入冷卻管11的冷卻介質流量，反應器內溫度和試件表面溫度可以分開控制，形成溫度梯度。
[0018]試件夾持裝置包括L型夾具10，L型夾具10連接在冷卻管11上并可繞冷卻管11轉動，可以改變沖刷角度。試件夾持在L型夾具10內，并可繞冷卻管轉動，同時受到高溫氣體的腐蝕和高速顆粒的沖蝕，加熱反應系統(tǒng)排出的尾氣由尾氣處理系統(tǒng)處理。
[0019]尾氣處理系統(tǒng)包括過濾裝置14、煙氣分析儀15和尾氣吸收裝置16，反應器7出來的尾氣經過過濾裝置14過濾后，進入煙氣分析儀15分析氣體成分，然后經過尾氣吸收裝置16后排空。可以實時監(jiān)測反應后氣體成分變化情況，過濾裝置過濾下的固體可以進一步分析沖蝕腐蝕的固態(tài)產物組成。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點:①腐蝕介質包括氣體和固體，同時考慮固體沖刷和氣體腐蝕?’②試驗裝置可以實現氣體成分、沖刷粒徑、沖刷速度、沖刷角度、氣體溫度、試件溫度的控制。
【主權項】
1.一種沖刷腐蝕和氣體腐蝕耦合的高溫腐蝕試驗裝置，其特征在于:它包括腐蝕介質配置系統(tǒng)、反應系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)；所述腐蝕介質配置系統(tǒng)包括依次連接的氣瓶(I)、質量流量計(2)和混合器(3)，混合器(3)出氣端一路直接連接反應器(7)，一路經噴射管(6 )連接反應器(7 )，混合器(3 )與噴射管(6 )之間設有給粉機(5 );所述反應系統(tǒng)包括反應器(7 )及管式爐(8 )，噴射管(6 )伸入反應器(7 )內的出口處設有試件夾持裝置，管式爐(8 )上設有爐溫控制器(9)，試件夾持裝置處設有試件溫度控制器(12)，反應器(7)內還設有冷卻管(11)，試件夾持裝置與冷卻管(11)鉸接，冷卻管(11)上設有冷卻介質閥門(13 )，冷卻介質閥門(13)與試件溫度控制器(12)連接；所述尾氣處理系統(tǒng)包括依次連接的過濾裝置(14)、煙氣分析儀(15)和尾氣吸收裝置，過濾裝置(14)與反應器(7)相連。2.根據權利要求1所述的一種沖刷腐蝕和氣體腐蝕耦合的高溫腐蝕試驗裝置，其特征在于:混合器(3)與給粉機(5)之間設置流量計(4)。3.根據權利要求1所述的一種沖刷腐蝕和氣體腐蝕耦合的高溫腐蝕試驗裝置，其特征在于:給粉機(5)與噴射管(6)之間的管道上設有閥門。4.根據權利要求1所述的一種沖刷腐蝕和氣體腐蝕耦合的高溫腐蝕試驗裝置，其特征在于:氣瓶(I)中氣體為H2S、SO2, CO、02或N 2o5.根據權利要求1所述的一種沖刷腐蝕和氣體腐蝕耦合的高溫腐蝕試驗裝置，其特征在于:所述試件夾持裝置包括L型夾具(10)，L型夾具(10) —端通過螺栓(18)固定固定夾片(17 )，L型夾具(10 )與固定夾片(17 ) —起形成U型試件夾持裝置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種沖刷腐蝕和氣體腐蝕耦合的高溫腐蝕試驗裝置，包括腐蝕介質配置系統(tǒng)、反應系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)；該試驗裝置可以控制氣體成分、沖刷粒徑、沖刷速度、沖刷角度、氣體溫度、試件溫度，且操作簡單、成本低廉、結果準確，實現了可控條件下沖蝕和腐蝕耦合的高溫腐蝕研究。
【IPC分類】G01N17/00, G01N3/56
【公開號】CN105181571
【申請?zhí)枴緾N201510694486
【發(fā)明人】張?zhí)m, 李文廣, 王學斌, 許偉剛, 桑清蓮, 譚厚章, 陳娟, 朱麗華, 吳紅英
【申請人】河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月23日