一种间歇金属浸没腐蚀测试仪器的制作方法

本实用新型涉及一种间歇金属浸没腐蚀测试仪器，尤其是对氯硅烷精馏塔金属进行动态腐蚀测试的仪器，属于金属腐蚀测试技术领域。

背景技术：

氯硅烷是多晶硅生产过程中的重要原料，多晶硅精馏塔是生产多晶硅的重要设备，而精馏塔的腐蚀一直给企业带来巨大的损失，精馏塔的腐蚀是由于氯硅烷泄露后反应生成氯化物，含有氯化物的水溶液在精馏塔外表面对金属进行腐蚀。

现有金属浸没腐蚀测试多采用将油浴锅和广口瓶组合使用的方式进行金属腐蚀测试，即将金属挂片装在盛有腐蚀液体的广口瓶中，将广口瓶放入油浴锅，通过调节油浴锅油浴温度和腐蚀液配比控制腐蚀测试环境；这种测试方法设备要求简易且易操作，因此使用非常广泛；但是真实环境的腐蚀环境中，精馏塔的温度在50℃～90℃之间，精馏塔的腐蚀主要为氯硅烷泄露后反应生成的氯化物对金属的腐蚀，氯硅烷精馏塔金属并非一直接触腐蚀液，而是间歇性接触腐蚀液和气相，腐蚀产物附着在金属表面呈蜂窝状，随时间越来越厚，在间歇接触空气过程中，空气会进入腐蚀产物的蜂窝状结构中，对腐蚀产物成分进行分析发现，腐蚀产物主要为氯化亚铁和氧化铁的混合物；空气中的氧会加速腐蚀反应，但目前的浸没腐蚀测试仪器无法做到金属挂片在腐蚀过程中间歇接触腐蚀液和空气，因此测试结果与现实中的腐蚀有区别，不利于研究精馏塔外表面的金属腐蚀现象，即现有的因此传统的测试方法和仪器所测试的腐蚀状况并不能很好模拟工况条件下的腐蚀；且油浴锅加广口瓶的测试方法没有自动定时功能，需要人工计算时间，如果忘记测试时间，则实验结果不准确。

技术实现要素：

本实用新型提出的是一种间歇金属浸没腐蚀测试仪器，其目的旨在解决现有测试设备中无法做到金属挂片与腐蚀液间歇接触的问题。

本实用新型的技术解决方案：一种间歇金属浸没腐蚀测试仪器，其结构包括油浴锅1，外部连接支架6，容器瓶18，瓶塞4，活塞套管5，机械装置支架9，机械装置组件7，步进电机12，机械装置；其中，油浴锅1上方有n个开孔区域19，每个开孔区域19处固定一个容器瓶18，容器瓶18的瓶口处有瓶塞4，瓶塞4内有活塞套管5，外部连接支架6穿过活塞套管5伸入容器瓶18内，油浴锅1上固定有机械装置支架9，机械装置支架9上固定有机械装置组件7，机械装置组件7内有步进电机12和机械装置，步进电机12通过机械装置与外部连接支架6连接。

本实用新型的有益效果：

1）能够实现金属挂片与腐蚀液间歇性的接触；

2）通过步进电机12带动机械装置，使得金属挂片可以间歇性的处于腐蚀液液面以下、一部分处于液面以下一部分处于液面以上、全部在液面以上三种状态，可以更好的测试工况条件下的金属腐蚀。

附图说明

附图1为本实用新型示意图。

附图2为本实用新型剖面图。

附图3为本实用新型左视图。

附图4为将附图2中a部分机械装置替换为另一种方案的剖面图。

附图5为附图2中b部分的详细剖面图。

附图中1是油浴锅，2是限位卡盘，3是金属挂片支架，4是瓶塞，5是活塞套管，6是外部连接支架，7是机械装置组件，8是限位套管，9是机械装置支架，10是定时装置，11是温控装置，12是步进电机，13是轮盘，14是曲轴连杆，15是活塞，16是齿轮，17是齿条，18是容器瓶，19是开孔区域。

