專利名稱：用于材料的高溫硫化腐蝕實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對材料的耐腐蝕性能進行試驗的裝置，具體涉及一種用于材
料的高溫硫化腐蝕實驗裝置。
背景技術(shù)：
金屬材料的高溫硫化一般發(fā)生在使用礦物燃料及能量轉(zhuǎn)換的設(shè)備中，涉及航空、 石油化工、火力發(fā)電、煤的氣化等現(xiàn)代工業(yè)。金屬的高溫硫化速度要比其氧化速度快的多， 危害性很大。 為了研究金屬的高溫硫化機理，需要在特定的硫化實驗裝置中測量金屬的在高溫 硫氣氛下的腐蝕動力學。實驗裝置中實現(xiàn)的高溫硫環(huán)境一般有兩種，一種是固體單質(zhì)硫 的揮發(fā)，可控制硫壓為1 10—、tm，另一種是采用貼_112氣氛，可控制硫壓范圍較寬，約為 10一2 10—"atm。 H^-^氣氛實現(xiàn)的硫壓比較小，實驗需要的設(shè)備較多，操作復雜；固體硫的 揮發(fā)可實現(xiàn)的硫壓較高，但由于單質(zhì)硫遇冷則凝固，很容易附著在實驗裝置上，影響實驗結(jié) 果。 國內(nèi)外大都是采用單質(zhì)硫的揮發(fā)來設(shè)計設(shè)備的，其核心部件就是石英彈簧熱天 平。這種設(shè)備的特點就是能夠連續(xù)測量試樣在腐蝕過程中的增重，絕對精度較高。但設(shè)備 復雜，制作成本較高，且一次只能測量一個樣品，不能實現(xiàn)多個試樣在同一環(huán)境下的對比， 尤其是一些對硫化環(huán)境比較敏感的純金屬，如純鎳等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種簡便，制作成本低，實用性強，可同時對多 個樣品進行實驗的用于材料的高溫硫化腐蝕實驗裝置。 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是一種用于材料的高溫硫化腐蝕實驗裝置，具有
蓋板的容器內(nèi)設(shè)有支架，所述的支架上設(shè)有用于懸掛樣品的細絲鉤，所述的容器的底端放
置有一定質(zhì)量的單質(zhì)硫磺，所述的容器連接有一組真空系統(tǒng)和一組氬氣充氣系統(tǒng)， 一組加
熱系統(tǒng)與所述的容器內(nèi)的用于懸掛樣品的細絲鉤對應加熱設(shè)置，另一組加熱系統(tǒng)與所述的
容器的底端放置的單質(zhì)硫磺對應加熱設(shè)置。 所述的支架的頂部設(shè)有隔熱層。 每組所述的加熱系統(tǒng)分別由一個溫控儀、一個熱電偶和一個電阻爐構(gòu)成，所述的 溫控儀連接所述的一個熱電偶，所述的熱電偶對應測量所述的電阻爐。 所述的容器為不銹鋼容器。所述的支架為不銹鋼支架。所述的細絲鉤為不銹鋼細 絲鉤。所述的隔熱層為不銹鋼隔熱層。 所述的氬氣充氣系統(tǒng)由氬氣瓶和設(shè)在所述的氬氣瓶的出口管路上的緩沖袋組成。
采用上述技術(shù)方案的用于材料的高溫硫化腐蝕實驗裝置，具有蓋板的不銹鋼容 器、兩組電阻爐、熱電偶和溫控儀、帶有氬氣瓶的真空系統(tǒng)，在不銹鋼容器外面，一組電阻爐 和熱電偶位于不銹鋼細絲鉤鉤子的地方；另一組位于容器底部。每組所述的加熱系統(tǒng)分別由一個溫控儀、熱電偶和電阻爐構(gòu)成，一組用于控制硫化腐蝕溫度，一組加熱系統(tǒng)控制著硫 磺的溫度，利用硫磺的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系來控制不銹鋼容器內(nèi)的硫壓；真空系統(tǒng)包 括真空泵、管道、閥門，腐蝕之前用來除去將不銹鋼容器里面的氧氣和氮氣。氬氣瓶和緩沖 袋，保證腐蝕前不銹鋼容器內(nèi)的氣氛為大約一個大氣壓的氬氣。不銹鋼容器內(nèi)的支架上放 有隔熱層，一方面用來保證腐蝕溫度恒定，另一方面用來懸掛樣品和阻擋硫蒸汽向上面滲 透。 為了保證容器的密封性，在蓋板與容器間有涂有真空油脂的皮墊圈。 本發(fā)明是專門針對非連續(xù)測量高溫硫化動力學的實驗裝置，可以實現(xiàn)同一溫度，
不同硫壓下的高溫硫化，也可實現(xiàn)同 一 硫壓，不同溫度下的高溫硫化?？梢哉{(diào)節(jié)不超過
100(TC的腐蝕溫度，通過調(diào)節(jié)單質(zhì)硫磺的溫度來控制硫壓，可控硫壓范圍為1 10—2atm。 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，操作方便，可同時對多個樣品在同一腐蝕環(huán)境下進行
高溫硫化，實驗的對比性高。停止加熱后，通過對不銹鋼容器底部水冷，可實現(xiàn)硫蒸汽在底
部凝固回收，防止其附著在樣品表面，提高實驗的精度。


