专利名称：用于材料的高温硫化腐蚀实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对材料的耐腐蚀性能进行试验的装置，具体涉及一种用于材
料的高温硫化腐蚀实验装置。
背景技术：
金属材料的高温硫化一般发生在使用矿物燃料及能量转换的设备中，涉及航空、 石油化工、火力发电、煤的气化等现代工业。金属的高温硫化速度要比其氧化速度快的多， 危害性很大。 为了研究金属的高温硫化机理，需要在特定的硫化实验装置中测量金属的在高温 硫气氛下的腐蚀动力学。实验装置中实现的高温硫环境一般有两种，一种是固体单质硫 的挥发，可控制硫压为1 10—、tm，另一种是采用貼_112气氛，可控制硫压范围较宽，约为 10一2 10—"atm。 H^-^气氛实现的硫压比较小，实验需要的设备较多，操作复杂；固体硫的 挥发可实现的硫压较高，但由于单质硫遇冷则凝固，很容易附着在实验装置上，影响实验结 果。 国内外大都是采用单质硫的挥发来设计设备的，其核心部件就是石英弹簧热天 平。这种设备的特点就是能够连续测量试样在腐蚀过程中的增重，绝对精度较高。但设备 复杂，制作成本较高，且一次只能测量一个样品，不能实现多个试样在同一环境下的对比， 尤其是一些对硫化环境比较敏感的纯金属，如纯镍等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简便，制作成本低，实用性强，可同时对多 个样品进行实验的用于材料的高温硫化腐蚀实验装置。 为了解决上述技术问题，本发明是一种用于材料的高温硫化腐蚀实验装置，具有
盖板的容器内设有支架，所述的支架上设有用于悬挂样品的细丝钩，所述的容器的底端放
置有一定质量的单质硫磺，所述的容器连接有一组真空系统和一组氩气充气系统， 一组加
热系统与所述的容器内的用于悬挂样品的细丝钩对应加热设置，另一组加热系统与所述的
容器的底端放置的单质硫磺对应加热设置。 所述的支架的顶部设有隔热层。 每组所述的加热系统分别由一个温控仪、一个热电偶和一个电阻炉构成，所述的 温控仪连接所述的一个热电偶，所述的热电偶对应测量所述的电阻炉。 所述的容器为不锈钢容器。所述的支架为不锈钢支架。所述的细丝钩为不锈钢细 丝钩。所述的隔热层为不锈钢隔热层。 所述的氩气充气系统由氩气瓶和设在所述的氩气瓶的出口管路上的缓冲袋组成。
采用上述技术方案的用于材料的高温硫化腐蚀实验装置，具有盖板的不锈钢容 器、两组电阻炉、热电偶和温控仪、带有氩气瓶的真空系统，在不锈钢容器外面，一组电阻炉 和热电偶位于不锈钢细丝钩钩子的地方；另一组位于容器底部。每组所述的加热系统分别由一个温控仪、热电偶和电阻炉构成，一组用于控制硫化腐蚀温度，一组加热系统控制着硫 磺的温度，利用硫磺的饱和蒸汽压与温度的关系来控制不锈钢容器内的硫压；真空系统包 括真空泵、管道、阀门，腐蚀之前用来除去将不锈钢容器里面的氧气和氮气。氩气瓶和缓冲 袋，保证腐蚀前不锈钢容器内的气氛为大约一个大气压的氩气。不锈钢容器内的支架上放 有隔热层，一方面用来保证腐蚀温度恒定，另一方面用来悬挂样品和阻挡硫蒸汽向上面渗 透。 为了保证容器的密封性，在盖板与容器间有涂有真空油脂的皮垫圈。 本发明是专门针对非连续测量高温硫化动力学的实验装置，可以实现同一温度，
不同硫压下的高温硫化，也可实现同 一 硫压，不同温度下的高温硫化。可以调节不超过
100(TC的腐蚀温度，通过调节单质硫磺的温度来控制硫压，可控硫压范围为1 10—2atm。 本发明结构简单，成本低廉，操作方便，可同时对多个样品在同一腐蚀环境下进行
高温硫化，实验的对比性高。停止加热后，通过对不锈钢容器底部水冷，可实现硫蒸汽在底
部凝固回收，防止其附着在样品表面，提高实验的精度。