具体实施方式

一种间歇金属浸没腐蚀测试仪器，其结构包括油浴锅1，外部连接支架6，容器瓶18，瓶塞4，活塞套管5，机械装置支架9，机械装置组件7，步进电机12，机械装置；其中，油浴锅1上方有n个开孔区域19，每个开孔区域19处固定一个容器瓶18，容器瓶18的瓶口处有瓶塞4，瓶塞4内有活塞套管5，外部连接支架6穿过活塞套管5伸入容器瓶18内，油浴锅1上固定有机械装置支架9，机械装置支架9上固定有机械装置组件7，机械装置组件7内有步进电机12和机械装置，步进电机12通过机械装置与外部连接支架6连接。

所述机械装置支架9优选固定在油浴锅1的侧面，机械装置组件7固定在机械装置支架9的上端。

所述n个开孔区域19中n≥1。

所述一种间歇金属浸没腐蚀测试仪器，其结构还包括定时装置10，温控装置11，机械装置控制器；定时装置10和温控装置11设置在油浴锅1内，步进电机12与机械装置控制器连接；通过定时装置可以控制油浴锅1的启停，定时装置10可以确定金属挂片处于不同浸没状态的时间；通过温控装置11更方便油浴锅1负责提供恒定的温度，定时装置10控制油浴锅1的加热时间；通过机械装置控制器控制步进电机12和机械装置的启停，机械装置控制器可以控制机械装置的运动，机械装置通过机械运动控制金属挂片与容器瓶18内腐蚀液的接触或分离。

所述容器瓶18内装有腐蚀液；优选腐蚀液不装满容器瓶18；优选容器瓶18内腐蚀液的体积占容器瓶18内容积的三分之一至三分之二；进一步优选容器瓶18内腐蚀液的体积占容器瓶18容积的二分之一；所述容器瓶18优选为广口瓶。

所述活塞套管5内有活塞15，活塞15安装在外部连接支架6上，活塞套管5内部通过活塞15保证了气密性；所述的容器瓶18瓶口处的瓶塞4中心安装活塞套管5，活塞15安装在外部连接支架6上，活塞15与外部连接支架6能够一起在活塞套管5中做垂直运动，在保证密封性能的前提下使得机械装置可以控制外部连接支架6下端的金属挂片与容器瓶18内腐蚀液的相对位置；使用时，外部连接支架6下端悬挂金属挂片。

所述活塞15包括橡胶外圈和不锈钢瓶塞，不锈钢瓶塞位于橡胶外圈的中间；活塞15使用耐腐蚀不锈钢材料外部包覆可拆卸橡胶材料，橡胶外圈中间的不锈钢瓶塞可拆卸；所述瓶塞4正中打孔安装活塞套管5，外部连接支架6在与活塞套管5对应部分安装活塞15，活塞套管5与活塞15配合实现保证气密性的垂直运动，可满足机械装置动作的需要。

所述外部连接支架6的上端通过机械装置与步进电机12连接，外部连接支架6的下端穿过活塞套管5后插入容器瓶18内，活塞套管5使得外部连接支架6在垂直运动时不会与瓶塞4发生摩擦影响垂直运动的稳定性；所述机械装置支架9上或机械装置组件7上可进一步安装有限位套管8，限位套管8位于机械装置的下方，外部连接支架6的上半部分穿过限位套管8，通过限位套管8进一步保证外部连接支架6被机械装置带动沿限位套管8往复运动时，避免外部连接支架6左右摇晃，使得外部连接支架6运动更加平稳；外部连接支架6的下半部分分成n个分支，外部连接支架6下半部分的每个分支均分别穿过对应容器瓶18瓶口处瓶塞4内的活塞套管5，外部连接支架6下半部分的每个分支与活塞套管5对应部分安装活塞15；使用时，外部连接支架6下半部分的每个分支上悬挂金属挂片，外部连接支架6下半部分的每个分支分别插入对应的容器瓶18内，外部连接支架6下半部分的每个分支和对应活塞15一起相对活塞套管5做竖直方向的垂直运动；通过机械装置带动外部连接支架6上下运动，使得金属挂片可以间歇性的处于容器瓶18内腐蚀液液面以下、或一部分处于液面以下一部分处于液面以上、或全部在液面以上三种状态，可以更好的测试工况条件下的金属腐蚀。

