一种评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置及其使用方法，包括电化学测试釜体和浓液箱；电化学测试釜体外包裹有恒温加热套，恒温加热套连接温度控制器；通过紧固螺栓将釜体和釜盖连接；电化学测试釜体内装有热网水模拟液，电化学测试釜体底部设置有搅拌桨，搅拌桨附近设置有氯离子浓度调节液加入口；釜盖上安装有不锈钢电极、铂片电极和固态银氯化银参比电极；浓液箱内储存有NaCl溶液，浓液箱通过管路与高压剂量泵与电化学测试釜体中的氯离子浓度调节液加入口连接。本装置在使用过程使用固态银氯化银参比电极，该电极可以在高温高压环境中使用。而且考虑到该电极对溶液中氯离子浓度的影响，对参比电极对氯离子浓度的影响进行修正。浓度的影响进行修正。浓度的影响进行修正。

【技术实现步骤摘要】
一种评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置及其使用方法


[0001]本专利技术属于供热管网系统中材料腐蚀行为研究领域，具体涉及一种评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]供热管网系统中换热管或者换热板常用材质为不锈钢，换热板(管)壁厚较薄，发生点蚀穿孔后，可能造成一次网优质水源向二次网侧流失；如果泄漏严重导致两侧压差不稳定，甚至会导致换热器退出运行，影响整体供热的稳定性。
[0003]不锈钢点蚀是卤素离子(主要是Cl
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)在不锈钢表面某些位置引起钝化膜局部破坏的腐蚀行为，点蚀主要受到氯离子浓度、温度、pH值、SO
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浓度等因素的影响。随着我国城镇集中供热规模的扩大，一级供热管网的循环水温度也逐渐升高，目前最高已达130℃。温度升高后，不锈钢换热板的点蚀风险进一步增加。不锈钢的点蚀只有当环境中Cl
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达到一定临界浓度时才发生，因此测定不锈钢发生点蚀的临界氯离子浓度对于指导热网循环水水质指标设定具有重要意义。
[0004]通过电化学测试可以对不锈钢的耐点蚀能力进行快速表征，但是对于100℃～150℃环境下不锈钢耐点蚀能力的评估传统电化学方法存在明显的弊端。(1)常规电化学容器不承压，无法在模拟100℃以上的环境中进行电化学测试。(2)常规电化学测试过程中使用的参比电极，如饱和甘汞电极、银氯化银电极均无法在高温高压下使用。(3)常规测试不锈钢点蚀临界氯离子浓度的方法为动电位极化曲线法或恒电位极化法，每次只能测试特定环境参数条件下的不锈钢点蚀特征，为了得到点蚀临界氯离子浓度，需要进行多组试验，逐渐找到临界值，消耗时间较长。目前市场上没有针对100℃～150℃条件下不锈钢点蚀临界氯离子浓度测量的装置及其使用方法。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术存在的难题，本专利技术的目的在于提供一种评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置及其使用方法，为高温热网循环水水质标准设定提供参考。
[0006]为了达到以上的目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置，包括电化学测试釜体和浓液箱；
[0008]所述电化学测试釜体外包裹有恒温加热套，恒温加热套连接温度控制器；通过紧固螺栓将釜体和釜盖连接；
[0009]所述电化学测试釜体内装有热网水模拟液，电化学测试釜体底部设置有搅拌桨，搅拌桨附近设置有氯离子浓度调节液加入口；釜盖上安装有不锈钢电极、铂片电极和固态银氯化银参比电极；
[0010]所述浓液箱内储存有NaCl溶液，浓液箱通过管路与高压剂量泵与电化学测试釜体中的氯离子浓度调节液加入口连接。
[0011]优选的，所述电化学测试釜体与釜盖之间有垫片材料。
[0012]优选的，所述釜盖设置有排气孔、压力表和测量探头连接孔。
[0013]优选的，所述釜盖设置有不锈钢腐蚀电化学测量探头盖板，不锈钢腐蚀电化学测量探头盖板呈圆柱形，具有螺纹用于与所述釜盖连接。
[0014]优选的，所述不锈钢腐蚀电化学测量探头盖板表面开有三个测量电极布置孔，测量电极布置孔内设置有聚四氟乙烯管，聚四氟乙烯中间包覆铜导线。
[0015]优选的，所述不锈钢电极通过锡焊与铜导线焊接，连接处使用耐高温环氧密封胶密封。
[0016]优选的，所述铂片电极采用热熔焊和耐高温环氧密封胶与铜导线连接。
[0017]一种评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置的使用方法，包括以下步骤：
[0018]将配置好的热网水模拟液注入电化学测试釜体中，调节恒温加热套的温度至目标值；在浓液箱内注入NaCl溶液；