圖1是本發(fā)明實驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明。 參照圖l，具有蓋板2的不銹鋼容器1內(nèi)設(shè)有不銹鋼支架IO，在不銹鋼支架10的 頂部放置有不銹鋼隔熱層ll，不銹鋼支架10上處于不銹鋼隔熱層11的下面設(shè)有用于懸掛 樣品的不銹鋼細絲鉤17，不銹鋼容器1的底端放置有一定質(zhì)量的單質(zhì)硫磺9，為了保證容器 的密封性，在蓋板2與不銹鋼容器1間有涂有真空油脂的皮墊圈，不銹鋼容器1通過橡膠管 道16與氬氣瓶15和真空泵12相連，氬氣瓶15的出口管路上設(shè)有緩沖袋14，真空泵12的 出口設(shè)有閥門13;第一電阻爐3與不銹鋼容器1內(nèi)的用于懸掛樣品的不銹鋼細絲鉤17對 應加熱設(shè)置，樣品位于第一電阻爐3的溫控區(qū)內(nèi)，第二電阻爐4與不銹鋼容器1的底端放置 的單質(zhì)硫磺9對應加熱設(shè)置，單質(zhì)硫磺9位于第二電阻爐4的溫控區(qū)內(nèi)，第一電阻爐3設(shè)有 第一熱電偶7，第一熱電偶7與第一溫控儀5電連接，第二電阻爐4設(shè)有第二熱電偶8，第二 熱電偶8與第二溫控儀6電連接。 參照圖l，實驗時，先將第一電阻爐3和第二電阻爐4的溫度升到比預定溫度高約 IO(TC，然后將被測樣品懸掛在不銹鋼隔熱層11下面的不銹鋼細絲鉤17上，將不銹鋼隔熱 層11放到不銹鋼容器1內(nèi)的不銹鋼支架10上面，密封不銹鋼容器l，抽真空約為30分鐘， 關(guān)閉閥門13，停止真空泵12，然后打開氬氣瓶15灌入氬氣直到緩沖袋14為半飽狀態(tài)。將 不銹鋼容器1放入第一電阻爐3和第二電阻爐4內(nèi)，待第一溫控儀5和第二溫控儀6上的 溫度為預定溫度時開始計時。腐蝕完畢，為防止硫蒸汽附著在樣品表面和不銹鋼容器1上 端，抬出不銹鋼容器1立刻將其放入盛有一定水的容器內(nèi)，水面與單質(zhì)硫磺9的高度相當。 冷去后，取出樣品進行稱重，檢測后，進行第二輪腐蝕，直到得出完整的動力學曲線。
權(quán)利要求
一種用于材料的高溫硫化腐蝕實驗裝置，其特征是具有蓋板(2)的容器內(nèi)設(shè)有支架，所述的支架上設(shè)有用于懸掛樣品的細絲鉤，所述的容器的底端放置有一定質(zhì)量的單質(zhì)硫磺(9)，所述的容器連接有一組真空系統(tǒng)和一組氬氣充氣系統(tǒng)，一組加熱系統(tǒng)與所述的容器內(nèi)的用于懸掛樣品的細絲鉤對應加熱設(shè)置，另一組加熱系統(tǒng)與所述的容器的底端放置的單質(zhì)硫磺(9)對應加熱設(shè)置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于材料的高溫硫化腐蝕實驗裝置，其特征在于所述的支 架的頂部設(shè)有隔熱層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于材料的高溫硫化腐蝕實驗裝置，其特征在于每組 所述的加熱系統(tǒng)分別由一個溫控儀、一個熱電偶和一個電阻爐構(gòu)成，所述的溫控儀連接所 述的一個熱電偶，所述的熱電偶對應測量所述的電阻爐。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于材料的高溫硫化腐蝕實驗裝置，其特征在于所述 的容器為不銹鋼容器(1)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于材料的高溫硫化腐蝕實驗裝置，其特征在于所述的支架為不銹鋼支架(10)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于材料的高溫硫化腐蝕實驗裝置，其特征在于所述的細絲鉤為不銹鋼細絲鉤(17)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于材料的高溫硫化腐蝕實驗裝置，其特征在于所述的隔熱層為不銹鋼隔熱層(11)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于材料的高溫硫化腐蝕實驗裝置，其特征在于所述的氬氣充氣系統(tǒng)由氬氣瓶(15)和設(shè)在所述的氬氣瓶(15)的出口管路上的緩沖袋(14)組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于材料的高溫硫化腐蝕實驗裝置，具有蓋板(2)的容器內(nèi)設(shè)有支架，所述的支架上設(shè)有用于懸掛樣品的細絲鉤，所述的容器的底端放置有一定質(zhì)量的單質(zhì)硫磺(9)，所述的容器連接有一組真空系統(tǒng)和一組氬氣充氣系統(tǒng)，一組加熱系統(tǒng)與所述的容器內(nèi)的用于懸掛樣品的細絲鉤對應加熱設(shè)置，另一組加熱系統(tǒng)與所述的容器的底端放置的單質(zhì)硫磺(9)對應加熱設(shè)置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低廉，操作簡單，可同時對多個樣品進行實驗，可隨意控制硫壓，適用于溫度低于1000℃的單質(zhì)硫氣氛下的硫化實驗。
文檔編號G01N17/00GK101782497SQ20101012139
公開日2010年7月21日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者劉志堅, 王輝, 黃海鋒 申請人:中南大學