所述外部连接支架6下半部分的每个分支所安装活塞15的下方为金属挂片支架3；使用时，通过金属挂片支架3悬挂金属挂片；所述外部连接支架6用于实现单个或多个容器瓶18中金属挂片支架3的运动，通过外部连接支架6下端的n个分支能够将多个容器瓶18内的金属挂片支架3固定连接在一个外部连接支架6上，机械装置通过控制这个外部连接支架6的垂直运动同时控制多个容器瓶18中金属挂片与腐蚀液的接触及运动模式；活塞套管5使得金属挂片支架3在垂直运动时不会与瓶塞发生摩擦影响垂直运动的稳定性。

所述外部连接支架6下半部分的每个分支的直径≤3mm。

所述容器瓶18的瓶塞4中心安装活塞套管5，外部连接支架6下半部分的每个分支在瓶塞4处穿过活塞15在活塞套管5中上下运动；活塞15用于保持广口瓶的气密性，活塞15与活塞套管5的摩擦很小，因此外部连接支架6可以正常进行上下运动，由于外部连接支架6的材料为金属杆，直径很小，因此在外部连接支架6上下运动过程中造成的广口瓶内气压变化很小，不影响支架的运动。

所述每个开孔区域19均优选通过对应的限位卡盘2固定一个容器瓶18；所述油浴锅1的上层有金属盖，金属盖上有n个圆形开孔，每个圆形开孔形成一个开孔区域19，每个圆形开孔处固定三个绕开孔等角度环形排列的限位卡盘2，每个开孔区域19通过对应的限位卡盘2固定一个容器瓶18；通过限位卡盘2的使用，使得容器瓶18的固定更加稳定；所述限位卡盘2为夹合型限位装置；所述夹合型限位装置使用三个圆弧形卡盘配合弹簧提供夹合力；通过油浴锅1用于放置容器瓶18的位置使用夹合型限位装置，确保每次容器瓶18都处于同一位置，容器瓶18的瓶口圆心位置固定，方便了金属挂片支架3的垂直运动不会因为位置问题与容器瓶18的瓶塞发生摩擦，此夹合型限位装置固定在油浴锅1上层的有圆形开孔的金属盖上，使用三个圆弧形卡盘配合弹簧提供夹合力，可满足不同直径的广口瓶的固定。

所述机械装置支架9优选为可拆卸式，机械装置支架9可调节高度和夹持角，方便使用不同规格的容器瓶18；所述机械装置支架9上预留机械装置装卡的位置，方便不同的机械装置实现金属挂片不同的运动效果。

所述机械装置包括轮盘13、曲轴连杆14，轮盘13与步进电机12连接，曲轴连杆14的一端与轮盘13连接，曲轴连杆14的另一端与外部连接支架6的上端连接；工作时，步进电机12的圆周运动带动轮盘13进行旋转，轮盘13上固定有曲轴连杆14，曲轴连杆14连接外部连接支架6，轮盘13随步进电机12旋转带动曲轴连杆14发生往复运动，曲轴连杆14带动外部连接支架6在竖直方向上进行垂直往复运动；所述机械装置优选采用紧固件固定在外部连接支架6上，可以根据情况进行拆卸和更换。

所述机械装置还可以使用步进电机12连接齿轮16配合齿条17实现外部连接支架6的垂直往复运动；此种情况下，所述机械装置包括齿轮16、齿条17，齿轮16与步进电机12连接，齿条17的一端与外部连接支架6的上端连接，齿条17上的齿与齿轮16边缘的齿相配合；工作时，步进电机12的圆周运动带动齿轮16进行正向或反向旋转，齿轮16边缘的齿与齿条17上的齿相配合，齿轮16旋转带动齿条17上下运动，齿条17带动外部连接支架6在竖直方向上进行垂直往复运动；齿轮16配合齿条17的结构可以在需要实现较大垂直位移的情况下保持机械装置组件7体积更小，且这种结构的垂直运动更加平稳，对于垂直运动距离的控制也更加容易；但步进电机12配合轮盘13和曲轴连杆14的方案更容易实现外部连接支架6的周期性的垂直往复运动，更适用于需要将金属挂片周期性浸没浸出腐蚀液的情况，在这种情况下步进电机12配合齿条17的方案因对控制程序要求高而不适用；因此，实际应用时，可以结合测试需要选用不同的机械装置进行测试。

