一種沖刷腐蝕和氣體腐蝕耦合的高溫腐蝕試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鍋爐安全診斷和材料腐蝕控制領(lǐng)域，涉及一種測定沖蝕和腐蝕耦合的高溫腐蝕特性的試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鍋爐容量和參數(shù)的提高，燃煤電站鍋爐水冷壁管外高溫腐蝕現(xiàn)象普遍存在，特別是在煤質(zhì)多變，爐內(nèi)熱負(fù)荷及管壁溫度等熱力參數(shù)分布不均勻，高硫煤和燃燒氣氛難以控制的情況下，出現(xiàn)水冷壁高溫腐蝕現(xiàn)象更為突出，已成為燃煤電站鍋爐急需解決的關(guān)節(jié)技術(shù)。
[0003]對于高溫腐蝕的機(jī)理，國內(nèi)外已有大量試驗(yàn)研究，但是目前的試驗(yàn)裝置主要集中在氣體介質(zhì)高溫腐蝕的測定，但實(shí)際燃煤電站鍋爐中存在大量的顆粒，這些顆粒同時(shí)對材料造成沖蝕，從而破壞了腐蝕膜，導(dǎo)致高溫腐蝕加劇，因此導(dǎo)致試驗(yàn)室的氣體高溫腐蝕速率并不能完全反應(yīng)實(shí)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(yàn)裝置是有意義的。
[0004]CN201220728566提出了一種灰化腐蝕試驗(yàn)裝置，能夠在實(shí)驗(yàn)室條件下安全的模擬流動(dòng)氣氛下的煤灰對金屬部件的腐蝕實(shí)驗(yàn)，為評價(jià)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(dòng)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(zhì)高溫腐蝕速率實(shí)驗(yàn)裝置及表征方法，按實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行試樣的氣相或氣-液兩相高溫腐蝕試驗(yàn)，能從宏觀和微觀兩個(gè)方面真實(shí)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(nèi)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(yàn)裝置。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種沖刷腐蝕和氣體腐蝕耦合的高溫腐蝕試驗(yàn)裝置，它包括腐蝕介質(zhì)配置系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)；所述腐蝕介質(zhì)配置系統(tǒng)包括依次連接的氣瓶、質(zhì)量流量計(jì)和混合器，混合器出氣端一路直接連接反應(yīng)器，一路經(jīng)噴射管連接反應(yīng)器，混合器與噴射管之間設(shè)有給粉機(jī)；所述反應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)器及管式爐，噴射管伸入反應(yīng)器內(nèi)的出口處設(shè)有試件夾持裝置，管式爐上設(shè)有爐溫控制器，試件夾持裝置處設(shè)有試件溫度控制器，反應(yīng)器內(nèi)還設(shè)有冷卻管，試件夾持裝置與冷卻管鉸接，冷卻管上設(shè)有冷卻介質(zhì)閥門，冷卻介質(zhì)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(yīng)器相連。
[0008]混合器與給粉機(jī)之間設(shè)置流量計(jì)。
[0009]給粉機(jī)與噴射管之間的管道上設(shè)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(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明試件夾持裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)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(yàn)裝置，它包括腐蝕介質(zhì)配置系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)；所述腐蝕介質(zhì)配置系統(tǒng)包括依次連接的氣瓶1、質(zhì)量流量計(jì)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(yīng)器7，一路經(jīng)噴射管6連接反應(yīng)器7，混合器3與噴射管6之間設(shè)有給粉機(jī)5，給粉機(jī)5與噴射管6之間的管道上可設(shè)有閥門19，混合器3與給粉機(jī)5之間設(shè)置流量計(jì)4 ;所述反應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)器7及管式爐8，噴射管6伸入反應(yīng)器7內(nèi)的出口處設(shè)有試件夾持裝置，管式爐8上設(shè)有爐溫控制器9，試件夾持裝置處設(shè)有試件溫度控制器12，反應(yīng)器7內(nèi)還設(shè)有冷卻管11，試件夾持裝置與冷卻管11鉸接，冷卻管11上設(shè)有冷卻介質(zhì)閥門13，冷卻介質(zhì)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(yīng)器7相連。
