一种高温高压原位高速划伤装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及划伤装置，具体为一种高温高压原位高速划伤装置，解决现有技术在高温高压环境下难以实现原位高速划伤、划伤试样的固定、绝缘、信号线的引出、高速运动轴的压力平衡、密封和划伤过程高精度计时等一系列问题。该装置设有：高压釜、环形加热器、手动/液压双立柱固定支架、控制箱、高速运动轴、划头、试样固定装置、气缸、换向阀、磁钢、霍尔传感器和精密计时器等，能实现在高温高压环境中对金属试样表面进行原位高速划伤研究并精确记录高速划伤过程所用时间，还可通过安装在高压釜上釜盖的高温高压参比电极、高温高压工作、辅助电极配合电化学工作站将划伤过程中试样表面膜由发生破坏到再钝化这一过程的信号检测出来。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐蚀材料表面划伤技术，具体为一种高温高压原位高速划伤装置。
技术介绍
依赖表面形成致密钝化膜而具有腐蚀抗力的耐蚀合金，当局部表面的钝化膜因机械破坏露出新鲜表面时，则会加剧新鲜表面腐蚀的发生，从而在该位置形成新的钝化膜，且再钝化的发生依赖材料本身和环境因素的共同作用。因此，金属材料在特定环境中再钝化能力的原位表征对于评定材料在工况下的耐腐蚀性能具 有重要作用。目前，材料再钝化能力的表征主要通过划伤电极法来实现。在高温高压环境中材料新鲜表面的重新成膜是一个快速过程，那么这就要求划伤速度必须快，否则将会导致试样表面边划伤、边钝化，那么采集得到的信号也是新鲜表面的钝化信号和稍早前划伤表面钝化信号的一系列叠加，不能准确反映材料在特定环境中的再钝化能力。然而，由于高温高压原位高速划伤装置复杂，不仅要实现高温高压下材料表面钝化膜的原位高速划伤，还要考虑到高温高压下划头高速运动的实现、高速运动轴和高压釜之间的压力平衡、密封、高精度计时、试样和金属容器的绝缘、信号线的引出等一系列问题。正是因为这些实验设备上的技术困难，限制了对核电和火电等高温高压环境中使用的耐蚀材料钝化能力的原位表征。目前，相关设备还未见有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高温高压原位高速划伤装置，解决现有技术中高温高压环境下难以实现原位高速划伤、划伤试样的固定、绝缘、信号线的引出、高速运动轴的压力平衡和密封等问题。本专利技术的技术方案如下—种闻温闻压原位闻速划伤装置，该装置设有闻温闻压工作电极、闻温闻压辅助电极、高温高压参比电极、上下高压釜盖、高压釜体、高速运动轴、划头、环形加热器，具体结构如下高压釜体和上下两个高压釜盖构成高压釜，高压釜体设置于上下两个高压釜盖之间，高压釜体和上下两个高压釜盖连接；在上高压釜盖上设置热电偶、高温高压工作/辅助电极座和高温高压参比电极，高压釜体内设置辅助电极、划头、工作电极，辅助电极和工作电极分别通过导线穿过高温高压工作/辅助电极座，高温高压参比电极的导液管伸至高压釜体内；高速运动轴上部穿过导向板中心的高速运动轴孔,与导向板连接，导向板外周通过孔与高压釜体内的支架杆配合，即以支架杆为导杆上下运动，高速运动轴和高压釜之间设有压力平衡机构，并通过密封圈进行密封，高速运动轴下部与气动装置的气动活塞连杆相连接，高速运动轴上装有划头，试样固定槽设置于固定平台上；高压釜体的外侧设置环形加热器，高压釜外设置双立柱支架，双立柱支架上的两个立柱立柱I和立柱II平行设置于上下两个高压釜盖、高压釜体、环形加热器的两侧；立柱I上设置滑块I，为液压驱动，立柱II上设置滑块II，为手动升降盘驱动；滑块I连有高压釜体和配重，高压釜体外侧设有环形加热器，滑块II连有上高压釜盖。所述的高温高压原位高速划伤装置，还包括控制箱，控制箱内设置加热电源开关、加热指示灯、超温报警灯、超压报警灯、计时器复位按钮、温度控制器、加热电压调节器、压力显示器和精密计时器；其中，精密计时器连有计时器复位按钮，压力显示器连有超压报警灯，超温报警灯与温度控制器相连，加热电源开关与加热电压调节器连接，加热电源开关连有加热指示灯，加热电压调节器与温度控制器连接，压力显示器和温度控制器连至控制箱内部继电器，控制箱内部继电器通过导线连接环形加热器的电炉丝，形成超温断电加热结构和超压断电加热结构。 所述的高温高压原位高速划伤装置，滑块I的高度通过液压机构调节，立柱I的下部设有液压油缸，液压油缸采用脚踏油泵，在液压油缸底部外侧连有踏板及弹簧复位机构；滑块II与立柱之间采用螺母丝杠的调节机构，立柱II的顶部设置手动升降盘，通过调节手动升降盘使滑块II在立柱II上下运动。所述的高温高压原位高速划伤装置，通过压力平衡机构维持高速运动轴在高压釜内外的平衡，高速运动轴采用分段连接的方式，在下高压釜盖上设有高速运动轴轴套，轴套外部设有冷却水套。