腐蝕試驗系統的製作方法
2023-05-11 21:20:36 1
專利名稱：腐蝕試驗系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種腐蝕試驗系統，具體地講，本實用新型涉及一種測試不鏽鋼抗腐蝕性能的硫酸-硫酸銅腐蝕試驗系統。
背景技術：
不鏽鋼作為一種常用的金屬材料，由於具有很好的抗腐蝕性能，廣泛應用於國民經濟的各個領域，耐腐蝕性能是衡量不鏽鋼品質的重要指標。對於奧氏體不鏽鋼，在經過10％草酸浸蝕試驗篩選後，對不合格的樣品應進一步用硫酸-硫酸鐵腐蝕試驗，或65％硝酸腐蝕試驗，或硝酸-氫氟酸腐蝕試驗，或硫酸-硫酸銅晶間腐蝕試驗進行檢驗，其中以硫酸-硫酸銅腐蝕試驗最為常用。根據GB/T4334.5-2000，JIS G0575-1999，ASTM A262-02a及GOST 6032-89標準要求，試樣需在微沸騰的硫酸-硫酸銅溶液中浸蝕約24小時後進行彎曲，檢查試樣表面有否裂紋出現。由於整個試驗過程較長，試驗易受到環境溫度、電壓波動和水壓的影響。實驗過程中腐蝕溶液如溫度過高容易溢出，損壞試驗設備，造成安全隱患；如溫度過低又達不到腐蝕的目的；如冷卻用的自來水突然停水而操作者又未能及時發現並切斷電源，溶液瓶極容易發生爆炸，嚴重時可能傷及操作人員。
目前不鏽鋼的硫酸-硫酸銅腐蝕試驗操作方法一般是在腐蝕溶液到達沸騰狀態後，通過採用變壓器降壓的方法保持加熱爐電流恆定的方法維持溶液微沸騰狀態，加熱容器為錐形瓶，蒸汽冷卻方式為蛇形冷卻管。此方法簡單實用，廣泛被應用於不鏽鋼耐腐蝕試驗中。但此方法由於不對電壓或電流進行自動控制，當供電電壓波動變化時加熱功率會隨之變化，如不及時調整電壓腐蝕液或強烈沸騰或不沸騰，容易引起爆炸或滿足不了試驗標準要求；此方法同時對當冷卻自來水亦無監控，當自來水意外斷水後蒸汽外洩，容易引起中毒，同時導致溶液蒸乾，引起爆炸或火災等安全事故的發生。
因此，提供一種提高檢驗工作效率、消除不安全隱患和改善試驗質量的對硫酸-硫酸銅腐蝕試驗進行自動控制的腐蝕試驗系統實為必要。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種工作效率高、試驗質量良好穩定性高、安全可靠的對硫酸-硫酸銅腐蝕試驗進行自動控制的腐蝕試驗系統。
本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的提供一種腐蝕試驗系統，其包括加熱裝置、冷卻裝置、檢測裝置和控制裝置。該加熱裝置包括加熱爐和容器，該冷卻裝置與容器相接觸，該檢測裝置放置在加熱裝置和冷卻裝置中且與該控制裝置相連接，該控制裝置與加熱裝置和冷卻裝置相連接。
該加熱裝置對試驗用溶液及樣品進行加熱，該冷卻裝置對該試驗用溶液及樣品進行降溫，該檢測裝置對加熱裝置和冷卻裝置的溫度、水壓以及相關試驗參數等進行檢測並傳送數據至控制裝置，該控制裝置對加熱裝置、冷卻裝置和檢測裝置進行控制，並根據檢測裝置所提供的信息對加熱裝置和冷卻裝置動態控制，使試驗溫度達到所需，試驗容易保持微沸騰狀態。
該加熱裝置包括加熱用的加熱爐以及盛裝試驗用腐蝕溶液及樣品的容器，加熱爐對容器直接進行加熱，當加熱爐加熱到試驗所需溫度，且容器與加熱爐之間建立熱平衡關係，容器內溶液會一直保持微沸騰狀態直到實驗結束。
該冷卻裝置包括冷卻水管和冷凝管，該冷卻水管與冷凝管相連，該冷凝管套接在容器上與容器相接觸，冷卻水管接入冷卻水經過冷凝管，流動的冷卻水帶走熱量從而對加熱裝置進行降溫。
該加熱裝置的容器可以是錐形燒瓶或其它可作盛裝試驗用腐蝕溶液及樣品的容器，該冷卻裝置的冷凝管可以是套接在錐形燒瓶上的回流蛇形冷凝管或其它可進行水循環的冷卻元件。
該檢測裝置包括感應加熱爐溫度的電熱偶和檢測水壓的水壓表，該電熱偶置於加熱爐中，當容器中溶液剛好沸騰時以此時熱電偶感應的溫度作為設定值(經試驗在200℃左右)，控制系統自動調整加熱功率，保持加熱爐的溫度。水壓表連接冷卻裝置，感應冷卻裝置的水壓，根據試驗所需設定水壓表最低報警水壓值，當冷卻裝置水壓不足最低報警水壓值時，控制系統自動調整加熱功率或停止加熱。