[0016]腐蝕介質(zhì)配置系統(tǒng)所述的腐蝕介質(zhì)可以同時(shí)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(jìn)入噴射管的氣體流量，可以調(diào)節(jié)沖刷速度。
[0017]氣瓶I的氣體流量由質(zhì)量流量計(jì)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(jì)4控制分為兩部分，一部分?jǐn)y帶給粉機(jī)5提供的固體顆粒，經(jīng)過噴射管6進(jìn)入反應(yīng)器7并沖蝕試件表面，另一部分直接進(jìn)入反應(yīng)器7 ;反應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)器7及管式爐8，管式爐8用于反應(yīng)器7加熱，管式爐8上設(shè)有爐溫控制器9，爐溫控制器9測量管式爐8內(nèi)溫度并控制管式爐(8)功率，試件夾持裝置處設(shè)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(jìn)入冷卻管11的冷卻介質(zhì)流量，反應(yīng)器內(nèi)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(zhuǎn)動(dòng)，可以改變沖刷角度。試件夾持在L型夾具10內(nèi)，并可繞冷卻管轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)受到高溫氣體的腐蝕和高速顆粒的沖蝕，加熱反應(yīng)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(yīng)器7出來的尾氣經(jīng)過過濾裝置14過濾后，進(jìn)入煙氣分析儀15分析氣體成分，然后經(jīng)過尾氣吸收裝置16后排空?？梢詫?shí)時(shí)監(jiān)測反應(yīng)后氣體成分變化情況，過濾裝置過濾下的固體可以進(jìn)一步分析沖蝕腐蝕的固態(tài)產(chǎn)物組成。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):①腐蝕介質(zhì)包括氣體和固體，同時(shí)考慮固體沖刷和氣體腐蝕?’②試驗(yàn)裝置可以實(shí)現(xiàn)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(quán)項(xiàng)】
1.一種沖刷腐蝕和氣體腐蝕耦合的高溫腐蝕試驗(yàn)裝置，其特征在于:它包括腐蝕介質(zhì)配置系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)；所述腐蝕介質(zhì)配置系統(tǒng)包括依次連接的氣瓶(I)、質(zhì)量流量計(jì)(2)和混合器(3)，混合器(3)出氣端一路直接連接反應(yīng)器(7)，一路經(jīng)噴射管(6 )連接反應(yīng)器(7 )，混合器(3 )與噴射管(6 )之間設(shè)有給粉機(jī)(5 );所述反應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)器(7 )及管式爐(8 )，噴射管(6 )伸入反應(yīng)器(7 )內(nèi)的出口處設(shè)有試件夾持裝置，管式爐(8 )上設(shè)有爐溫控制器(9)，試件夾持裝置處設(shè)有試件溫度控制器(12)，反應(yīng)器(7)內(nèi)還設(shè)有冷卻管(11)，試件夾持裝置與冷卻管(11)鉸接，冷卻管(11)上設(shè)有冷卻介質(zhì)閥門(13 )，冷卻介質(zhì)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(yīng)器(7)相連。2.根據(jù)權(quán)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(yàn)裝置，其特征在于:混合器(3)與給粉機(jī)(5)之間設(shè)置流量計(jì)(4)。3.根據(jù)權(quán)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(yàn)裝置，其特征在于:給粉機(jī)(5)與噴射管(6)之間的管道上設(shè)有閥門。4.根據(jù)權(quán)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(yàn)裝置，其特征在于:氣瓶(I)中氣體為H2S、SO2, CO、02或N 2o5.根據(jù)權(quán)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(yàn)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(yàn)裝置，包括腐蝕介質(zhì)配置系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)和尾氣處理系統(tǒng)；該試驗(yàn)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(jié)果準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)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(xué)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