[发明专利]用于材料的高温硫化腐蚀实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对材料的耐腐蚀性能进行试验的装置，具体涉及一种用于材料的高温硫化腐蚀实验装置。

背景技术

金属材料的高温硫化一般发生在使用矿物燃料及能量转换的设备中，涉及航空、石油化工、火力发电、煤的气化等现代工业。金属的高温硫化速度要比其氧化速度快的多，危害性很大。

为了研究金属的高温硫化机理，需要在特定的硫化实验装置中测量金属的在高温硫气氛下的腐蚀动力学。实验装置中实现的高温硫环境一般有两种，一种是固体单质硫的挥发，可控制硫压为1～10^-2atm，另一种是采用H₂S-H₂气氛，可控制硫压范围较宽，约为10^-2～10^-10atm。H₂S-H₂气氛实现的硫压比较小，实验需要的设备较多，操作复杂；固体硫的挥发可实现的硫压较高，但由于单质硫遇冷则凝固，很容易附着在实验装置上，影响实验结果。

国内外大都是采用单质硫的挥发来设计设备的，其核心部件就是石英弹簧热天平。这种设备的特点就是能够连续测量试样在腐蚀过程中的增重，绝对精度较高。但设备复杂，制作成本较高，且一次只能测量一个样品，不能实现多个试样在同一环境下的对比，尤其是一些对硫化环境比较敏感的纯金属，如纯镍等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简便，制作成本低，实用性强，可同时对多个样品进行实验的用于材料的高温硫化腐蚀实验装置。

为了解决上述技术问题，本发明是一种用于材料的高温硫化腐蚀实验装置，具有盖板的容器内设有支架，所述的支架上设有用于悬挂样品的细丝钩，所述的容器的底端放置有一定质量的单质硫磺，所述的容器连接有一组真空系统和一组氩气充气系统，一组加热系统与所述的容器内的用于悬挂样品的细丝钩对应加热设置，另一组加热系统与所述的容器的底端放置的单质硫磺对应加热设置。

所述的支架的顶部设有隔热层。

每组所述的加热系统分别由一个温控仪、一个热电偶和一个电阻炉构成，所述的温控仪连接所述的一个热电偶，所述的热电偶对应测量所述的电阻炉。

所述的容器为不锈钢容器。所述的支架为不锈钢支架。所述的细丝钩为不锈钢细丝钩。所述的隔热层为不锈钢隔热层。

所述的氩气充气系统由氩气瓶和设在所述的氩气瓶的出口管路上的缓冲袋组成。

采用上述技术方案的用于材料的高温硫化腐蚀实验装置，具有盖板的不锈钢容器、两组电阻炉、热电偶和温控仪、带有氩气瓶的真空系统，在不锈钢容器外面，一组电阻炉和热电偶位于不锈钢细丝钩钩子的地方；另一组位于容器底部。每组所述的加热系统分别由一个温控仪、热电偶和电阻炉构成，一组用于控制硫化腐蚀温度，一组加热系统控制着硫磺的温度，利用硫磺的饱和蒸汽压与温度的关系来控制不锈钢容器内的硫压；真空系统包括真空泵、管道、阀门，腐蚀之前用来除去将不锈钢容器里面的氧气和氮气。氩气瓶和缓冲袋，保证腐蚀前不锈钢容器内的气氛为大约一个大气压的氩气。不锈钢容器内的支架上放有隔热层，一方面用来保证腐蚀温度恒定，另一方面用来悬挂样品和阻挡硫蒸汽向上面渗透。

为了保证容器的密封性，在盖板与容器间有涂有真空油脂的皮垫圈。

本发明是专门针对非连续测量高温硫化动力学的实验装置，可以实现同一温度，不同硫压下的高温硫化，也可实现同一硫压，不同温度下的高温硫化。可以调节不超过1000℃的腐蚀温度，通过调节单质硫磺的温度来控制硫压，可控硫压范围为1～10^-2atm。

本发明结构简单，成本低廉，操作方便，可同时对多个样品在同一腐蚀环境下进行高温硫化，实验的对比性高。停止加热后，通过对不锈钢容器底部水冷，可实现硫蒸汽在底部凝固回收，防止其附着在样品表面，提高实验的精度。

附图说明

图1是本发明实验装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详述本发明。