专利名称：在交替氧化－硫化气氛中工程用钢的高温腐蚀模拟装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及金属材料高温腐蚀的研究，具体地说是一种在交替氧化-硫化气氛中工程用钢的高温腐蚀模拟装置。
在现有技术中，许多以燃烧矿物燃料产能的装置如工业锅炉等，为减少氧化氮的排放而采用两段燃烧过程，其燃烧气氛有时会发生由氧过剩(氧化)状态到缺氧(还原)状态的循环交替变化(1.ChouSF，DanielPL，BlazewiczAJ，DudekRF，InRothmanMF ed，High Temperature Corrosion in Energy Systems，The Met Soc of AIME，Warrendale，1985327；2.Daniel P L，Gottshling JD，Miller AS，InLevy AV ed，Corrosion-Erosion-Wear of Materials in Emerging FossilEnergy Systems，NACE，Houston，1982137)。在还原状态下最为有害的含硫化合物是H2S，它比在氧化状态下生成的SO2和域SO3更具腐蚀性，因为H2S导致生成硫化物而非氧化物(3.Meadowcroft DB.Mater Sci Eng，1989；A121669；4.Gesmundo F，Young DJ，Roy S K，High Temp Mater Proc，1989；8149)。金属部件若暴露在高温、环境气氛又波动于氧化和硫化状态之间时，将遭到剧烈地侵蚀(5.Gesmudo F，Viani F，Toledo GP.InCosta J M，Mercier A D eds，Proc 10ch European Corrosion Congress，Vol.1，The Institute of Materials，London，1993825)，为了控制或减少腐蚀的产生，需对有关的系统进行研究。中国专利申请(00253165.8)公开了多种气氛高温腐蚀热天平测量装置，它能够无污染地模拟复杂气氛进行高温腐蚀试验研究，但还不能满足由氧过剩(氧化)状态到缺氧(还原)状态的循环交替变化气氛带来的高温腐蚀的研究。
本实用新型的目的是提供一种在交替氧化-硫化气氛中工程用钢的高温腐蚀模拟装置。
本实用新型的技术方案是包括一水平管式炉，炉体具有三段温区安装在带支架的底盘上，其中的石英炉管两端设在支架上，样品分别位于温区内、于石英炉管里；一综合反应器，通过阀与石英炉管输出端相连；一机械泵，通过阀与石英炉管输出端相连；三个气瓶，通过阀与石英炉管输入端相连；另外，每个气瓶上设一阀，三个阀的另一端连接在一起后的节点与石英炉管输入端之间又设一阀；所述水平管式炉的三个温区分别设有控温仪；所述水平管式炉输出端加设一真空计和真空表。
本实用新型具有如下优点本实用新型能模拟由氧过剩(氧化)状态到缺氧(还原)状态的循环交替变化气氛，可以方便地、深入地进行金属材料高温腐蚀的研究，进而有针对性地做出防腐蚀对策，具有工业实用性。本实用新型应用范围还适用于垃圾焚烧处理。
图1为本实用新型结构示意图。
以下结合附图和实施例详述本实用新型。
如图1所示，本实用新型包括水平管式炉1炉体1具有三段温区安装在带支架11的底盘13上，其中的石英炉管12两端设在支架11上，样品15分别位于温区内、于石英炉管12里；综合反应器2通过阀与石英炉管12输出端相连；机械泵3通过阀与石英炉管12输出端相连；三个气瓶4通过阀与石英炉管12输入端相连；另外，每个气瓶4上设一阀，三个阀的另一端连接在一起后的节点与石英炉管12输入端之间又设一阀；所述水平管式炉1的三个温区分别设有控温仪16；所述水平管式炉1输出端加设真空计31和真空表32。
