【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高温下金属的耐腐蚀性能测试，尤其是涉及一种测试金属耐腐蚀性能的装置及方法。
技术介绍
1、目前，国内火力发电主要以燃煤为主，或辅助加入生物质作为燃料。随着国民经济快速发展，市政生活垃圾量与日俱增，垃圾处理成为国家重点关注的问题。焚烧垃圾产生的内能转化为水蒸气用于发电，可实现资源的再利用。所以，各种生活垃圾也可以用作火力发电的燃料。在生物质、煤燃烧或垃圾焚烧发电过程中，锅炉受热面金属的腐蚀主要受烟气和积灰中的氯、硫的影响。这些燃料的燃烧会产生较高的温度，所以，锅炉蒸汽温度一般超过400℃，甚至可以高达540℃。在高温的情况下，烟气和积灰中的含氯或硫成分的组分对受热面金属的腐蚀加速，锅炉寿命下降，这也限制锅炉蒸汽提高到较高的温度，使热效率降低。因此，研究受热面金属腐蚀的机理，探讨各因素的影响规律，可以指导如何提高发电效率；同时，设计、开发耐蚀性能更优异的合金材料与制备工艺，必须对实际服役环境进行实验模拟评价合金材料的耐蚀性能。
2、经研究表明，垃圾在焚烧过程中，会释放大量的cl2、hcl、so2等酸性气体，nacl、kcl、na2so4等盐类蒸汽，还有夹杂在烟气中的飞灰颗粒。其中nacl为主导的氯腐蚀最为严重。hcl，cl2则是主导因素。这些结果表明，金属材料腐蚀的反应机理和影响因素复杂，不仅跟腐蚀介质，温度有关，而且，金属本身的组成也有重要的影响。所以，选用合适的装置和方法测定金属材料的耐腐蚀性能及腐蚀机理显得尤为重要和迫切。
3、现有的探针装置和方法能实时在线方便地监测锅炉受热面金属的腐蚀状
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少改善现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出了一种测试金属耐腐蚀性能的装置及方法。
2、根据本专利技术第一方面实施例的测试金属耐腐蚀性能的装置，其中，包括：
3、供气系统，所述供气系统包含若干个装有不同腐蚀介质的试样瓶，所述试样瓶对应连接有减压阀；
4、气体流量控制系统，所述气体流量控制系统包含开关阀和质量流量计通过气路管连接，所述开关阀与所述减压阀通过气路管连接；
5、预混合器，所述预混合器的输入端与所述减压阀通过气路管连接，所述预混合器的输出端与三通接头连接；
6、液体流量控制系统，所述液体流量控制系统包含连通盐溶液池的柱塞泵，所述柱塞泵输出端与三通接头连接；
7、加热炉，所述加热炉内设置有样品支撑架和反应管，所述反应管进端与三通接头连通，所述反应管出端连接背压阀，用于调节反应管的管路压力。
8、根据本专利技术实施例的测试金属耐腐蚀性能的装置，利用圆柱反应管置于可控加热炉，解决了釜式反应容器由于死角空间的存在导致腐蚀介质局部浓度不均匀的问题。 采用柱塞泵输送盐溶液，可动态控制盐溶液腐蚀介质的变化，相较于现有技术中的预先涂覆盐溶液的方式，能更真实模拟实际环境。基于本专利技术的供气系统、气体流量控制系统、液体流量控制系统以及预混合器，不论气相还是液相腐蚀介质，都可以较为精确地还原真实的腐蚀环境，更有利于腐蚀动力学数据的测定，从而获得准确的腐蚀机理。本专利技术不仅适用于模拟实际环境下的金属发生腐蚀行为的评价，而且还可以测试和分析在各种具体的单独的腐蚀介质下金属的腐蚀行为和机理，从而有效指导和设计开发耐蚀性能优异的金属材料。
9、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述加热炉为圆柱形开启式管式加热炉，所述加热炉与温控仪电连接，采用三段式加热方式；加热控制采用pid模式温控仪调控，控制温度为25℃~1200 ℃。
10、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述样品支撑架由一个正方形石英玻璃片和四根石英玻璃棒焊接而成，整个样品支撑架长为60~70mm，正方形石英玻璃片边长30~50mm，厚度3mm，所述正方形石英玻璃片的内部含有对称分布的五个小空心正方形，所述石英玻璃棒直径为10mm，当单纯测试气相腐蚀介质时，样品支撑架上可以同时放置五个样品，可大大提升测试效率，提高测试的准确度；若存在液相腐蚀介质时，则只在样品支撑架上的中心正方形上放置样品，基于不同腐蚀介质提供不同的样品载具，通用性更强。
11、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述气路管和所述反应管均为316l不锈钢管；
12、气路管内径范围为1mm~8mm，外径范围为3mm~12mm，气路管路系统压力范围为0mpa～10mpa；
13、反应管内径范围为32mm~52mm，外径范围为40mm~60mm，长度范围为120mm~140mm。
14、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述预混合器为五通预混合器，多种不同比例的气体通过五通预混合器形成模拟的气相腐蚀介质，通过三通接头，气相携带液相模拟最终的实际腐蚀介质环境。
15、在第一方面的一种可能的实现方式中，还包括尾端处理系统，所述尾端处理系统包含缓冲罐和净化罐，所述缓冲罐和所述净化罐通过管路相通，所述反应管出端的管路直通至所述缓冲罐内部，介于所述三通接头与所述反应管连接的管路上设置有三通阀，所述三通阀通过气路管连通至所述缓冲罐内。
