一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置及其试验方法
【专利摘要】本发明公开一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置及其试验方法，该装置包括对试样进行腐蚀试验的动态高温高压釜系统、介质循环系统和气体混合系统；介质循环系统配合动态高温高压釜系统使试验环境内的介质更换或循环，以模拟实际工况下的溶液介质或流速；气体混合系统与动态高温高压釜系统连通配合模拟试验所需的气体组分和压力环境；所述动态高温高压釜系统中设有介质温度控制器模拟实际工况下的温度。本试验装置综合考虑了多种试验参数，并配有扩展接口，可以有效的模拟多种实际工况，完成复杂环境下应力腐蚀、均匀腐蚀、冲刷腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、电化学腐蚀、涂镀层耐蚀性评定、缓蚀剂效率评定等等多种材料腐蚀性能评价和研究，确保试验结果的准确性和科学性。
【专利说明】
一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置及其试验方法
技术领域
[0001]本发明属于材料腐蚀性能检测领域，具体涉及一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置及其试验方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着能源工业的高速发展，核电、石油、化工、煤化工等行业装置的使用条件越来越苛刻，在复杂腐蚀环境下服役的设备也越来越常见。但随之而来的设备腐蚀破坏在造成巨大经济损失的同时，也造成了环境的破坏和人员的伤亡。
[0003]目前商用核电站主要采用轻水堆(LWR)，分为沸水堆(BWR)和压水堆(PWR)，其中90%以上的核反应堆的冷却剂为高温高压水。全世界许多电站已经达到或接近30?40年的设计寿命，为了节约资源和降低成本，核电的发展还要求不断延长核电站的寿命，急需使其延长到60年甚至80年。延寿就需要掌握核电高温高压水中长期服役过程中的金属材料腐蚀行为规律与性能退化机制。研究材料腐蚀行为和机理，对评价核电站用设备的安全裕度和剩余寿命，保障现役核电站安全运行，有重要的理论和实际意义。
[0004]随着油气田的开采条件愈加苛刻，未来石油工业将面临油气井开采后期含水量提高，深井、超深井开发导致设备的工作温度和压力进一步提高，油气田中C02、H2S等多相酸性腐蚀介质共存的复杂开采环境，给含C02、H2S油气田的高效、安全开发和油气的储运提出了很大的挑战。一方面，C02、H2S等多相酸性腐蚀介质共存的复杂开采环境共存的腐蚀体系中，多种腐蚀介质相互影响，使其腐蚀规律变得极其复杂和难于把握;另一方面，co2、H2s的存在往往会引发设备和管道的严重腐蚀，从而会引发重大安全事故，带来很严重的人员伤亡和重大的经济损失。油气装置迫切希望对这种复杂环境下材料的腐蚀机理进行深入的研究以便建立机制性的预测模型和控制方法。
[0005]石油化工行业的压力容器和压力管道等承压设备，在高温、高压、酸性、碱性、腐蚀性气体等复杂环境下服役，因应力腐蚀、点腐蚀、碱脆等腐蚀破坏导致其发生泄漏或爆炸，化工介质可能会直接污染大气、水、土壤，造成人员伤亡、经济损失和环境污染。
[0006]综上，为在实际工况条件下保证设备选材的安全性，且符合经济性原则，试验介质环境应尽量选用与实际工况条件相同的环境，以获得材料的真实服役性能。因此，可模拟复杂环境的腐蚀试验装置的建立，是研究金属材料在模拟工况下腐蚀机理和行为的首要条件，具有极为重要的的研究价值和社会价值。
【发明内容】
[0007]针对上述工程试验需求的不足，本发明提供了一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置及其试验方法，可以模拟温度、压力、流速、冲刷、介质、气体含量等试验条件，接近实际的服役环境，保证试验数据的可靠性，为试验材料的应用提供有效的指导。
