一種高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及腐蝕模擬的設備領域，尤其涉及一種高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置。
【背景技術】
[0002]鑒于太陽能熱發(fā)電技術中傳輸管道及關鍵部件的材料選擇需要考慮不同流速、不同溫度下流體熔融鹽與基體材料的交互作用，以及交互作用使電化學因素與流體力學因素間對于熔融鹽腐蝕的協同效應，因此設計一套既經濟實用又科學的高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置，對太陽能熱發(fā)電站中的熔融鹽儲罐，閥門及運輸管道等進行材料選擇。
[0003]傳統(tǒng)技術方案有如下兩種方式:
[0004](I)管道流動法，噴射法:此類腐蝕模擬裝置，電化學測試較為容易實現模擬試驗，但是不能較好的模擬熔融鹽栗葉輪，以及儲罐內攪拌構件等的工況條件；
[0005](2)旋轉圓盤法:此類腐蝕模擬裝置可以較好的模擬熔融鹽栗葉輪，儲罐內攪拌構件以及運輸管道等部件的磨損腐蝕行為，但測試電化學行為困難，無法準確評估電化學因素與流體力學因素間對于熔融鹽腐蝕的協同效應。
[0006]但是，試驗樣鑲嵌在試驗圓盤上，在機械帶動下，試驗圓盤旋轉為主體運動，無法進行介質在軸流型的流向特點下受切線方向力作用研究；同時，在同一個試驗內釜中，也無法進行試驗樣與熔融鹽不同相對運動速度的研究；此外，在試驗內釜中，無法進行試驗樣電化學因素與流體力學因素間的協同作用研究；同時無法實現試驗要求流速的可調。
[0007]因此，社會迫切需求一種能夠在不同氣氛條件下同時模擬靜態(tài)部件和動態(tài)部件腐蝕工況的高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置。
[0008]鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本創(chuàng)作。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，提供一種高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置，用以克服上述技術缺陷。
[0010]為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案在于，提供一種高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置，其特征在于，包括主容器、動態(tài)掛樣系統(tǒng)、靜態(tài)掛樣系統(tǒng)、以及電極系統(tǒng)，其中，
[0011]所述的主容器的頂部連接有釜蓋，所述主容器的內部設置有坩禍，所述坩禍內裝入高溫熔融鹽，所述坩禍通過坩禍托固定，所述坩禍托連接固定在所述主容器上，所述坩禍托的外壁敷設有電加熱帶；
[0012]所述的動態(tài)掛樣系統(tǒng)包括試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤、電機旋轉主桿、以及陶瓷掛樣桿，所述電機旋轉主桿穿過所述釜蓋伸入到所述坩禍內，且所述電機旋轉主桿的下端連接有所述的試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤，上端連接有旋轉電機，所述試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤的圓周邊緣處分布設置有陶瓷掛樣桿，試驗樣裝于所述陶瓷掛樣桿上；
[0013]所述的靜態(tài)掛樣系統(tǒng)包括試驗樣掛樣用的陶瓷吊桿，所述陶瓷吊桿通過釜蓋伸到所述坩禍內；
[0014]所述電極系統(tǒng)與所述靜態(tài)掛樣系統(tǒng)相連，用于通過所述釜蓋外連常規(guī)電化學工作站。
[0015]所述試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤的背面設置有可調半徑通道，可調節(jié)試驗樣鑲嵌點與旋轉圓盤中心之間的距離。
[0016]所述釜蓋內連有一熱電偶，用以監(jiān)控所述坩禍內的溫度；所述主容器底部開有一小孔，通過所述小孔插入有另一個熱電偶，用以監(jiān)控所述電加熱帶的加熱溫度。
[0017]所述的腐蝕模擬裝置還包括基座，用以承載各實驗器具的固定和安裝，所述主容器安裝于所述基座上的一支架上，且可進行高度的調節(jié)。
[0018]所述的主容器通過法蘭密封連接所述釜蓋，所述電極旋轉主桿與所述釜蓋密封相連的同時連接有液壓升降柱，且所述液壓升降柱設置于所述基座上，所述釜蓋通過所述液壓升降柱控制升降高度，用以快速裝卸試驗樣。
[0019]所述的腐蝕模擬裝置裝有釜蓋外部連接水循環(huán)冷卻管，且所述釜蓋外設置有一個連接口，所述連接口通過外部三通管道連接試驗用氣路和真空系統(tǒng)，通過調節(jié)外連三通管道的開關控制高溫熔融鹽腐蝕工況氣氛的要求。
[0020]所述可調半徑通道通過螺紋連接在所述試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤上，且所述的電機旋轉主桿上設置有兩個所述試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤。
[0021]較佳的，與高溫熔融鹽腐蝕介質相連接的所述坩禍、所述電機旋轉主桿、以及所述試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤均由耐高溫、耐腐蝕材料制成；與所述試驗樣相接觸的部件均由耐高溫、耐腐蝕、不導電的材料制成。
