一種測(cè)試材料耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種測(cè)試材料耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的試驗(yàn)裝置，包括控制系統(tǒng)面板、反應(yīng)裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、加熱裝置、通過導(dǎo)管與反應(yīng)裝置連接的回收裝置，反應(yīng)裝置包括試驗(yàn)腔蓋和試驗(yàn)腔體，試樣架設(shè)置于試驗(yàn)腔蓋下，分液器穿過試驗(yàn)腔蓋進(jìn)入試驗(yàn)腔體，反應(yīng)裝置的下部設(shè)置加熱裝置，傳動(dòng)系統(tǒng)位于反應(yīng)裝置上方，傳動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)，減速器和傳動(dòng)桿，電機(jī)輸出端設(shè)置減速機(jī)，傳動(dòng)桿通過密閉軸承連接試樣架，加熱裝置的外壁設(shè)置控制系統(tǒng)面板，試樣架平面沿著半徑方向上等距離劃定若干條圓弧，圓弧上等距離設(shè)定3~12個(gè)小孔懸掛試樣。該裝置可以進(jìn)行多因素，多試樣，測(cè)試金屬材料在硫酸露點(diǎn)環(huán)境下的腐蝕性能，裝置簡(jiǎn)單、操作方便、試驗(yàn)方法準(zhǔn)確易于實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】一種測(cè)試材料耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料腐蝕性能評(píng)價(jià)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種測(cè)試金屬材料在硫酸露點(diǎn) 環(huán)境下的耐蝕性能的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在冶金、電力、石化等工業(yè)領(lǐng)域，以重油或燃煤為主要燃料的煙氣處理系統(tǒng)，如鍋 爐低溫部位的空氣預(yù)熱器、省煤器、煙道、煙囪以及脫硫裝置等，普遍會(huì)遇到燃料中含硫量 偏高，在露點(diǎn)溫度下形成硫酸而造成設(shè)備腐蝕問題，這種現(xiàn)象稱之為"硫酸露點(diǎn)腐蝕"。由 于Q235鋼和普通低合金鋼的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能很差，因此，研制開發(fā)和使用耐硫酸露 點(diǎn)鋼對(duì)提高低溫部件的使用壽命是非常重要。
[0003] 冷凝硫酸有兩大危害：一是腐蝕設(shè)備，二是吸附煙灰，從而構(gòu)成難以清除的粘性積 灰。因此，最好的措施是降低煙氣露點(diǎn)和提高換熱面壁溫，使設(shè)備在露點(diǎn)溫度已上運(yùn)行。通 ?？梢圆捎靡韵麓胧菏褂玫土蛉剂辖档蜔煔饴饵c(diǎn)；提高冷介質(zhì)的進(jìn)口溫度或提高換熱面 金屬的表面溫度，避免酸的露點(diǎn)出現(xiàn)；注入添加劑；選用耐硫酸露點(diǎn)腐蝕材料；采用耐蝕防 護(hù)涂層。在國家不斷倡導(dǎo)"節(jié)能減排"的號(hào)召下，企業(yè)為了提高熱效率，盡量降低排煙溫度， 造成露點(diǎn)腐蝕問題的出現(xiàn)不可避免，在加熱爐對(duì)流段、省煤器的換熱管等低溫部位大量地 采用抗露點(diǎn)腐蝕材料。
[0004] 在不同的腐蝕環(huán)境中，選擇相應(yīng)的耐蝕材料問題，歸根結(jié)底是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題。在實(shí) 際應(yīng)用中，若選擇較可靠的材料，必定會(huì)加大工程建設(shè)投資；若選擇較低檔的材料，事故頻 率可能會(huì)增加并且影響經(jīng)濟(jì)效益。因此，建立一套合理的材料露點(diǎn)腐蝕裝置，如何評(píng)價(jià)不同 材料抗硫酸腐蝕性能的優(yōu)劣成為正確選材的關(guān)鍵，為各種工業(yè)氣氛的硫酸露點(diǎn)腐蝕機(jī)理研 究，以及耐硫酸露點(diǎn)腐蝕材料的評(píng)價(jià)提供快速、簡(jiǎn)便等試驗(yàn)手段。
