提高耐热材料抗蒸汽氧化性能的表面预氧化装置及方法与流程

文档序号:12056955阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种提高耐热材料抗蒸汽氧化性能的表面预氧化装置,其特征在于:包括气体混合器(5),与气体混合器(5)入口连通的臭氧发生器(1)和惰性气体存储罐(2),分别设置在气体混合器(5)与臭氧发生器(1)和惰性气体存储罐(2)连通的管路上的一号流量计(3)和二号流量计(4),与气体混合器(5)出口通过循环管道(8)连通的耐热钢或合金管屏(6),设置在耐热钢或合金管屏(6)出口处的臭氧检测器(7),所述气体混合器(5)的出口与耐热钢或合金管屏(6)的入口通过循环管道(8)连通为回路。

2.根据权利要求1所述的提高耐热材料抗蒸汽氧化性能的表面预氧化装置,其特征在于:所述臭氧发生器(1)中直接得到的以氧气为氧源产生的臭氧,满足其新鲜程度且保证所产生臭氧的半衰期不少于表面预氧化装置运行时间的2~3倍。

3.根据权利要求1所述的提高耐热材料抗蒸汽氧化性能的表面预氧化装置,其特征在于:所述耐热钢或合金管屏(6)为过热器或再热器的耐热钢或合金管屏。

4.一种根据权利要求书1所述的提高耐热材料抗蒸汽氧化性能的表面预氧化装置进行表面预氧化的方法,其特征在于:包括如下步骤:

步骤1:来自臭氧发生器(1)中的臭氧经一号流量计(3)进入气体混合器(5)中,同时,惰性气体存储罐(2)中的惰性气体经二号流量计(4)进入气体混合器中与臭氧进行混合,通过一号流量计(3)和二号流量计(4)调节流量,使臭氧和惰性气体按照质量比(0.001~0.5):(99.5~99.999)混合,形成含有微量臭氧的特殊氧化剂;

步骤2:含有微量臭氧的特殊氧化剂从气体混合器(5)中流出进入耐热钢或合金管屏(6)中对其内表面进行氧化;氧化时间为5~10min;耐热钢或合金管屏(6)中的反应温度为0~40℃;

步骤3:反应后的特殊氧化剂由循环管路(8)回到气体混合器(5)中继续参与反应,保证耐热钢或合金管屏(6)表面生成氧化膜的均匀性,同时,实现惰性气体的循环利用;臭氧检测器(7)所检测的臭氧浓度范围变化不超过5%时即认为氧化过程完全,循环操作结束。

5.根据权利要求书4所述的方法,其特征在于:所述反应温度为0~40℃,该温度对耐热钢或合金管屏(6)高温性能无损伤且无需外部加热,同时在该温度范围内,臭氧作为氧化剂时半衰期长,能够保证臭氧与耐热钢管表面的Cr元素充分反应形成致密的富Cr氧化膜,同时,不氧化其他金属元素。

6.根据权利要求书4所述的方法,其特征在于:所述惰性气体为氮气或氩气,不向材料内部扩散,避免使材料表面生成的氧化膜成分复杂化。

7.根据权利要求书4所述的方法,其特征在于:所述氧化时间为5~10min,可保证管路中通过的臭氧分解率不超过0.5%,化学性质不发生变化。

8.根据权利要求书4所述的方法,其特征在于:含有微量臭氧的特殊氧化剂经由气体混合器(5)直接进入耐热钢或合金管屏(6)中,不对机组其他部件产生破坏。

9.根根据权利要求书4所述的方法,其特征在于:流量计与气体混合器的联用能够严格控制特殊氧化剂中臭氧比例,保证误差不超过0.5%,实现预氧化过程的完成程度。

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