[0022]較佳的，所述電機旋轉主桿與所述試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤之間通過螺紋連接，可自由拆卸。
[0023]較佳的，所述坩禍托通過螺紋連接固定在主容器上，所述電加熱帶與主容器之間填滿隔熱材料。
[0024]與現有技術比較本發(fā)明的有益效果在于:
[0025](I)本發(fā)明提供了一套高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置，能夠調節(jié)熔融鹽流速和腐蝕溫度，在不同氣氛條件下同時模擬靜態(tài)部件和動態(tài)部件腐蝕工況；
[0026](2)實際太陽能熱發(fā)電站中，無論是熔融鹽栗，攪拌機械，還是熔融鹽運輸管道，切向力對磨損腐蝕都起到重要作用，在高溫熔融鹽動態(tài)腐蝕模擬裝置的試驗樣鑲嵌在旋轉圓盤周壁上，以盡可能實現研究試樣在介質中僅受切線方向力的作用，在試驗內釜通過適當安裝擋板，使介質的流向特點為軸流型，避免徑流型的產生，研究試驗樣表面受流體切應力的作用，同時避免試驗內釜中熔融鹽漩渦形成，導致試驗樣暴露在介質外；
[0027](3)為便于高效研究試驗樣在不同相對流動速度的熔融鹽中的腐蝕規(guī)律，在試驗旋轉圓盤上制作可調轉盤半徑通道，可以根據不同試驗相對流動速度的要求，調節(jié)試驗樣鑲嵌點與旋轉圓盤中心之間的距離，實現試驗要求流速的可調；
[0028](4)在高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置內釜中設置電極系統(tǒng)(工作電極:試驗樣，參比電極和對電極:碳棒)，與常規(guī)電化學工作站聯機，獲得在熔融鹽介質下陽極極化曲線，快速獲得腐蝕電流密度、鈍化電流密度等腐蝕數據，可以快速評價對已有材料在熔融鹽介質中的耐腐蝕性排序。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置的整體結構示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置內部動態(tài)掛樣系統(tǒng)的結構示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤的結構示意圖；
[0032]圖4為圖1中I部的局部放大圖；
[0033]圖5為圖1中II部的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0034]以下，將會參照附圖描述本發(fā)明的實施方式。在實施方式中，相同構造的部分使用相同的附圖標記并且省略描述。
[0035]參閱圖1，為本發(fā)明高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置的整體結構示意圖；結合圖2，為本發(fā)明高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置內部動態(tài)掛樣系統(tǒng)的結構示意圖；以及圖3，為本發(fā)明高溫熔融鹽腐蝕模擬裝置試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤的結構示意圖，以及圖4，為圖1中I部的局部放大圖；以及圖5，為圖1中II部的局部放大圖。
[0036]如圖中所示，所述的腐蝕模擬裝置包括主容器6、動態(tài)掛樣系統(tǒng)、靜態(tài)掛樣系統(tǒng)、以及電極系統(tǒng)。其中，
[0037]所述主容器6的頂部連接有釜蓋4，所述主容器6的內部設置有坩禍7，所述坩禍7內裝入高溫熔融鹽，所述坩禍7通過坩禍托8固定，保證在模擬動態(tài)腐蝕時所述坩禍7靜止不動，所述坩禍托8連接固定在所述主容器6上，所述坩禍托8的外壁敷設有電加熱帶9。
[0038]所述的動態(tài)掛樣系統(tǒng)包括試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤10、電機旋轉主桿5、以及陶瓷掛樣桿19，所述電機旋轉主桿5穿過所述釜蓋4伸入到所述坩禍7內，且所述電機旋轉主桿5不與所述坩禍7直接接觸，所述電機旋轉主桿5的下端連接有所述的試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤10，上端連接有一旋轉電機，用以提供旋轉動力。所述試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤10的背面設置有可調半徑通道27，可以根據不同試驗相對流動速度的要求，調節(jié)試驗樣鑲嵌點與旋轉圓盤中心之間的距離，實現試驗要求流速的可調；
[0039]所述試驗樣鑲嵌用旋轉圓盤10的圓周邊緣22處分布設置有陶瓷掛樣桿19，試驗樣23裝于所述陶瓷掛樣桿19上，避免了金屬與金屬間的接觸產生的電化學腐蝕。
[0040]所述的靜態(tài)掛樣系統(tǒng)包括試驗樣掛樣用的陶瓷吊桿15，所述陶瓷吊桿15通過釜蓋4伸到所述坩禍7內。
[0041]所述電極系統(tǒng)與所述靜態(tài)掛樣系統(tǒng)相連，用以通過所述釜蓋外連常規(guī)電化學工作站，進行模擬工況條件下的樣品電化學腐蝕分析。
[0042]本實施例中，所述的腐蝕模擬裝置還包括基座13，用以承載各實驗器具的固定和安裝，所述主容器6安裝于所述基座13上的一支架12上，且可進行高度的調節(jié)；所述的主容器6通過法蘭密封連接所述釜蓋4，所述電極旋轉主桿5與所述釜蓋4密封相連的同時連接有液壓升降柱14，且所述液壓升降柱14設置于所述基座13上，所述釜蓋4通過所述液壓升降柱14控制升降高度，可快速裝卸試驗樣；所述坩禍托8通過螺紋連接固定在主容器6上；所述電加熱帶9與主容器之間填滿隔熱材料；通過所述釜蓋4內連有一熱電偶3，用以監(jiān)控所述坩禍