所述的高温高压原位高速划伤装置，上高压釜盖上的热电偶伸入高压釜体中，高压釜气相口分三路，分别连接压力表、安全阀、压力变送器；上高压釜盖设有与高压釜体内腔相通的排气通道，所述排气通道的出气端装有高压釜排气阀；下高压釜盖上设有与高压釜体内腔相通的进气通道和进液通道，所述进气通道的进气端装有进气阀，所述进液通道的进液端装有进液阀，进液通道伸至与高压釜体内腔的上部。所述的高温高压原位高速划伤装置，辅助电极通过外部套有聚四氟乙烯热缩管的钼丝作为导线点焊在钼片后面，工作电极通过外部套有聚四氟乙烯热缩管的纯镍丝或不锈钢丝作为导线点焊在金属试样上；高温高压工作/辅助电极座中设有高温胶塞，辅助电极上的导线和工作电极上的导线从高温高压工作/辅助电极座中引出。所述的高温高压原位高速划伤装置，还设有电化学工作站，电化学工作站上的工作电极、辅助电极和参比电极的引线夹头分别与高温高压工作电极导线、高温高压辅助电极导线和高温高压参比电极导线连接。所述的高温高压原位高速划伤装置，平台上开有平台升降孔，高压釜内支架杆穿设于平台升降孔，平台通过与平台平行的平台固定螺栓固定于高压釜内支架杆上，高压釜内支架杆两端设有螺纹，高压釜内支架杆通过螺纹固定于下高压釜盖上。所述的高温高压原位高速划伤装置，划头后部设有弹簧，在划头侧面设置划头固定螺栓，试样固定在试样固定槽中，在试样背部设有试样紧固螺栓于试样固定槽上，试样和固定试样的装置之间采用绝缘结构聚四氟乙烯槽，聚四氟乙烯槽安装于试样固定槽的凹形槽中，凹形槽为收口形状，其开口顶部宽度小于底部宽度，便于将工作电极固定于聚四氟乙烯槽中。所述的高温高压原位高速划伤装置，气动活塞连杆的一端与高速运动轴下端相连接，气动活塞连杆的另一端设有在气缸中往复运动的活塞，进气口和排气口分别通过换向阀与气缸中的两个腔连通，通过换向阀实现运动轴的高速上下运动；高速运动轴和气动装置的气动活塞连杆连接处设有磁钢，磁钢与霍尔传感器相对应，配合霍尔传感器和精密计时器将高速运动轴的运动时间精确记录。本专利技术的有益效果是I、本专利技术装置实现了试样在高温高压下原位高速划伤和再钝化行为研究。通过使试样和装置间绝缘，利用安装在高压釜上的 高温高压参比电极和高温高压工作、辅助电极配合电化学工作站可将划伤过程中试样表面膜由发生破坏到再钝化这一过程的信号检测出来。2、本专利技术通过将高速运动轴和外部气缸的活塞连杆相连接，具有划伤速度快的特点，并可调节气动装置进口处气压改变高速运动轴的划伤速度。3、本专利技术在高速运动轴和外部气缸活塞连杆的连接处设有磁钢，配合霍尔传感器和精密计时器可将高速运动轴的运动时间精确测量，便于划伤实验结果的量化对比。4、本专利技术通过在划头后部设置弹簧，可以通过调节划头和试样之间的距离来控制划头划过试样表面时的力度大小。5、本专利技术通过更换不同角度的划头和调节划头和试样间的距离，可以产生不同宽度和不同深度的划痕。6、本专利技术通过压力平衡的方式解决了高速运动轴的压力平衡和密封的问题。7、本专利技术中的划轴通过分段连接，易于拆卸和维护。8、本专利技术通过在控制部分分别设置超温自动断电和超压自动断电，使该装置在工作时更加安全可靠。9、本专利技术在高压釜外设置标准接口，可通过卡套与外部具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统(参见中国专利技术专利201010275276. 2，申请日2010年本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温高压原位高速划伤装置，其特征在于，该装置设有：高温高压工作电极、高温高压辅助电极、高温高压参比电极、上下高压釜盖、高压釜体、高速运动轴、划头、环形加热器，具体结构如下：高压釜体和上下两个高压釜盖构成高压釜，高压釜体设置于上下两个高压釜盖之间，高压釜体和上下两个高压釜盖连接；在上高压釜盖上设置热电偶、高温高压工作/辅助电极座和高温高压参比电极，高压釜体内设置辅助电极、划头、工作电极，辅助电极和工作电极分别通过导线穿过高温高压工作/辅助电极座，高温高压参比电极的导液管伸至高压釜体内；高速运动轴上部穿过导向板中心的高速运动轴孔，与导向板连接，导向板外周通过孔与高压釜体内的支架杆配合，即以支架杆为导杆上下运动，高速运动轴和高压釜之间设有压力平衡机构，并通过密封圈进行密封，高速运动轴下部与气动装置的气动活塞连杆相连接，高速运动轴上装有划头，试样固定槽设置于固定平台上；高压釜体的外侧设置环形加热器，高压釜外设置双立柱支架，双立柱支架上的两个立柱：立柱Ⅰ和立柱Ⅱ平行设置于上下两个高压釜盖、高压釜体、环形加热器的两侧；立柱Ⅰ上设置滑块Ⅰ，为液压驱动，立柱Ⅱ上设置滑块Ⅱ，为手动升降盘驱动；滑块Ⅰ连有高压釜体和配重，高压釜体外侧设有环形加热器，滑块Ⅱ连有上高压釜盖。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郦晓慧，王俭秋，韩恩厚，柯伟，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：