專利名稱：一種灰化腐蝕試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種灰化腐蝕試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前，超超臨界燃煤火力發(fā)電機(jī)組在我國迅速發(fā)展，煤炭在鍋爐內(nèi)燃燒，產(chǎn)生煤灰和腐蝕性氣體，兩者混和作用于鍋爐管外壁，在鍋爐管壁上產(chǎn)生灰化腐蝕?；一g產(chǎn)生的原因是，煤炭中含有鈉、鉀和鈣的化合物，在燃燒過程中產(chǎn)生煤灰和腐蝕性氣體，產(chǎn)生的煤灰中含有Na2S04、K2S04等腐蝕性鹽，腐蝕性氣體有S02、N0等氣體。同時(shí)，煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生的CO等還原性氣體。腐蝕性鹽和氣體以及還原性CO等混和在一起，對(duì)鍋爐部件中過熱器管的外壁造成腐蝕，腐蝕嚴(yán)重時(shí)，會(huì)減薄過熱器管壁，降低鋼管的承壓強(qiáng)度，存在爆管的危險(xiǎn)。因此，研究人員在選擇鍋爐管材料時(shí)，需要考慮抗灰化腐蝕性能。當(dāng)前的灰化腐蝕試驗(yàn)設(shè)備為密閉容器中靜態(tài)環(huán)境下模擬，無法提供流動(dòng)的腐蝕性氣體環(huán)境。不能滿足煤灰腐蝕的模擬條件，因此，影響了對(duì)鍋爐管材料的抗灰化腐蝕性能的研究和評(píng)價(jià)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種灰化腐蝕試驗(yàn)裝置，該裝置能夠提供灰化腐蝕的高溫和流動(dòng)腐蝕性氣體的環(huán)境，試驗(yàn)溫度可以精確控制，能夠在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬灰化腐蝕試驗(yàn)過程，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的連續(xù)試驗(yàn)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:一種灰化腐蝕試驗(yàn)裝置，其特征是:它包括可調(diào)節(jié)的供氣系統(tǒng)A、反應(yīng)加熱裝置B、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)C和尾氣處理系統(tǒng)D，其中，所述供氣系統(tǒng)A包括兩個(gè)支路，可提供兩路氣體，一路為反應(yīng)氣體，另一路為空氣，該供氣系統(tǒng)A與反應(yīng)加熱裝置B連通；反應(yīng)加熱裝置B包括可調(diào)節(jié)的加熱爐2，該加熱爐2帶有腔體3和試樣臺(tái)4，該反應(yīng)加熱裝置與尾氣處理系統(tǒng)連通；尾氣處理系統(tǒng)D包括內(nèi)置堿性液體的反應(yīng)爸5 ；冷卻循環(huán)水系統(tǒng)C包括冷卻循環(huán)水機(jī)6，所述腔體3的兩端與冷卻循環(huán)水機(jī)6相接，同時(shí)反應(yīng)釜5的殼體與冷卻循環(huán)水機(jī)6相接。所述加熱爐2為管式加熱爐，所述腔體3為帶法蘭的石英管腔體。所述試樣臺(tái)4為推拉式試樣臺(tái)。所述供氣系統(tǒng)還包括閥門和流量控制計(jì)I。所述加熱爐2還包括多個(gè)控溫?zé)犭娕?。所述加熱爐2為電阻式加熱爐、燃?xì)饧訜釥t中的一種。所述反應(yīng)釜5設(shè)置有監(jiān)測(cè)釜內(nèi)堿性液體的容量和/或PH值的部件。所述冷卻循環(huán)水系統(tǒng)C設(shè)置有監(jiān)測(cè)冷卻水容量和/或高度的部件。[0018]本實(shí)用新型的有益效果是:該裝置能夠模擬燃煤火力發(fā)電鍋爐內(nèi)煤灰對(duì)金屬部件的灰化腐蝕試驗(yàn)，尤其是能夠在實(shí)驗(yàn)室條件下安全的模擬灰化腐蝕的條件，對(duì)評(píng)價(jià)和研發(fā)應(yīng)用到鍋爐內(nèi)材料的耐灰化腐蝕性能進(jìn)行模擬試驗(yàn)，為評(píng)價(jià)和研發(fā)耐灰化腐蝕材料提供測(cè)試手段。

圖1本實(shí)用新型的灰化腐蝕試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)示意圖。附圖標(biāo)記A供氣系統(tǒng)B反應(yīng)加熱裝置C冷卻循環(huán)水系統(tǒng)D尾氣處理系統(tǒng)I閥門和流量控制計(jì)2加熱爐3腔體4試樣臺(tái)5反應(yīng)爸6冷卻循環(huán)水機(jī)