[0008]本试验装置综合考虑了多种试验参数，并配有扩展接口，可以有效的模拟实际工况，完成复杂环境下应力腐蚀、均匀腐蚀、冲刷腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、电化学腐蚀、涂镀层耐蚀性评定、缓蚀剂效率评定等等多种材料腐蚀性能评价和研究，确保试验结果的准确性和科学性。
[0009]为实现上述目的之一提供一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置，本发明采用了以下技术方案:
[0010]—种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置，该装置包括对试样进行腐蚀试验的动态高温高压釜系统、介质循环系统和气体混合系统;介质循环系统配合动态高温高压釜系统使试验环境内的介质更换或循环，以模拟实际工况下的溶液介质或流速;气体混合系统与动态高温高压釜系统连通配合模拟试验所需的压力环境和试验气体组分;所述动态高温高压釜系统中设有介质温度控制器模拟实际工况下的环境温度。
[0011]优选的，所述动态高温高压釜系统还包括模拟实际工况环境的高温高压釜、确保溶液介质成分均匀并且模拟冲刷工况的搅拌器，介质温度控制器设置在高温高压釜上对釜内试样进行温控；
[0012]所述高温高压釜上设有控制溶液介质进入的进液口控制阀、控制溶液介质流出的出液口控制阀；出液口下侧设有用于试验过程中提取或更换釜中试验溶液的取液口，高温高压釜上还有控制取液的取液口控制阀；
[0013]在高温高压釜上还设置有防止釜内压力超过试验设定数值的安全阀、与气体混合系统连通控制进气的进气口控制阀、控制出气的出气口控制阀、观察釜内溶液介质液位高度的液位计，其中，安全阀的管道上设有监控釜内压力的压力表。
[0014]进一步的，所述高温高压釜上还设有用于扩展外接的多个扩展接口，其中包括外接电化学工作站的扩展接口 1、外接动态应变仪的扩展接口 Π。
[0015]进一步的，所述介质循环系统包括储存溶液介质用以在不开釜或试验过程中更换或循环釜中试验溶液的溶液罐、连通高温高压釜与溶液罐形成循环回路的第一高压循环栗和第二高压循环栗，其中，溶液罐上还设有介质循环温控器；
[0016]所述溶液罐上设有防止内压力超过试验设定数值的安全阀、控制向罐中加液的加液口控制阀、控制出气的出气口控制阀、控制向釜中输液的出液口控制阀、用于向罐中循环试验溶液的回流控制阀；其中，安全阀的管道上设有监控溶液罐内压力的压力表。
[0017]进一步的，所述出液口控制阀的输出端通过第一高压循环栗与进液口控制阀相连；回流控制阀在第二高压循环栗左右两侧分别设置，其中一个阀的输入端与出液口控制阀相连、另一个阀的输出端直接连通溶液罐。
[0018]进一步的，所述气体混合系统包括气体混合罐、以并联方式连通气体混合罐的多个试验气体瓶，其中，气体混合罐通过出气口控制阀与进气口控制阀连通，任一试验气体瓶均通过气体质量流量计及充气控制阀与气体混合罐连通；
[0019]所述气体混合罐上还连接有防止罐内压力超过试验设定数值的安全阀，安全阀的管道上设有监控罐内压力的压力表，气体混合罐内还设有混合气体的搅拌器。
[0020]进一步的，所述气体混合罐还设有多个扩展接口以实现向罐内通入不同组分的气体;所述出气口控制阀与进气口控制阀之间设有增压栗;所述气体混合罐上还设有确保罐中所有组分的气体始终保持气态的气体温度控制器。
[0021 ]本发明的目的之二是提供上述试验装置的试验方法，采用了以下技术方案，具体步骤如下:
[0022]I)根据试验技术要求，将制备好的试样放置或悬挂在高温高压釜中，关闭高温高压釜；
[0023]2)根据试验技术要求，配制试验溶液，倒入溶液罐，关闭溶液罐，并将溶液通过溶液罐导入高温高压釜中，根据试验需要，选择是否需要向溶液罐中倒入溶液；