本实用新型通过在传统金属腐蚀测试仪器上加装机械装置，能有效满足一个或多个金属挂片在腐蚀液中的间歇腐蚀测试；通过机械装置，使得金属挂片可以间歇性的处于腐蚀液液面以下、一部分处于腐蚀液液面以下一部分处于液面以上、全部在腐蚀液液面以上三种状态，可以更好的模拟测试工况条件下的金属腐蚀；本实用新型中曲轴连杆14配合步进电机12可以实现金属挂片周期性的沉入浮出腐蚀液液面，可用于模拟测试金属在流动液体中液面附近的腐蚀，如测试金属在海水液面附近的腐蚀或经常有物料流入流出的储罐内壁的腐蚀；步进电机12可以精确控制外部连接支架6的垂直运动位移，测试金属在腐蚀液中不连续浸没的腐蚀情况，如金属储罐由于内部物料需要抽入抽出，储罐可能长期间歇性处于满装、半满装、空装的状态，因此金属储罐内壁也会长时间间歇性处于浸没于腐蚀液、半浸没于腐蚀液、非浸没状态，本实用新型可以更加真实的测试此类情况下的金属腐蚀情况。

本实用新型通过进一步使用定时装置10、温控装置11、机械装置控制器，更加有利于进一步进行自动化控制；如：有利于进一步采用计算机控制油浴加热装置实现定时停止，更真实的模拟工况条件下的腐蚀情况。

所使用的定时装置10可以控制机械装置组件7的启停，通过控制机械装置组件内部步进电机12的工作和停止时间，可以控制外部连接支架6的垂直位置，进而控制与外部连接支架6相连的各金属挂片支架3的垂直位置，可以控制金属挂片在腐蚀液中的垂直位置。

实施例1

金属间歇腐蚀测试仪器包括油浴锅1，油浴锅1箱体上有用于固定广口瓶的限位卡盘2，每个广口瓶使用三个等角度环形分布的支架作为限位卡盘2保证广口瓶的中心位置在油浴锅1箱体开口圆孔的中心处，广口瓶的瓶塞4上设置容纳外部连接支架6垂直运动的活塞套管5，外部连接支架在活塞套管5内通过活塞15与活塞套管5的配合实现气密性；保证广口瓶的中心位置与油浴锅1箱体开口圆孔的中心重合是为了外部连接支架6在运动时不会与活塞套管5发生过多摩擦；机械装置支架9用于固定机械装置组件7，机械装置组件7上有用于固定和保证外部连接支架6运动的限位套管8，可以保证外部连接支架6在垂直运动时的平稳和准确，外部连接支架6与机械装置组件7连接，外部连接支架6带动多个金属挂片支架3垂直运动，使金属挂片在腐蚀液中垂直运动，机械装置组件7内部由步进电机12带动轮盘13进行旋转，轮盘13上固定有曲轴连杆14，曲轴连杆14连接外部连接支架6，轮盘13随步进电机12旋转带动曲轴连杆14发生垂直运动，曲轴连杆14带动外部连接支架6进行垂直运动；定时装置10连接机械装置组件7和油浴锅1，可以控制步进电机12的旋转时间以及停止时间，进而通过控制轮盘13旋转角度控制外部连接支架6的垂直运动距离，进而控制金属挂片支架3的垂直运动距离，控制多个金属挂片在腐蚀液中的间歇腐蚀，通过控制油浴锅1的工作时间控制腐蚀测试时间，温控装置11控制油浴锅1内油液的温度。

如图2剖面图所示，外部连接支架6的运动由步进电机12提供动力给轮盘13再由轮盘13带动曲轴连杆14做垂直运动。