金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置的製作方法
2024-04-01 16:03:05 1
專利名稱：金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置的製作方法
技術領域：
金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置 所屬領域 本實用新型涉及一種高溫氧化試驗裝置，特別是金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置。
背景技術：
金屬材料在高溫水蒸汽環境中工作，會遭受氧化腐蝕損傷。為評價材料的抗腐蝕的性能，通常需要在實驗室的實驗裝置中進行氧化試驗。2000年9月在日本召開的高溫腐蝕與保護國際會議上發表的論文"Corrosion behavior of ferritic steel s on the airsides of boiler tubes in asteam/air dual environment，，公開了——禾中材料高^顯氧化實
驗裝置的技術方案，該技術方案中實驗中的水蒸汽直接輸送到反應器中的樣品實驗段，由於樣品與水蒸汽的溫差大，水蒸汽導致試樣冷卻而造成實驗誤差。還因水蒸汽發生器運行波動，使蒸汽的壓力、流量變化，也影響試驗的精度。 發明目的 本實用新型的目的是克服已有技術的不足之處，提供一種操作控制方便、實驗數
據可靠、精度高的金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置。 本實用新型實現發明目的的技術方案是 —種金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置，它包括氬氣供給器、氬氣脫氧器、水蒸汽發生器、管式電爐和反應器，其中氬氣供給器出口管接氬氣脫氧器，氬氣脫氧器出口管與水蒸汽發生器的水蒸汽出口管及反應器的水蒸汽入口管相連；所述水蒸汽發生器設有水位自動控制器，水蒸汽發生器與穩定供水裝置連接，穩定供水裝置與氬氣脫氧器出口管連接；所述反應器置於管式電爐的爐膛中，反應器內設預熱管，預熱管的一端接水蒸汽入口 ，另一端至反應器的實驗段。 所述氬氣脫氧器出口管與反應器入口管均與真空泵連接。[0009] 所述氬氣脫氧器為採用焦性沒食子酸深度脫氧的脫氧器。 所述穩定供水裝置包括除氧蓄水箱，除氧蓄水箱的氬氣引入管與氬氣脫氧器出口管連接，除氧蓄水箱內裝有除離子水；除氧蓄水箱還通過管路給水箱連接，給水箱通過管路與水蒸汽發生器連接；給水箱與水蒸汽發生器連接管路上設有調節閥，調節閥與由水蒸汽發生器的水位自動控制器控制。 所述管式電爐的工作溫度為80(TC，爐膛的恆溫工作段L = 150 400mm，爐溫控制精度為±2 l(TC，以保證反應器的實驗段內溫度均勻。 所述反應器和預熱管均由石英製成，反應器為管形；預熱管的長度為管式電爐爐膛長度的1. 5 4倍，呈蛇形管狀布置在反應器內。[0013] 所述氬氣供給器通過流量計與氬氣脫氧器連接。 本實用新型的金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置，包括氬氣供給器、水蒸汽發生器、管式電爐和反應器。其特點是氬氣供給器出口管接一氬氣脫氧器，脫氧器出口管與水蒸汽發生器的水蒸汽出口管及反應器的水蒸汽入口管相連，用氬氣將水蒸汽發生器和反應器中的空氣排出，保證實驗的準確性；所說的水蒸汽發生器是電熱水蒸汽發生器，蒸汽發生器中的水蒸汽出口管與反應器的入口相連，向反應器供應實驗所需的水蒸汽；蒸汽發生器由給水箱供水，給水箱的出水管經調節閥與蒸汽發生器相連，向水蒸汽發生器供水，維持其水位穩定，保證均勻、穩定的生產水蒸汽供給反應器；所說的管式電爐，當工作溫度800°C時，爐膛的恆溫工作段L = 150 400mm，爐溫控制精度為±2 l(TC，以保證反應器的實驗段內溫度均勻；所說的反應器為管形，置於管式電爐的爐膛中，其安放試樣的實驗段應處於管式電爐的恆溫工作段，反應器內有一預熱管，預熱管的一端接水蒸汽入口 ，另一端至反應器的實驗段，進入反應器的水蒸汽先經過預熱管預熱後，再進入實驗段工作，以降低水蒸汽與試樣間的溫度差，保證實驗精度。 反應器和預熱器由石英製成，預熱管的長度為管式電爐爐膛長度的1.5 4倍，呈蛇形管狀布置在反應器內。 氬氣脫氧器為採用焦性沒食子酸深度脫氧的脫氧器。 給水箱由一個除氧蓄水箱供水，除氧蓄水箱的氬氣引入管與除氧器後的氬氣管路相接，引氬氣進入蓄水箱的除離子水中，使除離子水充氣脫氧，以保證實驗水蒸汽的純淨。[0018] 給水箱向外供水的調節閥由水蒸汽發生器的水位自動控制器控制。[0019] 還有一個機械真空泵與水蒸汽發生器的出口管和反應器的入口管相接，以將水蒸汽發生器和反應器中的空氣抽出，進一步保證試樣工作環境的潔淨。 本實用新型的有益效果是由於技術方案採用了預熱管預熱水蒸汽，除離子水用氬氣除氧，水蒸汽發生器給水自動控制，採用抽真空及氬氣排出系統內的空氣等措施，實驗的自動化程度高，操作方便，數據準確可靠。