[0024]3)将气体混合系统中的一个试验气体瓶作为氮气瓶，打开该气瓶、与该气瓶相连的气体质量流量计和进气口控制阀，再打开出气口控制阀、进气口控制阀和出气口控制阀，将他通入釜内的试验溶液中除氧；
[0025]4)除氧结束后，关闭所有阀门；根据试验技术要求，精确计算气体组分，通过气体质量流量计分别计量，打开相应充气控制阀，将试验气体分别通入气体混合罐中，启动搅拌器，确保混合气体组分均匀；如果混合气体中一种或几种气体在常温下的饱和蒸汽压低于气体混合罐中的总压，启动气体温度控制器，加热罐中的混合气体，确保罐中所有组分的气体始终保持气态；
[0026]5)打开出气口控制阀、增压栗和进气口控制阀，将混合好的气体通入高温高压釜内的试验溶液中，观察压力表，直至达到试验要求压力，并维持压力稳定；
[0027]6)通气的同时，启动介质温度控制器，设定好试验温度，开始加热溶液介质，整个试验过程中，溶液保持在设定温度；
[0028]7)根据需要启动搅拌器，保持溶液成分混和均匀并模拟冲刷腐蚀。
[0029]8)根据需要启动冷凝器，保持高温高压釜内的溶液量，溶液量不足时，通过溶液灌补充，补充的溶液必须先除氧。
[0030]优选的，若试验期间需要更换试验溶液，更换试验溶液的步骤为:
[0031 ] S1、关闭出气口控制阀、增压栗和进气口控制阀，打开出气口控制阀，将釜内的压力恢复常压；
[0032]S2、开启出液口控制阀和取液口控制阀，将釜中原试验介质排尽后，关闭出液口控制阀和取液口控制阀；
[0033 ] S3、通过加液口控制阀将试验溶液加入溶液罐，打开出液口控制阀、第一高压循环栗和进液口控制阀，将试验溶液加到釜中，观察液位计，加到合适溶液量确保试样全浸或部分浸入溶液中后，关闭进液口控制阀、第一高压循环栗和出液口控制阀，即完成对试验溶液的更换。
[0034]优选的，若试验期间需要溶液循环，循环试验溶液的步骤为:关闭取液口控制阀，开启出液口控制阀、第二高压循环栗、回流控制阀、液口控制阀、第一高压循环栗和进液口控制阀，保持循环。
[0035]本发明的有益效果在于:
[0036]I)、本发明高温高压釜能够提供恒定的温度，保持恒定的压力，提供流动的介质，可以模拟温度、压力、流速、冲刷、介质、气体含量等试验条件，接近实际的服役环境，保证试验数据的可靠性，为试验材料的应用提供有效的指导。
[0037]当釜内压力升高超过规定值时，安全阀a能够通过向系统外排放气体来防止釜内压力超过规定数值，排出的气体经导流管导向专门的吸收装置，进行废气吸收，确保设备和试验人员的安全;介质搅拌器可以使溶液介质流动，模拟冲刷的腐蚀工况;冷凝器可以在连续鼓泡状态下减少溶液损失;液位计可以实时观察釜内溶液液位高度，溶液量不够时可以通过BI补充。扩展接口可以外接电化学工作站或动态应变仪等，采集更多的数据，更全面的研究材料的腐蚀行为和机理。
[0038]2)、本发明介质循环系统能够实现不开釜更换试验介质、在试验周期内保持溶液循环，溶液罐用来盛装配置好的溶液介质，通过两个高压循环栗可以保持溶液在高温高压釜和溶液罐之间循环，配合阀门使用，实现不开釜更换溶液。
[0039]其中，安全阀能够通过向系统外排放介质来防止罐内压力超过设定数值，确保设备和试验人员的安全;取液口可以在任何时间任何阶段提取出釜内溶液，便于试验人员了解试验过程中的参数。
[0040]3)、本发明中气体质量流量计能够实现将不同组分的气体精确的混合在气体混合罐中，从而气体混合系统可以通过增压栗将气体混合罐中精确配比的混合气体通入高温高压釜中。
[0041 ]其中，气体温度控制器可以加热混合罐，避免在较低压力下某一气体液化，确保混合罐中的气体始终为气态;气体搅拌器用于保证不同组分的气体充分混合;安全阀c能够通过向系统外排放气体来防止罐内压力超过设定数值，确保设备和试验人员的安全;增压栗将精确配比的混合气通入到高温高压釜中，并提供试验所需的压力环境;扩展接口可以增加气体的种类，模拟更加复杂的气体环境。
[0042]4)、综上所述，本发明装置采用模块化结构，具有多个扩展接口，操作方便，试验参数控制精确，能模拟高温、高压、含不同组分气体、不同含量溶液介质、流动、冲刷等复杂环境，为金属材料在复杂环境下的抗腐蚀性能研究和应用奠定了基础，具有较大的推广应用价值。