[0005] 專利《快速檢測(cè)耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼的耐蝕性能的方法》（CN102156091A)，介紹了一 種方法，將待測(cè)硫酸露點(diǎn)鋼試樣經(jīng)過剪切，打磨，清洗油污，稱重后放入檢測(cè)用腐蝕液中密 閉進(jìn)行腐蝕反應(yīng)，N小時(shí)后將試樣取出清洗，稱重，計(jì)算年平均腐蝕速率；其不足之處在于 試驗(yàn)裝置要求耐高溫，試驗(yàn)中硫酸濃度為209Γ70%，濃度比較高，溶液危險(xiǎn)性大，對(duì)操作人員 素質(zhì)要求高，且未提及試驗(yàn)中產(chǎn)生氣體的處理方法。
[0006] 專利《一種測(cè)試鋼鐵耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能的方法及其裝置》（CN101929944A)介紹 了一種測(cè)試方法及裝置，是以點(diǎn)接觸的方式，固定鋼鐵材料，將其放在809Γ90%的硫酸溶液 中，采用高沸點(diǎn)介質(zhì)，密閉回流系統(tǒng)中加熱至130°C ~160°C，反應(yīng)一段時(shí)間后測(cè)量所述試樣 的失重；其不足之處在于，試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有耐高溫、耐高壓的功能，還需配套循環(huán)冷 卻裝置，價(jià)格昂貴，硫酸溶液濃度高危險(xiǎn)性大，對(duì)操作人員素質(zhì)要求高。
[0007] 專利《一種模擬硫酸露點(diǎn)腐蝕的實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試方法》（CN101876622A)，該發(fā)明提 供一種模擬硫酸露點(diǎn)腐蝕的實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試方法，包括加熱裝置，蒸發(fā)瓶，試驗(yàn)腔和回收裝 置；其中，加熱裝置包括電加熱套；所述蒸發(fā)瓶置于電加熱套內(nèi)，蒸發(fā)瓶通過玻璃管與置于 導(dǎo)熱油箱內(nèi)的加熱管連接，再與實(shí)驗(yàn)腔連通，試驗(yàn)腔由試驗(yàn)外殼和試驗(yàn)腔內(nèi)襯組成；試驗(yàn)腔 外殼的內(nèi)部設(shè)有固定裝置，固定裝置設(shè)在所述試驗(yàn)腔內(nèi)襯上端；試驗(yàn)腔內(nèi)襯的頂部設(shè)有測(cè) 試孔，測(cè)試孔上設(shè)有密封墊片，試驗(yàn)外腔的出風(fēng)口和連接所述試驗(yàn)腔內(nèi)襯的排液口通過玻 璃管連接至所述回收裝置。測(cè)試時(shí)技術(shù)參數(shù)如下：電加熱套的控制溫度為60-200°C，所產(chǎn) 生的腐蝕氣體為三氧化硫；所述導(dǎo)熱油箱的溫度為25-200°C ;回收裝置處理廢液和尾氣的 是質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉溶液；其不足之處在于試驗(yàn)設(shè)備比較復(fù)雜，要具有耐高溫、耐 高壓的密閉試驗(yàn)腔，其中硫酸需要在高溫煮沸后才能產(chǎn)生三氧化硫氣體，對(duì)操作人員素質(zhì) 要求高，時(shí)刻注意安全。
[0008] 專利《評(píng)價(jià)材料抗露點(diǎn)腐蝕的測(cè)試裝置及測(cè)試方法》（CN101251467)，裝置的結(jié)構(gòu) 為二氧化硫氣瓶連接干燥塔后通過流量計(jì)連接到氣體混合器；空壓機(jī)經(jīng)干燥塔后通過流量 計(jì)和置于恒溫水槽內(nèi)的鼓泡瓶連接，再連接到氣體混合器；混合器與加熱爐及尾氣吸收裝 置串聯(lián)，加熱爐內(nèi)放置腐蝕介質(zhì)及試樣的陶瓷坩堝。該裝置通過測(cè)定試樣實(shí)驗(yàn)前后的重量 變化來評(píng)價(jià)材料的抗露點(diǎn)腐蝕性。