16、在第一方面的一种可能的实现方式中，介于所述反应管出端和所述缓冲罐之间管路设置有三通阀和节流阀，管路中的气路管与三通阀及节流阀、反应管均采用卡套式接头连接。
17、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述缓冲罐和所述净化罐的体积为1l～3l。
18、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述净化罐盛有溶质为naoh、na2co3、koh和k2co3中的一种或几种的碱性溶液，碱性溶液的质量浓度为5%~30%。
19、根据本专利技术第二方面实施例的测试金属耐腐蚀性能的方法，采用上述的装置对金属耐腐蚀性能进行测试，所述方法包括如下步骤：
20、步骤s1，将重量为m0的待测金属片置于样品支架上；
21、步骤s2，将圆柱反应管上端先通过卡套式接头旋紧连接，将装有待测金属片的样品支撑架，从下端口放入反应管，使得样品支撑架的底部顶在下端的卡套式接头的内平面上，将卡套式接头旋紧，与反应管的下端连接；
22、步骤s3，打开开关阀，调节氮气试样瓶所连接的流量控制仪，吹扫整个反应管路，同时预设加热炉炉内温度阈值，设定程序使温控仪运行；
23、步骤s4，待加热炉炉内温度达到预设阈值后，选择所需测定的腐蚀介质环境a，打开相应的试样瓶的开关阀，调节相应的流量控制仪并运行；
24、步骤s5，通过换向阀将腐蚀介质切换到与尾端处理系统直连，开启加热炉上半部分，当反应管温度降到100℃左右，打开反应管下端卡套接头，使用高温手套取出待测金属片，迅速置于干燥器中冷却到室温，分别用水和乙醇进行清洁处理，冷风吹干后称重，记录腐蚀介质环境a下相应的重量m1。
25、步骤s6，将金属片重置于样品支撑架上，再次放入圆柱反应管，旋紧反应管下端的卡套式接头，恢复至本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，所述加热炉为圆柱形开启式管式加热炉，所述加热炉与温控仪电连接。
3.根据权利要求1所述的测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，所述样品支撑架由一个正方形石英玻璃片和四根石英玻璃棒焊接而成，整个样品支撑架长为60mm~70mm，正方形石英玻璃片边长30mm~50mm，厚度3mm，所述正方形石英玻璃片的内部含有对称分布的五个空心正方形，所述石英玻璃棒直径为10mm。
4.根据权利要求1所述的测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，所述气路管和所述反应管均为不锈钢管，其中：
5.根据权利要求1所述的测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，所述预混合器为五通预混合器，多种不同比例的气体通过五通预混合器形成模拟的气相腐蚀介质，通过三通接头，气相携带液相模拟最终的实际腐蚀介质环境。
6.根据权利要求1所述的测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，还包括尾端处理系统，所述尾端处理系统包含缓冲罐和净化罐，所述缓冲罐和所述净化罐通
7.根据权利要求6所述的测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，介于所述反应管出端和所述缓冲罐之间管路设置有三通阀和节流阀，管路中的气路管与三通阀及节流阀、反应管均采用卡套式接头连接。
8.根据权利要求6所述的测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，所述缓冲罐和所述净化罐的体积为1L～3L。
9.根据权利要求8所述的测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，所述净化罐盛有溶质为NaOH、Na2CO3、KOH、K2CO3中的一种或多种的碱性溶液，碱性溶液的质量浓度为5%~30%。
10.一种测试金属耐腐蚀性能的方法，采用如权利要求1至9中任一项所述的装置对金属耐腐蚀性能进行测试，所述方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，所述加热炉为圆柱形开启式管式加热炉，所述加热炉与温控仪电连接。
3.根据权利要求1所述的测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，所述样品支撑架由一个正方形石英玻璃片和四根石英玻璃棒焊接而成，整个样品支撑架长为60mm~70mm，正方形石英玻璃片边长30mm~50mm，厚度3mm，所述正方形石英玻璃片的内部含有对称分布的五个空心正方形，所述石英玻璃棒直径为10mm。
4.根据权利要求1所述的测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，所述气路管和所述反应管均为不锈钢管，其中：
5.根据权利要求1所述的测试金属耐腐蚀性能的装置，其特征在于，所述预混合器为五通预混合器，多种不同比例的气体通过五通预混合器形成模拟的气相腐蚀介质，通过三通接头，气相携带液相模拟最终的实际腐蚀介质环境。
6.根据权利要求1所述的测试金属耐腐蚀性能的...
【专利技术属性】
技术研发人员：向军淮，胡胜华，白凌云，刘学璋，张洪华，
申请(专利权)人：江西科技师范大学，
类型：发明
国别省市：
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