【附图说明】
[0043]图1为本发明的结构简示图。
[0044]图中标注符号的含义如下:
[0045]A-动态高温高压釜系统
[0046]Al-高温高压釜A2-介质温度控制器A3-搅拌器a A4_压力表a
[0047]A5-安全阀a A6_进气口控制阀A7_出气口控制阀a A70-冷凝器
[0048]A8-液位计A9-扩展接口 I AlO-扩展接口 Π
[0049]AU-进液口控制阀A12-出液口控制阀A13-取液口控制阀
[0050]B-介质循环系统
[0051 ]B1-溶液罐B2-第二高压循环栗B3-第一高压循环栗
[0052]B4-压力表b B5-安全阀b B6-加液口控制阀B7-出液口控制阀b
[0053]B8-回流控制阀B9-介质循环温控器BlO-出气口控制阀b
[0054]C-气体混合系统
[0055]Cl-气体混合罐C2-气体温度控制器C3-增压栗
[0056]C4-气体质量流量计I C5-气体质量流量计Π C6-气体质量流量计ΙΠ
[0057]C7-压力表c C8-安全阀c C9-搅拌器c ClO-充气控制阀I
[0058]Cll-充气控制阀Π C12-充气控制阀ΙΠ C13-出气口控制阀
[0059]C14-扩展接口 I C15-扩展接口 Π C16-扩展接口 ΙΠ
【具体实施方式】
[0060]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0061]一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置，如图1所示，该装置包括对试样进行腐蚀试验的动态高温高压釜系统A、介质循环系统B和气体混合系统C;介质循环系统B配合动态高温高压釜系统A使试验环境内的介质更换或循环，以模拟实际工况下的溶液介质或流速;气体混合系统C与动态高温高压釜系统A连通配合模拟试验所需的气体组分和压力环境。
[0062]动态高温高压釜系统A
[0063]动态高温高压釜系统A包括:高温高压釜Al—一模拟实际工况下的溶液介质、温度、压力等试验环境;设置在高温高压釜Al上的介质温度控制器A2—一依靠测温仪温度检测数据线和测温仪温度反馈数据线实现对釜内试样的温控目的，通过测量溶液介质的温度，以达成控制试样温度的效果，控制精度为±0.5°C，测温范围为室温至300°C;搅拌器aA3一一确保溶液介质成分均匀并且模拟冲刷工况。
[0064]在高温高压釜Al上设置有防止釜内压力超过试验设定数值的安全阀aA5、与气体混合系统C连通控制进气的进气口控制阀A6、控制出气的出气口控制阀A7、用于观察釜内溶液介质液位高度的液位计A8，其中，安全阀aA5的管道上设有监控釜内压力的压力表aA4;出气口控制阀A7处设有冷凝器A70，用于排气时对气体冷凝，减少试验溶液的损失。
[0065]所述高温高压釜Al上还设有控制溶液介质进入的进液口控制阀All、控制溶液介质流出的出液口控制阀aA12;出液口下侧设有用于试验过程中提取或更换釜中试验溶液的取液口，高温高压釜Al上还控制取液的取液口控制阀Al3。
[0066]并且，所述高温高压釜Al上还设有用于扩展外接的多个扩展接口，其中包括外接电化学工作站的扩展接口 IA9、外接动态应变仪的扩展接口 Π A10。
[0067]介质循环系统B
[0068]所述介质循环系统B包括:溶液罐BI—一储存溶液介质用以在不开釜或试验过程中更换或循环釜中试验溶液，溶液罐BI上还设有介质循环温控器B9(为了保证试验的真实可靠性，有的试验溶液需要到测试温度后才能与试样接触，不能直接导入高温高压釜Al然后再去利用介质温度控制器A2进行加热)；
[0069]第一高压循环栗B3和第二高压循环栗B2—一连通高温高压釜Al与溶液罐BI形成循环回路；