[0019]将不锈钢电极、铂片电极和固态银氯化银参比电极分别作为工作电极、参比电极和辅助电极，安装于电化学测量探头盖板上，并将电化学测量探头盖板安装于测量探头连接孔；开启搅拌桨以恒定速率搅拌热网水模拟液；
[0020]测量不锈钢电极的开路电位，当开路电位稳定后，记录此时的电极电位E0；以阳极极化电位为E0+0.944V的恒电位对不锈钢电极施加阳极极化，并测试工作电极的电流密度；开始阳极极化时，同步开启高压剂量泵，以恒定的速率将NaCl溶液注入电化学测试釜体内；当电化学工作站显示工作电极电流密度有明显升高后，关闭高压剂量泵；
[0021]根据工作电极电流密度明显升高的时间、计量泵流量制作电化学测试容器内氯离子浓度升高曲线；计算出工作电极在恒电位极化过程中电流密度突然增大时热网水模拟液的理论氯离子浓度C1。
[0022]还包括空白试验步骤：
[0023]在关闭高压计量泵的情况下，温度、搅拌桨转速等参数与试验组完全一致，进行相同时间试验后，对电化学测试釜内的溶液进行取样，通过离子色谱法分析其中氯离子浓度升高值C0；不锈钢在该水质特点条件下的临界离子浓度为C1+C0。
[0024]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0025]本装置在使用过程使用固态银氯化银参比电极，该电极可以在高温高压环境中使用。而且考虑到该电极对溶液中氯离子浓度的影响，本专利技术对参比电极对氯离子浓度的影响进行修正。并通过恒电位法测试不锈钢电极在该环境中的点蚀发展情况，可以通过一次电化学测量，在较短时间内测得不锈钢在热网模拟液中发生点蚀的临界氯离子浓度。
[0026]进一步，本专利技术的电化学测试装置采用耐压结构和耐高温的密封材料，能够模拟100℃～150℃的热网循环水环境，并进行电化学测量；
[0027]进一步，本专利技术中在电化学测量釜底部设置有高精度的计量泵，在电化学测试过程中线性增加电化学测试溶液中氯离子浓度。
附图说明
[0028]在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。在附图中：
[0029]图1为本专利技术评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置示意图。
具体实施方式
[0030]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0031]需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。
[0032]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置，其特征在于，包括电化学测试釜体(1)和浓液箱(24)；所述电化学测试釜体(1)外包裹有恒温加热套(2)，恒温加热套(2)连接温度控制器(25)；通过紧固螺栓(5)将釜体(1)和釜盖(4)连接；所述电化学测试釜体(1)内装有热网水模拟液，电化学测试釜体(1)底部设置有搅拌桨(20)，搅拌桨(20)附近设置有氯离子浓度调节液加入口(21)；釜盖(4)上安装有不锈钢电极(14)、铂片电极(18)和固态银氯化银参比电极(19)；所述浓液箱(24)内储存有NaCl溶液(23)，浓液箱(24)通过管路与高压剂量泵(22)与电化学测试釜体(1)中的氯离子浓度调节液加入口(21)连接。2.根据权利要求1所述的评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置，其特征在于：所述电化学测试釜体(1)与釜盖(4)之间有垫片材料(3)。3.根据权利要求1所述的评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置，其特征在于：所述釜盖(4)设置有排气孔(26)、压力表(8)和测量探头连接孔(9)。4.根据权利要求1所述的评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置，其特征在于：所述釜盖(4)设置有不锈钢腐蚀电化学测量探头盖板(10)，不锈钢腐蚀电化学测量探头盖板(10)呈圆柱形，具有螺纹用于与所述釜盖(4)连接。5.根据权利要求4所述的评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置，其特征在于：所述不锈钢腐蚀电化学测量探头盖板(10)表面开有三个测量电极布置孔，测量电极布置孔内设置有聚四氟乙烯管，聚四氟乙烯中间包覆铜导线。6.根据权利要求1所述的评估热网系统中不锈钢耐点蚀能力的装置，其特征在于：所述不锈钢电极(14)通过锡焊与铜导线(16)焊接，连接处使用耐高温环氧密封胶(17)密...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖海刚，黄万启，张洪博，郭焱，黄鑫鑫，苏玮，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：