該控制系統採用PID(模糊線性)控制方式對試驗設備進行自動加熱控制，採用PID控制方式的控制箱與檢測裝置的熱電偶和水壓表相連接，接收檢測裝置的信息，同時根據檢測裝置的反饋動態調節加熱功率和加熱控制，使試驗溶液保持微沸騰狀態，從而達到試驗要求。
該控制系統還包括編入該試驗控制程序的計算機系統，該計算機系統與該控制箱相連接。
該腐蝕試驗系統還包括UPS電源，還可以包括列印設備以隨時列印出檢測及控制的過程、時間等各種試驗參數。該腐蝕試驗系統還包括報警裝置，該報警裝置可以是報警燈和/或蜂鳴器等，當水壓表檢測到水壓過低或電熱偶感應到溶液超溫，則報警裝置發出報警信號。
本實用新型腐蝕試驗系統對冷卻水及電源進行監控，大大提高了試驗過程的安全性，減輕了試驗人員的勞動強度；採用了先進的模糊PID控制技術對加熱單元進行控制，進一步提高了加熱溫度的穩定性，使腐蝕溶液保持於一個比較平穩的微沸騰狀態。相對於現有技術，本實用新型腐蝕試驗系統工作效率高、試驗質量良好穩定性高、安全可靠，可對硫酸-硫酸銅腐蝕試驗進行自動控制。
圖1是本實用新型腐蝕試驗系統的原理示意圖。
具體實施方式
本實用新型腐蝕試驗系統是用於測試不鏽鋼抗腐蝕性能的硫酸-硫酸銅腐蝕試驗用的設備，其包括加熱裝置、冷卻裝置、檢測裝置和控制裝置。該加熱裝置對試驗用溶液及樣品進行加熱，該冷卻裝置對該試驗用溶液及樣品進行降溫，該檢測裝置對溫度、水壓以及相關試驗參數等進行檢測並傳送至控制裝置，該控制裝置對加熱裝置、冷卻裝置和檢測裝置進行控制，並根據檢測裝置所提供的信息對加熱裝置和冷卻裝置動態控制，使試驗溫度達到所需，試驗容易保持微沸騰狀態。
請參考圖1，該加熱裝置包括加熱用的加熱爐以及盛裝試驗用腐蝕溶液及樣品的容器，該加熱爐為電爐11，該容器為磨口錐形燒瓶12，該電爐11對燒瓶12直接進行加熱，當電爐11加熱到試驗所需溫度，且燒瓶12與電爐11之間建立熱平衡關係，燒瓶12內溶液會一直保持微沸騰狀態直到實驗結束。
該冷卻裝置包括冷凝管41和冷卻水管，該冷卻裝置的冷凝管41是套接在錐形燒瓶12上的回流蛇形冷凝管41，其與錐形燒瓶12相接觸。冷卻水管接入冷卻水經過冷凝管41，流動的冷卻水帶走熱量從而對加熱裝置進行降溫。
該檢測裝置包括感應電爐11溫度的熱電偶21和檢測水壓的觸點式水壓表22，該熱電偶21置於電爐11中，當燒瓶12中溶液剛好沸騰時以此時熱電偶21感應的溫度作為設定值(經試驗在200℃左右)，控制系統自動調整加熱功率，保持電爐11的溫度。水壓表22感應冷卻裝置的水壓，根據試驗所需設定水壓表22最低報警水壓值，當冷卻裝置水壓不足最低報警水壓值時，控制系統自動調整加熱功率或停止加熱。
該控制系統包括採用PID(模糊線性)控制方式的控制箱31和編入該試驗控制程序的計算機系統32。該控制系統採用PID控制方式對試驗設備進行自動加熱控制，同時根據檢測裝置的反饋動態調節加熱功率和加熱控制，使試驗溶液保持微沸騰狀態，從而達到試驗要求。
該腐蝕試驗系統還包括UPS電源，還可以包括列印設備61以隨時列印出檢測及控制的過程、時間等各種試驗參數。該腐蝕試驗系統還包括報警裝置蜂鳴器51，當水壓表檢測到水壓過低或電熱偶感應到溶液超溫，則蜂鳴器51發出報警信號。
以下介紹本實用新型腐蝕試驗系統的工作原理。
本試驗設備採用溫度表恆溫加熱、PID(模糊線性)控制方式對錐形燒瓶12進行加熱及控制，使試驗溶液保持微沸騰狀態，從而達到試驗要求。
1.控制方式隨使用者選擇方式可進行手動或自動控制加熱。
1)手動控制直接調節電流大小控制加熱。
2)自動控制通過埋藏在電爐11裡的熱電偶21感應電爐11的溫度，當燒瓶12中溶液剛好沸騰時以此時熱電偶21感應的溫度作為設定值(經試驗在200℃左右)，控制系統自動調整加熱功率，保持電爐11的溫度。由於此時燒瓶12與電爐11已經建立的熱平衡關係，溶液會一直保持微沸騰狀態直到實驗結束。