[0070]所述溶液罐BI上设有防止内压力超过试验设定数值的安全阀bB5、控制向罐中加液的加液口控制阀B6、控制向釜中输液的出液口控制阀bB7、用于向罐中循环试验溶液的回流控制阀B8、控制出气的出气口控制阀bB10;其中，安全阀bB5的管道上设有监控溶液罐BI内压力的压力表bB4。
[0071]具体的，所述出液口控制阀bB7的输出端通过第一高压循环栗B3与进液口控制阀All相连；回流控制阀B8在第二高压循环栗B2左右两侧分别设置，其中一个阀的输入端与出液口控制阀A12相连、另一个阀的输出端直接连通溶液罐BI。
[0072]气体混合系统C
[0073]所述气体混合系统C包括:气体混合罐Cl;气体温度控制器C2—一依靠测温仪温度检测数据线和测温仪温度反馈数据线实现对罐内混合气体的加热和温控目的，保证试验气体以气态的形式存在，控制精度为±0.5°C，测温范围为室温至300°C;以并联方式连通气体混合罐Cl的多个试验气体瓶(如图中的气瓶1、气瓶π、气瓶m)，其中，气体混合罐Cl通过出气口控制阀C13与进气口控制阀A6连通，任一试验气体瓶均通过气体质量流量计及充气控制阀与气体混合罐Cl连通(气瓶I通过气体质量流量计IC4及充气控制阀IClO、气瓶Π通过气体质量流量计π C5及充气控制阀π Cl 1、气瓶m通过气体质量流量计mc6及充气控制阀mci2与气体混合罐Cl连通)。
[0074]所述气体混合罐Cl上还连接有防止罐内压力超过试验设定数值的安全阀cC8，安全阀CC8的管道上设有监控罐内压力的压力表CC7，气体混合罐Cl内还设有混合气体的搅拌器 CC9。
[0075]所述气体混合罐Cl还设有多个扩展接口以实现向罐内通入不同组分的气体(如图1中的扩展接口 IC14、扩展接口 Π C15和扩展接口 IIIC16);所述出气口控制阀C13与进气口控制阀A6之间设有增压栗C3。
[0076]下面结合附图对本装置的正常工作流程(以2种混合气体为例)作出如下的详细说明。
[0077]I)根据试验技术要求，将制备好的试样放置或悬挂在高温高压釜Al中，关闭高温高压爸Al。
[0078]2)根据试验技术要求，配制试验溶液，倒入溶液罐BI，关闭溶液罐BI，并将溶液通过溶液罐BI导入高温高压釜Al中。
[0079]3)打开气瓶1、质量流量计IC4、进气口控制阀IClO、出气口控制阀C13、进气口控制阀A6和出气口控制阀A7，将他通入釜内的试验溶液中除氧。
[0080]4)除氧结束后，关闭所有阀门。根据试验技术要求，精确计算气体组分，通过气体质量流量计π C5、气体质量流量计mc6计量，打开充气控制阀π Cl 1、充气控制阀mci2，将试验气体π和试验气体m分别通入混合罐中，启动搅拌器cC9，确保混合气体组分均匀。如果混合气体中一种或几种气体在常温下的饱和蒸汽压低于气体混合罐Cl中的总压，启动气体温度控制器C2，加热罐中的混合气体，确保罐中所有组分的气体始终保持气态。
[0081 ] 5)打开出气口控制阀C13、增压栗C3和进气口控制阀A6，将混合好的气体通入高温高压釜Al内的试验溶液中，观察压力表aA4，直至达到试验要求压力，并维持压力稳定。
[0082]6)通气的同时，启动介质温度控制器A2，设定好试验温度，开始加热溶液介质，整个试验过程中，溶液保持在设定温度。
[0083]7)根据需要启动搅拌器aA3，可以保持溶液成分混和均匀并模拟冲刷腐蚀。
[0084]8)如试验期间需要更换试验溶液，采取如下步骤:
[0085]S1、关闭出气口控制阀C13、增压栗C3和进气口控制阀A6，打开出气口控制阀A7，将釜内的压力恢复常压；
[0086]S2、开启出液口控制阀aA12和取液口控制阀A13，将釜中原试验介质排尽后，关闭出液口控制阀aAl 2和取液口控制阀Al 3;
[0087]S3、通过加液口控制阀B6将试验溶液加入溶液罐BI，打开出液口控制阀bB7、第一高压循环栗B3和进液口控制阀Al I，将试验溶液加到釜中，观察液位计AS，加到合适溶液量确保试样全浸或部分浸入溶液中后，关闭进液口控制阀Al 1、第一高压循环栗B3和出液口控制阀bB7，即完成对试验溶液的更换。