具體實(shí)施方式下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型的灰化腐蝕試驗(yàn)裝置包括供氣系統(tǒng)、反應(yīng)加熱裝置、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)。供氣系統(tǒng)為試驗(yàn)提供混和氣體，既提供、模擬流動(dòng)的腐蝕性氣體環(huán)境，也參與煤灰與測(cè)試材料的反應(yīng)。由供氣系統(tǒng)至反應(yīng)加熱裝置，該裝置由反應(yīng)室腔體、試驗(yàn)料送料機(jī)構(gòu)和加熱控溫爐三部分組成。反應(yīng)加熱裝置連通尾氣處理系統(tǒng)，反應(yīng)過程中的尾氣經(jīng)過尾氣處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)為盛裝堿性液體，吸收反應(yīng)尾氣的反應(yīng)釜裝置。整個(gè)過程中，反應(yīng)室腔體的密封法蘭、反應(yīng)釜?dú)んw和密封部件等位置均由冷卻循環(huán)水系統(tǒng)冷卻。如圖1所示，是本實(shí)用新型的灰化腐蝕試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)示意圖。圖中A為供氣系統(tǒng)，提供兩路氣體，一路為S02、C0等參與反應(yīng)的混和氣體，一路為空氣，氣體通過閥門和流量控制計(jì)I，進(jìn)入反應(yīng)加熱裝置B。反應(yīng)加熱裝置B包括加熱爐2。其中，加熱爐2為熱電偶控溫的電阻式加熱爐，優(yōu)選管式加熱爐；該加熱爐2帶有腔體3，優(yōu)選帶法蘭的石英管腔體，還帶有試樣臺(tái)4，優(yōu)選推拉式試樣臺(tái)?；一磻?yīng)進(jìn)行時(shí)，經(jīng)過預(yù)處理的試樣置于石英管腔體3內(nèi)的推拉式試樣臺(tái)4上，氣體通過反應(yīng)腔體3，通過加熱爐2的控制，使石英管腔體3的溫度控制均勻，試驗(yàn)溫度保持穩(wěn)定；在溫度和反應(yīng)氣體的共同作用下，試樣表面發(fā)生灰化反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)生的尾氣，進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)D。尾氣處理系統(tǒng)D為反應(yīng)釜式，其中，反應(yīng)釜5內(nèi)置堿性液體，中和酸性的尾氣。在整套裝置中，C為包括冷卻循環(huán)水機(jī)6的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，優(yōu)選自循環(huán)式冷卻循環(huán)水機(jī)；所述腔體3密封法蘭的兩端與冷卻循環(huán)水機(jī)6相接，同時(shí)反應(yīng)釜5的殼體與冷卻循環(huán)水機(jī)6相接，通過冷卻循環(huán)水機(jī)6對(duì)反應(yīng)加熱裝置B的石英管腔體3兩端的密封法蘭和尾氣處理系統(tǒng)D的反應(yīng)釜5的殼體進(jìn)行冷卻，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的試驗(yàn)。在所述反應(yīng)加熱裝置B中放入測(cè)試試樣后，便可以連續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬流動(dòng)氣氛下的灰化腐蝕實(shí)驗(yàn)。本實(shí)用新型的灰化腐蝕試驗(yàn)裝置在使用時(shí)，先檢查各系統(tǒng)工況，將試樣置于推拉式試樣臺(tái)4上，開啟冷卻循環(huán)水機(jī)6，開啟供氣系統(tǒng)A供氣，開啟反應(yīng)加熱裝置B中的加熱爐2，按照設(shè)計(jì)的加熱曲線進(jìn)行升溫，同時(shí)開啟連接尾氣處理系統(tǒng)D的反應(yīng)釜5的閥門，反應(yīng)氣體經(jīng)過盛裝堿性液體的反應(yīng)釜，灰化腐蝕實(shí)驗(yàn)開始。詳細(xì)操作過程如下:(I)檢查供氣系統(tǒng)A的閥門和流量控制計(jì)I正常，并處于關(guān)閉狀態(tài)；檢查反應(yīng)加熱裝置B中的加熱爐2的供電系統(tǒng)正常，并處于關(guān)閉狀態(tài)；檢查冷卻循環(huán)水系統(tǒng)C的冷卻循環(huán)水機(jī)6的控制電源供電正常，并處于關(guān)閉狀態(tài)，記錄冷水機(jī)中冷卻水液面高度；檢查尾氣處理系統(tǒng)D的反應(yīng)釜5的閥門正常，并處于關(guān)閉狀態(tài)，記錄尾氣處理系統(tǒng)反應(yīng)釜中堿性液體的液面高度，測(cè)試并記錄液體的PH值；(2)打開推拉式試樣臺(tái)4，將預(yù)處理的試樣置于試樣臺(tái)上，關(guān)閉送料機(jī)構(gòu)；(3)打開冷卻循環(huán)水系統(tǒng)C的冷卻循環(huán)水機(jī)6，打開供氣系統(tǒng)A的閥門，并調(diào)節(jié)流量控制器至合適流量，打開尾氣處理系統(tǒng)D中反應(yīng)釜5的閥門；(4)打開反應(yīng)加熱裝置B中的加熱爐2電源，并設(shè)定加熱和保溫程序，進(jìn)行升溫加熱過程；(5)溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，記錄灰化腐蝕實(shí)驗(yàn)起始時(shí)間；(6)實(shí)驗(yàn)過程中，定期檢查尾氣處理系統(tǒng)D的反應(yīng)釜5中堿性液體的PH值和高度，使PH值處于堿性范圍，若實(shí)驗(yàn)過程中液面高度或PH值較初始值突然下降，則需立即補(bǔ)充堿性溶液，停止實(shí)驗(yàn)；(7)實(shí)驗(yàn)過程中，定期檢查冷卻循環(huán)水機(jī)6的液面高度，若實(shí)驗(yàn)過程中突然下降，立即補(bǔ)水，并停止實(shí)驗(yàn)；(8)實(shí)驗(yàn)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值后，停止實(shí)驗(yàn)。先關(guān)閉加熱爐2的加熱控制電源；后關(guān)閉A區(qū)供氣系統(tǒng)中SO2和CO等混和氣體氣路，保持空氣氣路，繼續(xù)吹氣，降低石英管腔體3的溫度，石英管腔體3的溫度降至室溫后，關(guān)閉空氣氣路，關(guān)閉冷卻循環(huán)水機(jī)6，打開推拉式試樣臺(tái)4，取出試樣，實(shí)驗(yàn)過程完成。