其不足之處在于該方明中發(fā)生露點(diǎn)腐蝕的必要條件是要 求試樣的溫度低于露點(diǎn)溫度，三氧化硫和水蒸氣才會(huì)在其表面冷凝成硫酸，該發(fā)明中的測(cè) 試試樣全部置于加熱爐內(nèi)，無法保證試樣表面溫度低于露點(diǎn)溫度，甚至?xí)p緩冷凝效果。基 于上述問題，該發(fā)明來模擬硫酸露點(diǎn)腐蝕和實(shí)際環(huán)境有差異，測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于克服上述問題和不足而提供一種測(cè)試材料耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的 試驗(yàn)裝置，該裝置可以進(jìn)行多因素，針對(duì)多批試樣，測(cè)試金屬材料在硫酸露點(diǎn)環(huán)境下的腐蝕 性能，并且裝置簡(jiǎn)單、操作方便、試驗(yàn)方法準(zhǔn)確易于實(shí)現(xiàn)。
[0010] -種測(cè)試材料耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的試驗(yàn)裝置,包括控制系統(tǒng)面板、反應(yīng)裝置、傳動(dòng)系 統(tǒng)、加熱裝置、通過導(dǎo)管與反應(yīng)裝置連接的回收裝置，所述反應(yīng)裝置包括試驗(yàn)腔蓋和試驗(yàn)腔 體，試樣架設(shè)置于試驗(yàn)腔蓋下，分液器穿過試驗(yàn)腔蓋進(jìn)入試驗(yàn)腔體，反應(yīng)裝置的下部設(shè)置 加熱裝置，所述加熱裝置底部設(shè)置電加熱器，傳動(dòng)系統(tǒng)位于反應(yīng)裝置上方，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包 括電機(jī)，減速器和傳動(dòng)桿，電機(jī)輸出端設(shè)置減速機(jī)，傳動(dòng)桿通過密閉軸承連接反應(yīng)裝置內(nèi)部 的試樣架，加熱裝置的外壁設(shè)置控制系統(tǒng)面板，所述控制系統(tǒng)面板包括溫度控制系統(tǒng)，時(shí)間 控制系統(tǒng)，電機(jī)速度調(diào)節(jié)器，電機(jī)開關(guān)，電源開關(guān)和液晶顯示屏，溫度控制系統(tǒng)連接加熱裝 置，電機(jī)速度調(diào)節(jié)器與電機(jī)開關(guān)連接傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0011] 試樣架平面沿著半徑方向上等距離劃定若干條圓弧，在每條圓弧上等距離設(shè)定 3~12個(gè)試樣懸掛孔懸掛試樣。
[0012] 回收裝置內(nèi)的回收溶液為堿性溶液，溶液濃度為109Γ30%的NaOH或KOH或 NaC03,其中指示劑為酚酞。
[0013] 該裝置可以進(jìn)行多因素，針對(duì)多批試樣，測(cè)試金屬材料在硫酸露點(diǎn)環(huán)境下的腐蝕 性能，發(fā)明裝置簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行成本低廉；對(duì)操作人員要求比較低；真實(shí)模擬硫露點(diǎn) 腐蝕環(huán)境，減小試驗(yàn)誤差，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且環(huán)保。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2為本發(fā)明裝置控制系統(tǒng)面板示意圖。
[0016] 圖3為本發(fā)明裝置試樣架平面示意圖。
[0017] 圖中1為控制系統(tǒng)面板,2為電機(jī),3為減速器,4為加熱器,5為加熱裝置,6為試驗(yàn) 腔蓋，7為試樣架,8為試樣,9為導(dǎo)管，10為回收裝置，11為換熱介質(zhì)，12為反應(yīng)裝置，13為 傳動(dòng)裝置，14為分液器,15為試驗(yàn)腔體,16為密封軸承，17為傳動(dòng)桿，18為溫度控制系統(tǒng),19 為時(shí)間控制系統(tǒng)，20為電機(jī)速度調(diào)節(jié)器，21為電機(jī)開關(guān)，22為電源開關(guān)，23為液晶顯示屏， 24試樣懸掛孔。