2.試驗控制原理1)開機a)閉合外部電源開關，再閉合控制機箱背後的漏電開關，設備通電，電源指示燈亮；b)啟動電腦程式中「硫酸-硫酸銅腐蝕試驗監測控制系統」。
2)手動方式a)自動/手動選擇「自動/手動」按鈕選擇手動工作狀態；b)通電接通通電按鈕，KM1繼電器通電，溫度表通電c)斷電斷開通電按鈕，斷電；d)冷卻冷卻裝置的冷卻水管接入冷水，使冷卻水流過冷凝管41；e)手動升溫按下「升溫/降溫」按鈕，KM2繼電器通電，功率單元通電，加熱電爐11開始加熱，調節溫度調節旋鈕，可改變加熱功率；如水壓表22檢測無水則報警，報警燈亮，蜂鳴器51響並斷開KM2繼電器，停止加熱；如溶液超溫則報警，報警燈亮，蜂鳴器51響並斷開KM2繼電器，停止加熱；f)手動降溫再按「升溫/降溫」按鈕，按鈕彈起，停止加熱，進行降溫。
3)自動方式a)自動/手動選擇「自動/手動「按鈕選擇進入自動工作狀態；b)通電接通通電按鈕，KM1繼電器通電，溫度表通電；c)冷卻調整觸點式水壓表22的最低報警水壓值(一般取0.01兆帕)，冷卻裝置的冷卻水管接入冷水，使冷卻水流過冷凝管41；4)試驗a)加熱按下「升溫/降溫」按鈕，KM2繼電器通電，功率單元通電開始升溫；計算機中啟動記錄功能，記錄開始時間和加熱時間；如水壓表22檢測無水則報警，報警燈閃亮，蜂鳴器51常響，並斷開KM2繼電器，不允許加熱。
b)沸騰試驗機自動進行PID加熱控制，根據溫度表設置值(一般取235℃)進行恆溫加熱，直到溶液沸騰，計算機記錄沸騰時間，沸騰後改變溫度表設置為200℃，保持溶液沸騰直到試驗結束；試驗期間溫度表顯示加熱溫度，如超溫則報警，報警燈閃亮，蜂鳴器51常響，並斷開KM2繼電器，停止加熱。
c)停止計算機選擇停止計時。
d)降溫按「升溫/降溫」按鈕，按鈕彈起，斷開KM2繼電器，停止加熱，散熱降溫。
e)結果列印可隨時列印檢測及控制的過程、時間等各種實驗參數。
f)斷電斷開通電按鈕，斷電停止工作。
權利要求1.一種腐蝕試驗系統，其包括加熱裝置和冷卻裝置，該加熱裝置包括加熱爐和容器，該冷卻裝置與所述容器相接觸，其特徵在於，該腐蝕試驗系統進一步包括檢測裝置和控制裝置，該檢測裝置放置在所述加熱裝置和冷卻裝置中且與該控制裝置相連接，該控制裝置與加熱裝置和冷卻裝置相連接。
2.如權利要求1所述的腐蝕試驗系統，其特徵在於，該檢測裝置包括電熱偶[21]和水壓表[22]，該電熱偶[21]置於加熱裝置中，該水壓表[22]連接冷卻裝置。
3.如權利要求2所述的腐蝕試驗系統，其特徵在於，該控制系統包括採用PID控制方式的控制箱[31]，該控制箱[31]與熱電偶[21]和水壓表[22]相連接。
4.如權利要求3所述的腐蝕試驗系統，其特徵在於，該檢測裝置進一步包括編入該試驗控制程序的與該控制箱[31]相連接的計算機系統。
5.如權利要求1所述的腐蝕試驗系統，其特徵在於，該加熱裝置的容器是錐形燒瓶容器[12]。
6.如權利要求1所述的腐蝕試驗系統，其特徵在於，該冷卻裝置包括冷卻水管和蛇形冷凝管[41]，該冷卻水管與蛇形冷凝管[41]相連，該蛇形冷凝管[41]套接在容器上。
7.如權利要求1所述的腐蝕試驗系統，其特徵在於，該腐蝕試驗系統還包括報警裝置，該報警裝置與控制裝置相連接。
8.如權利要求7所述的腐蝕試驗系統，其特徵在於，該報警裝置是報警燈或蜂鳴器[51]等。
9.如權利要求1所述的腐蝕試驗系統，其特徵在於，其進一步包括列印設備[61]。
專利摘要本實用新型公開了一種腐蝕試驗系統，其包括加熱裝置和冷卻裝置，該加熱裝置包括加熱爐和容器，該冷卻裝置與容器相接觸，該腐蝕試驗系統還進一步包括檢測裝置和控制裝置，該檢測裝置放置在加熱裝置和冷卻裝置中且與該控制裝置相連接，該控制裝置與加熱裝置和冷卻裝置相連接。本實用新型的腐蝕試驗系統檢驗工作效率高，而且可以消除不安全的隱患。
文檔編號G08B7/00GK2784915SQ200520056640
公開日2006年5月31日 申請日期2005年4月8日 優先權日2005年4月8日
發明者陳明, 曹標, 譚瑩, 俞福新 申請人:廣州出入境檢驗檢疫局化礦金屬材料檢測技術中心