[0088]再重复步骤3)?6)，继续试验;如需模拟冲刷腐蚀重复步骤3)?7)。
[0089]9)如试验期间需要溶液循环模拟一定的流速工况，采用如下步骤:
[0090]关闭取液口控制阀A13，开启出液口控制阀aA12、第二高压循环栗B2、回流控制阀B8、液口控制阀bB7、第一高压循环栗B3和进液口控制阀Al I，保持循环。
[0091]应当说明的是，对于本发明的腐蚀试验装置，针对不同的试验工况对应有不同的试验方法，都属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置，其特征在于:该装置包括对试样进行腐蚀试验的动态高温高压釜系统(A)、介质循环系统(B)和气体混合系统(C);介质循环系统(B)配合动态高温高压釜系统(A)使试验环境内的介质更换或循环，以模拟实际工况下的溶液介质或流速;气体混合系统(C)与动态高温高压釜系统(A)连通配合模拟试验所需的压力环境和试验气体组分;所述动态高温高压釜系统(A)中设有介质温度控制器(A2)模拟实际工况下的环境温度。2.根据权利要求1所述的一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置，其特征在于:所述动态高温高压釜系统(A)还包括模拟实际工况环境的高温高压釜(Al)、确保溶液介质成分均匀并且模拟冲刷工况的搅拌器a(A3)，介质温度控制器(A2)设置在高温高压釜(Al)上对釜内环境进行温控； 所述高温高压釜(Al)上设有控制溶液介质进入的进液口控制阀(All)、控制溶液介质流出的出液口控制阀a(A12);出液口下侧设有用于试验过程中提取或更换釜中试验溶液的取液口，高温高压釜(Al)上还有控制取液的取液口控制阀(A13)； 在高温高压釜(Al)上还设置有防止釜内压力超过试验设定数值的安全阀a(A5)、与气体混合系统(C)连通控制进气的进气口控制阀(A6)、控制出气的出气口控制阀(A7)、观察釜内溶液介质液位高度的液位计(A8)，其中，安全阀a(A5)的管道上设有监控釜内压力的压力表(A4)03.根据权利要求2所述的一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置，其特征在于:所述高温高压釜(A1)上还设有用于扩展外接的多个扩展接口，其中包括外接电化学工作站的扩展接口 I (A9)、外接动态应变仪的扩展接口 Π (AlO)。4.根据权利要求2或3所述的一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置，其特征在于:所述介质循环系统(B)包括储存溶液介质用以在不开釜或试验过程中更换或循环釜中试验溶液的溶液罐(BI)、连通高温高压釜(Al)与溶液罐(BI)形成循环回路的第一高压循环栗(B3)和第二高压循环栗(B2)，其中，溶液罐(BI)上还设有介质循环温控器(B9); 所述溶液罐(BI)上设有防止内压力超过试验设定数值的安全阀b(B5)、控制向罐中加液的加液口控制阀(B6)、控制向釜中输液的出液口控制阀b(B7)、用于向罐中循环试验溶液的回流控制阀(B8)、控制出气的出气口控制阀b (B1);其中，安全阀b (B5)的管道上设有监控溶液罐(BI)内压力的压力表(B4)。5.根据权利要求4所述的一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置，其特征在于:所述出液口控制阀b(B7)的输出端通过第一高压循环栗(B3)与进液口控制阀(All)相连；回流控制阀(B8)在第二高压循环栗(B2)左右两侧分别设置，其中一个阀的输入端与出液口控制阀(A12)相连、另一个阀的输出端直接连通溶液罐(BI)。6.