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 如圖所示，一種測(cè)試材料耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的試驗(yàn)裝置，包括控制系統(tǒng)面板1、反應(yīng) 裝置12、傳動(dòng)系統(tǒng)13、加熱裝置5、通過導(dǎo)管9與反應(yīng)裝置12連接的回收裝置10,所述反應(yīng) 裝置12包括試驗(yàn)腔蓋6和試驗(yàn)腔體15,試樣架7設(shè)置于試驗(yàn)腔蓋6下，分液器14穿過試驗(yàn) 腔蓋6進(jìn)入試驗(yàn)腔體15,反應(yīng)裝置12的下部設(shè)置加熱裝置5,所述加熱裝置5內(nèi)部裝有換 熱介質(zhì)11，底部設(shè)置電加熱器4,傳動(dòng)系統(tǒng)13位于反應(yīng)裝置12上方，，所述傳動(dòng)系統(tǒng)13包 括電機(jī)2,減速器3和傳動(dòng)桿17,電機(jī)2輸出端設(shè)置減速機(jī)3,傳動(dòng)桿17通過密封軸承16連 接反應(yīng)裝置12內(nèi)部的試樣架7,加熱裝置5的外壁設(shè)置控制系統(tǒng)面板1，所述控制系統(tǒng)面板 1包括溫度控制系統(tǒng)18,時(shí)間控制系統(tǒng)19,電機(jī)速度調(diào)節(jié)器20,電機(jī)開關(guān)21，電源開關(guān)22和 液晶顯示屏23,溫度控制系統(tǒng)18連接加熱裝置5,電機(jī)速度調(diào)節(jié)器20與電機(jī)開關(guān)21連接 傳動(dòng)系統(tǒng)13。
[0019] 試樣架7平面沿著半徑方向上等距離劃定若干條圓弧，在每條圓弧上等距離設(shè)定 3~12個(gè)試樣懸掛孔24懸掛試樣8。
[0020] 回收裝置10內(nèi)的回收溶液為堿性溶液，溶液濃度為109Γ30%的NaOH或KOH或 NaC03,其中指示劑為酚酞。
[0021] 本發(fā)明一種測(cè)試材料耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的試驗(yàn)裝置具體操作步驟：
[0022] 首先向加熱裝置5內(nèi)加入換熱介質(zhì)11，換熱介質(zhì)11為去離子水，打開電源開關(guān) 22,通過溫度控制系統(tǒng)18設(shè)定溫度，此時(shí)加熱器4開始工作；同時(shí)向試驗(yàn)腔體15底部放入 飽和亞硫酸氫鈉溶液，固定試樣8于試樣架7上，試樣架7設(shè)置在封閉試驗(yàn)腔體15內(nèi)部及 試驗(yàn)腔蓋6下方；待液晶顯示器23上溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，按下電機(jī)開關(guān)21，啟動(dòng)電機(jī)2和 變速器3,使其通過傳動(dòng)桿17帶動(dòng)試樣架7開始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過控制系統(tǒng)面板1上的電機(jī)速度 調(diào)節(jié)器20來設(shè)定所需要的旋轉(zhuǎn)速度；然后通過分液器14加入一定量硫酸溶液進(jìn)入試驗(yàn)腔 體15底部，使其與亞硫酸氫鈉溶液反應(yīng)生成二氧化硫氣體；隨后調(diào)節(jié)分液器14控制硫酸溶 液，持續(xù)產(chǎn)生二氧化硫，未反應(yīng)的二氧化硫氣體經(jīng)導(dǎo)管9進(jìn)入回收裝置10 ;測(cè)試結(jié)束后關(guān)閉 電源開關(guān)，取出腐蝕試樣進(jìn)行腐蝕速率分析。
[0023] 應(yīng)用發(fā)明裝置進(jìn)行材料耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的試驗(yàn)：