本实用新型具体工作过程如下实验采用12Cr铁素体钢，其成分(质量分数，％)为Cr10.36，Ni0.66，Mo0.83，V0.247，Nb0.011，C0.2，Si0.27，Mn0.52。由钢件切得10mm×20mm×1mm的方形试样，经研磨至600号砂纸，相继经乙醇、丙酮和水清洗、干燥后备用。实验开始时，关闭石英炉管12输入端的阀和输出端与综合反应器2之间的阀，先用机械泵3将炉管12抽空，通过气瓶4充入氮气，将试样15通过控温仪16加热至600℃，然后从气瓶4导入反应气体，流量为3L/h，每一循环持续24h。对循环多于1次的实验，在前一循环终结时，用氮气冲洗炉管约0.5L/h，后导入另一种腐蚀性气体。试样则一直保持在炉中，以避免由于冷却和再加热带来大的热应力而导致其腐蚀膜剥落。硫化和氧化用的气体分别为H2-H2S混合气和氧气。前者含H2S量(体积分数，％)为1.05，即在600℃时的硫分压为2.4×10-10Pa。动力学测量为间断式，即n循环的试样应达n次循环结束才称重，对每一试样仅称重一次，应特别指出，由于在600℃氧气中氧化增重甚低，而本研究目的在于探究相生成的氧化膜在随后循环气氛中的蜕变，故将第一(氧化)循环的温度调高至800℃使之产生足够厚的氧化膜，随后的硫化和氧化温度仍为600℃。实验后的有害气体经综合反应器2后排出。
腐蚀后试样15先经X射线衍射(XRD)分析，再镶入树脂中制成断面金相试样，经金相(OM)和扫描电镜(SEM)观察分析其组织和相组成。
12Cr钢经预氧化后，在氧化-硫化间交变化学组成的气氛中腐蚀生成由硫化物和氧化物层状交替的腐蚀膜。同时，发生硫明显地渗透入氧化膜而氧则渗透入硫化膜，从而使整个腐蚀膜成为两种化合物的复杂混合物。
综上，采用本实用新型可以深入研究金属材料的高温腐蚀，对如何防止腐蚀具有决策性意义。
权利要求1.一种在交替氧化-硫化气氛中工程用钢的高温腐蚀模拟装置，其特征在于包括一水平管式炉(1)，炉体(1)具有三段温区安装在带支架(11)的底盘(13)上，其中的石英炉管(12)两端设在支架(11)上，样品(15)分别位于温区内、于石英炉管(12)里；一综合反应器(2)，通过阀与石英炉管(12)输出端相连；一机械泵(3)，通过阀与石英炉管(12)输出端相连；三个气瓶(4)，通过阀与石英炉管(12)输入端相连。
2.按照权利要求1所述高温腐蚀模拟装置，其特征在于每个气瓶(4)上设一阀，三个阀的另一端连接在一起后的节点与石英炉管(12)输入端之间又设一阀。
3.按照权利要求1所述高温腐蚀模拟装置，其特征在于所述水平管式炉(1)的三个温区分别设有控温仪(16)。
4.按照权利要求1所述高温腐蚀模拟装置，其特征在于所述水平管式炉(1)输出端加设真空计(31)和真空表(32)。
专利摘要一种在交替氧化－硫化气氛中工程用钢的高温腐蚀模拟装置。包括水平管式炉:炉体具有三段温区安装在带支架的底盘上,其中的石英炉管两端设在支架上,样品分别位于温区内、于石英炉管里;综合反应器:通过阀与石英炉管输出端相连;机械泵:通过阀与石英炉管输出端相连;三个气瓶:通过阀与石英炉管输入端相连;水平管式炉上分别设有控温仪、真空计和真空表。它能模拟由氧过剩状态到缺氧状态的循环交替变化气氛,深入研究金属材料高温腐蚀。
文档编号G01N17/02GK2476810SQ01248009
公开日2002年2月13日 申请日期2001年5月30日 优先权日2001年5月30日
发明者龙康, 李远士, 牛焱 申请人:中国科学院金属研究所