根据权利要求5所述的一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置，其特征在于:所述气体混合系统(C)包括气体混合罐(Cl)、以并联方式连通气体混合罐(Cl)的多个试验气体瓶，其中，气体混合罐(Cl)通过出气口控制阀(Cl3)与进气口控制阀(A6)连通，任一试验气体瓶均通过气体质量流量计及充气控制阀与气体混合罐(Cl)连通； 所述气体混合罐(Cl)上还连接有防止罐内压力超过试验设定数值的安全阀C(C8)，安全阀c (C8)的管道上设有监控罐内压力的压力表(C7)，气体混合罐(Cl)内还设有混合气体的搅拌器(C9)。7.根据权利要求6所述的一种可模拟复杂环境的腐蚀试验装置，其特征在于:所述气体混合罐(Cl)还设有多个扩展接口以实现向罐内通入不同组分的气体;所述出气口控制阀(Cl3)与进气口控制阀(A6)之间设有增压栗(C3);所述气体混合罐(Cl)上还设有确保罐中所有组分的气体始终保持气态的气体温度控制器(C2)。8.—种如权利要求7所述的腐蚀试验装置的试验方法，其特征在于包括如下步骤: 1)根据试验技术要求，将制备好的试样放置或悬挂在高温高压釜(Al)中，关闭高温高压釜(Al); 2)根据试验技术要求，配制试验溶液，并将溶液导入高温高压釜(Al)中，根据试验需要选择是否需要向溶液罐(BI)中倒入溶液； 3)将气体混合系统(C)中的一个试验气体瓶作为氮气瓶，打开该气瓶、与该气瓶相连的气体质量流量计和进气口控制阀，再打开出气口控制阀(C13)、进气口控制阀(A6)和出气口控制阀a(A7)，将犯通入釜内的试验溶液中除氧;若溶液罐(BI)中也含有溶液，则需要打开加液口控制阀(B6)和出气口控制阀b (BI O)，从加液口控制阀(B6)端通入N2除氧； 4)除氧结束后，关闭所有阀门；根据试验技术要求，精确计算气体组分，通过气体质量流量计分别计量，相应打开充气控制阀，将试验气体分别通入气体混合罐(Cl)中，启动搅拌器c(C9)，确保混合气体组分均匀；如果混合气体中一种或几种气体在常温下的饱和蒸汽压低于气体混合罐(Cl)中的总压，启动气体温度控制器(C2)，加热罐中的混合气体，确保罐中所有组分的气体始终保持气态； 5)打开出气口控制阀(C13)、增压栗(C3)和进气口控制阀(A6)，将混合好的气体通入高温高压釜(Al)内的试验溶液中，观察压力表a(A4)，直至达到试验要求压力，并维持压力稳定； 6)通气的同时，启动介质温度控制器(A2)，设定好试验温度，开始加热溶液介质，整个试验过程中，溶液保持在设定温度； 7)根据需要启动搅拌器a(A3)，保持溶液成分混和均匀并模拟冲刷腐蚀。 8)根据需要启动冷凝器(A70)，保持高温高压釜内的溶液量，溶液量不足时，通过溶液灌(BI)补充，补充的溶液必须先除氧。9.根据权利要求8所述的一种腐蚀试验装置的试验方法，其特征在于若试验期间需要更换试验溶液，更换试验溶液的步骤为: 51、关闭出气口控制阀(Cl3)、增压栗(C3)和进气口控制阀(A6)，打开出气口控制阀(A7)，将釜内的压力恢复常压； 52、开启出液口控制阀a(Al 2)和取液口控制阀(A13)，将釜中原试验介质排尽后，关闭出液口控制阀a (Al 2)和取液口控制阀(Al 3); 53、通过加液口控制阀(B6)将试验溶液加入溶液罐(BI)，打开出液口控制阀b(B7)、第一高压循环栗(B3)和进液口控制阀(All)，将试验溶液加到釜中，观察液位计(AS)，加到合适溶液量确保试样全浸或部分浸入溶液中后，关闭进液口控制阀(All)、第一高压循环栗(B3)和出液口控制阀b (B7)，即完成对试验溶液的更换。10.根据权利要求8所述的一种腐蚀试验装置的试验方法，其特征在于若试验期间需要溶液循环，循环试验溶液的步骤为:关闭取液口控制阀(A13)，开启出液口控制阀a(A12)、第二高压循环栗(B2)、回流控制阀(B8)、液口控制阀b(B7)、第一高压循环栗(B3)和进液口控 制阀(All)，保持循环。
【文档编号】G01N17/00GK105891094SQ201610211592
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】孔韦海, 陈学东, 范志超, 艾志斌, 张强
【申请人】合肥通用机械研究院, 合肥通用机械研究院特种设备检验站