图1是本发明实验装置结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图详述本发明。 参照图l，具有盖板2的不锈钢容器1内设有不锈钢支架IO，在不锈钢支架10的 顶部放置有不锈钢隔热层ll，不锈钢支架10上处于不锈钢隔热层11的下面设有用于悬挂 样品的不锈钢细丝钩17，不锈钢容器1的底端放置有一定质量的单质硫磺9，为了保证容器 的密封性，在盖板2与不锈钢容器1间有涂有真空油脂的皮垫圈，不锈钢容器1通过橡胶管 道16与氩气瓶15和真空泵12相连，氩气瓶15的出口管路上设有缓冲袋14，真空泵12的 出口设有阀门13;第一电阻炉3与不锈钢容器1内的用于悬挂样品的不锈钢细丝钩17对 应加热设置，样品位于第一电阻炉3的温控区内，第二电阻炉4与不锈钢容器1的底端放置 的单质硫磺9对应加热设置，单质硫磺9位于第二电阻炉4的温控区内，第一电阻炉3设有 第一热电偶7，第一热电偶7与第一温控仪5电连接，第二电阻炉4设有第二热电偶8，第二 热电偶8与第二温控仪6电连接。 参照图l，实验时，先将第一电阻炉3和第二电阻炉4的温度升到比预定温度高约 IO(TC，然后将被测样品悬挂在不锈钢隔热层11下面的不锈钢细丝钩17上，将不锈钢隔热 层11放到不锈钢容器1内的不锈钢支架10上面，密封不锈钢容器l，抽真空约为30分钟， 关闭阀门13，停止真空泵12，然后打开氩气瓶15灌入氩气直到缓冲袋14为半饱状态。将 不锈钢容器1放入第一电阻炉3和第二电阻炉4内，待第一温控仪5和第二温控仪6上的 温度为预定温度时开始计时。腐蚀完毕，为防止硫蒸汽附着在样品表面和不锈钢容器1上 端，抬出不锈钢容器1立刻将其放入盛有一定水的容器内，水面与单质硫磺9的高度相当。 冷去后，取出样品进行称重，检测后，进行第二轮腐蚀，直到得出完整的动力学曲线。
权利要求
一种用于材料的高温硫化腐蚀实验装置，其特征是具有盖板(2)的容器内设有支架，所述的支架上设有用于悬挂样品的细丝钩，所述的容器的底端放置有一定质量的单质硫磺(9)，所述的容器连接有一组真空系统和一组氩气充气系统，一组加热系统与所述的容器内的用于悬挂样品的细丝钩对应加热设置，另一组加热系统与所述的容器的底端放置的单质硫磺(9)对应加热设置。
2. 根据权利要求1所述的用于材料的高温硫化腐蚀实验装置，其特征在于所述的支 架的顶部设有隔热层。
3. 根据权利要求1或2所述的用于材料的高温硫化腐蚀实验装置，其特征在于每组 所述的加热系统分别由一个温控仪、一个热电偶和一个电阻炉构成，所述的温控仪连接所 述的一个热电偶，所述的热电偶对应测量所述的电阻炉。
4. 根据权利要求1或2所述的用于材料的高温硫化腐蚀实验装置，其特征在于所述 的容器为不锈钢容器(1)。
5. 根据权利要求1或2所述的用于材料的高温硫化腐蚀实验装置，其特征在于所述的支架为不锈钢支架(10)。
6. 根据权利要求1或2所述的用于材料的高温硫化腐蚀实验装置，其特征在于所述的细丝钩为不锈钢细丝钩(17)。
7. 根据权利要求2所述的用于材料的高温硫化腐蚀实验装置，其特征在于所述的隔热层为不锈钢隔热层(11)。
8. 根据权利要求1或2所述的用于材料的高温硫化腐蚀实验装置，其特征在于所述的氩气充气系统由氩气瓶(15)和设在所述的氩气瓶(15)的出口管路上的缓冲袋(14)组成。
全文摘要
本发明公开了一种用于材料的高温硫化腐蚀实验装置，具有盖板(2)的容器内设有支架，所述的支架上设有用于悬挂样品的细丝钩，所述的容器的底端放置有一定质量的单质硫磺(9)，所述的容器连接有一组真空系统和一组氩气充气系统，一组加热系统与所述的容器内的用于悬挂样品的细丝钩对应加热设置，另一组加热系统与所述的容器的底端放置的单质硫磺(9)对应加热设置。本发明结构简单，制作成本低廉，操作简单，可同时对多个样品进行实验，可随意控制硫压，适用于温度低于1000℃的单质硫气氛下的硫化实验。
文档编号G01N17/00GK101782497SQ20101012139
公开日2010年7月21日 申请日期2010年3月10日 优先权日2010年3月10日
发明者刘志坚, 王辉, 黄海锋 申请人:中南大学