[0024] 取耐硫酸露點(diǎn)鋼試樣8，尺寸為50mm*25mm*5mm，在試樣架7上三個(gè)等距圓弧 (A, B，C)上分別懸掛一組試樣8,每組三個(gè)平行試樣（AU A2、A3、Bl、B2、B3、Cl、C2、C3)分 別沿著圓周方向等距離排列，懸掛位置如圖3所示，反應(yīng)裝置12放于加熱裝置5加熱，控制 溫度為30°C ±1°C ;取飽和的亞硫酸氫納溶液500ml，放入試驗(yàn)腔體15的底部，取500ml質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為5%的硫酸溶液放入到分液器14內(nèi)，首先加入35ml硫酸溶液，制得體積分?jǐn)?shù)為2% 的二氧化硫，然后調(diào)節(jié)分液器14控制硫酸的加入量為每分鐘0. 3ml，持續(xù)產(chǎn)生所需氣體，試 驗(yàn)時(shí)間為48h，其中每隔24h更換試劑進(jìn)行再循環(huán)試驗(yàn)。采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%含有酚酞指示劑 的氫氧化鈉水溶液來吸收未反應(yīng)完全的二氧化硫氣體，觀察溶液紅色變淺后不斷添加氫氧 化鈉，來保持PH值為堿性。本試驗(yàn)設(shè)定試樣架轉(zhuǎn)速為15r/min，按標(biāo)準(zhǔn)GB/T19292. 4-2003 所述方法計(jì)算腐蝕速率，其結(jié)果見表1。
[0025] 表1二氧化硫氣體體積分為2%時(shí)，試樣的腐蝕速率
[0026]

【權(quán)利要求】
1. 一種測(cè)試材料耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的試驗(yàn)裝置，包括控制系統(tǒng)面板（1 )、反應(yīng)裝置（12)、 傳動(dòng)系統(tǒng)（13)、加 熱裝置（5)、通過導(dǎo)管（9)與反應(yīng)裝置（12)連接的回收裝置（10)，其特征 在于，所述反應(yīng)裝置（12)包括試驗(yàn)腔蓋（6)和試驗(yàn)腔體（15)，試樣架（7)設(shè)置于試驗(yàn)腔蓋 (6) 下，分液器（14)穿過試驗(yàn)腔蓋（6)進(jìn)入試驗(yàn)腔體（15)，反應(yīng)裝置（12)的下部設(shè)置加 熱裝置（5)，所述加熱裝置（5)底部設(shè)置電加熱器（4)，傳動(dòng)系統(tǒng)（13)位于反應(yīng)裝置（12)上 方，所述傳動(dòng)系統(tǒng)（13)包括電機(jī)（2)，減速器（3)和傳動(dòng)桿（17)，電機(jī)（2)輸出端設(shè)置減速 機(jī)（3)，傳動(dòng)桿（17)通過密閉軸承（16)連接反應(yīng)裝置（12)內(nèi)部的試樣架（7)，加熱裝置（5) 的外壁設(shè)置控制系統(tǒng)面板（1 )，所述控制系統(tǒng)面板（1)包括溫度控制系統(tǒng)（18)，時(shí)間控制系 統(tǒng)（19)，電機(jī)速度調(diào)節(jié)器（20)，電機(jī)開關(guān)（21)，電源開關(guān)（22)和液晶顯示屏（23)，溫度控制 系統(tǒng)（18)連接加熱裝置（5)，電機(jī)速度調(diào)節(jié)器（20)與電機(jī)開關(guān)（21)連接傳動(dòng)系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種測(cè)試材料耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的試驗(yàn)裝置，其特征在于試樣架 (7) 平面沿著半徑方向上等距離劃定若干條圓弧，在每條圓弧上等距離設(shè)定3~12個(gè)試樣懸 掛孔（24 )懸掛試樣（8 )。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種測(cè)試材料耐硫酸露點(diǎn)腐蝕的試驗(yàn)裝置，其特征在于回收裝 置（10)內(nèi)的回收溶液為堿性溶液，溶液濃度為109Γ30%的NaOH或KOH或NaC03,其中指示 劑為酚酞。
【文檔編號(hào)】G01N17/00GK104237112SQ201310244774
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】鐘彬, 陳義慶, 徐小連, 肖宇, 艾芳芳, 李琳, 高鵬, 郭曉宏 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司