圖1是本實用新型的裝置示意圖。 其中l-氬氣瓶、2-流量計、3-脫氧器、4-除氧蓄水箱、5-給水箱、6-調節閥、7-水蒸汽發生器、8-水位自動控制器、9_反應器、10-管式電爐、ll-預熱管、12-真空泵。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。 圖1中，氬氣供給器為氬氣瓶l，氬氣瓶1的出口管經流量計2與焦性沒食子酸脫氧器3相連，脫氧器3的出口管與水蒸汽發生器7的水蒸汽出口管及反應器9的水蒸汽入口管相連，用氬氣將水蒸汽發生器7和反應器9中的空氣排出。脫氧器3的出口管還被引入除氧蓄水箱4的除離子水中，使除離子水充氣脫氧，脫氧後的水進入給水箱5中，給水箱5的出水管由水蒸汽發生器7中的水位自動控制器8自動控制，經調節閥6進入水蒸汽發生器7中，以維持水蒸汽發生器的水位穩定。水蒸汽發生器7為電熱式，容積為2000ml，額定功率為450 IIOOW，電壓在0 220V範圍調節，產生的水蒸汽經出口管與反應器9的入口相連，向反應器9供應水蒸汽。反應器9為管形，由石英製成，直徑為58mm，長度為1000mm，置於管式電爐10中。管式電爐10為功率4kW的電阻爐，型號為SK2-4-10，額定溫度IOO(TC，爐膛直徑為60mm，爐膛長度為1000mm，恆溫工作段為250mm，爐溫控制精度為±5°C。反應器9內的預熱管11由石英製成，直徑為10mm，長度為1500mm，呈蛇形管狀布置在反應器9內， 一端接反應器9的水蒸汽入口 ，另一端至反應器9的實驗段。真空泵12為2XZ-1型旋片式真空泵，與水蒸汽發生器7的出口管和反應器9的入口管相接，以事先將空氣抽出，進一步保證試樣工作環境的潔淨。
權利要求一種金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置，其特徵是，它包括氬氣供給器、氬氣脫氧器、水蒸汽發生器、管式電爐和反應器，其中氬氣供給器出口管接氬氣脫氧器，氬氣脫氧器出口管與水蒸汽發生器的水蒸汽出口管及反應器的水蒸汽入口管相連；所述水蒸汽發生器設有水位自動控制器，水蒸汽發生器與穩定供水裝置連接，穩定供水裝置與氬氣脫氧器出口管連接；所述反應器置於管式電爐的爐膛中，反應器內設預熱管，預熱管的一端接水蒸汽入口，另一端至反應器的實驗段。
2. 如權利要求1所述的金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置，其特徵是，所述氬氣脫氧 器出口管與反應器入口管均與真空泵連接。
3. 如權利要求1所述的金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置，其特徵是，所述氬氣脫氧 器為採用焦性沒食子酸深度脫氧的脫氧器。
4. 如權利要求1所述的金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置，其特徵是，所述穩定供水 裝置包括除氧蓄水箱，除氧蓄水箱的氬氣引入管與氬氣脫氧器出口管連接，除氧蓄水箱內 裝有除離子水；除氧蓄水箱還通過管路給水箱連接，給水箱通過管路與水蒸汽發生器連接； 給水箱與水蒸汽發生器連接管路上設有調節閥，調節閥與由水蒸汽發生器的水位自動控制 器控制。
5. 如權利要求1所述的金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置，其特徵是，所述管式電爐 的工作溫度為800°C ，爐膛的恆溫工作段L = 150 400mm，爐溫控制精度為±2 l(TC ，以 保證反應器的實驗段內溫度均勻。
6. 如權利要求1所述的金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置，其特徵是，所述反應器和 預熱管均由石英製成，反應器為管形；預熱管的長度為管式電爐爐膛長度的1. 5 4倍，呈 蛇形管狀布置在反應器內。
7. 如權利要求1所述的金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置，其特徵是，所述氬氣供給 器通過流量計與氬氣脫氧器連接。
專利摘要本實用新型公開了一種金屬材料高溫水蒸汽氧化實驗裝置。它具有操作控制方便、實驗數據可靠、精度高等優點。其結構為它包括氬氣供給器、氬氣脫氧器、水蒸汽發生器、管式電爐和反應器，其中氬氣供給器出口管接氬氣脫氧器，氬氣脫氧器出口管與水蒸汽發生器的水蒸汽出口管及反應器的水蒸汽入口管相連；所述水蒸汽發生器設有水位自動控制器，水蒸汽發生器與穩定供水裝置連接，穩定供水裝置與氬氣脫氧器出口管連接；所述反應器置於管式電爐的爐膛中，反應器內設預熱管，預熱管的一端接水蒸汽入口，另一端至反應器的實驗段。
文檔編號G01N17/00GK201444139SQ20092003088
公開日2010年4月28日 申請日期2009年8月5日 優先權日2009年8月5日
發明者傅敏, 嶽增武 申請人:山東電力研究