權(quán)利要求1.一種灰化腐蝕試驗(yàn)裝置，其特征是:它包括可調(diào)節(jié)的供氣系統(tǒng)(A)、反應(yīng)加熱裝置(B)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)(C)和尾氣處理系統(tǒng)(D)，其中， 所述供氣系統(tǒng)(A)包括兩個(gè)支路，可提供兩路氣體，一路為反應(yīng)氣體，另一路為空氣，該供氣系統(tǒng)(A)與反應(yīng)加熱裝置(B)連通； 反應(yīng)加熱裝置(B)包括可調(diào)節(jié)的加熱爐(2)，該加熱爐(2)帶有腔體(3)和試樣臺(tái)(4)，該反應(yīng)加熱裝置(B)與尾氣處理系統(tǒng)(D)連通； 尾氣處理系統(tǒng)(D)包括內(nèi)置堿性液體的反應(yīng)釜(5)； 冷卻循環(huán)水系統(tǒng)(C)包括冷卻循環(huán)水機(jī)￠)，所述腔體(3)的兩端與冷卻循環(huán)水機(jī)(6)相接，同時(shí)反應(yīng)釜(5)的殼體與冷卻循環(huán)水機(jī)(6)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰化腐蝕試驗(yàn)裝置，其特征是:所述加熱爐(2)為管式加熱爐，所述腔體(3)為帶法蘭的石英管腔體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的灰化腐蝕試驗(yàn)裝置，其特征是:所述試樣臺(tái)(4)為推拉式試樣臺(tái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰化腐蝕試驗(yàn)裝置，其特征是:所述供氣系統(tǒng)還包括閥門和流量控制計(jì)(1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰化腐蝕試驗(yàn)裝置，其特征是:所述加熱爐(2)還包括多個(gè)控溫?zé)犭娕肌?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰化腐蝕試驗(yàn)裝置，其特征是:所述加熱爐(2)為電阻式加熱爐、燃?xì)饧訜釥t中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰化腐蝕試驗(yàn)裝置，其特征是:所述反應(yīng)釜(5)設(shè)置有監(jiān)測(cè)釜內(nèi)堿性液體的容量和/或PH值的部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰化腐蝕試驗(yàn)裝置，其特征是:所述冷卻循環(huán)水系統(tǒng)(C)設(shè)置有監(jiān)測(cè)冷卻水容量和/或高度的部件。
專利摘要本實(shí)用新型涉及試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種灰化腐蝕試驗(yàn)裝置。它包括供氣系統(tǒng)、反應(yīng)加熱裝置、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)，所述供氣系統(tǒng)包括兩個(gè)支路，可提供兩路氣體，一路為反應(yīng)氣體，一路為空氣，該供氣系統(tǒng)與反應(yīng)加熱裝置連通；反應(yīng)加熱裝置包括加熱爐(2)，該加熱爐(2)帶有腔體(3)和試樣臺(tái)(4)，該反應(yīng)加熱裝置與尾氣處理系統(tǒng)連通；尾氣處理系統(tǒng)包括內(nèi)置堿性液體的反應(yīng)釜(5)；冷卻循環(huán)水系統(tǒng)包括冷卻循環(huán)水機(jī)(6)，所述腔體(3)的兩端與冷卻循環(huán)水機(jī)(6)相接，同時(shí)反應(yīng)釜(5)的殼體與冷卻循環(huán)水機(jī)(6)相接。本實(shí)用新型能夠在實(shí)驗(yàn)室條件下安全的模擬流動(dòng)氣氛下的灰化腐蝕實(shí)驗(yàn)，為評(píng)價(jià)和研發(fā)耐灰化腐蝕材料提供測(cè)試手段。
文檔編號(hào)G01N17/00GK203025069SQ20122072856
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者劉正東, 包漢生, 楊鋼, 王立民 申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院