一种均匀化沉积盐热腐蚀试验装置及方法与流程

本申请属于热腐蚀试验领域，特别涉及一种均匀化沉积盐热腐蚀试验装置及方法。

背景技术：

热腐蚀是指金属材料在高温环境下，由于环境因素反应而沉积在表面上的沉积物在氧和其他腐蚀性气体作用下加速腐蚀的现象。特征表现为在金属表面通常会沉积一层混合熔融盐膜，发生氧化和硫化反应，产生疏松多孔的氧化物和沿晶界分布的硫化物，从而引起金属材料发生热腐蚀。严重的热腐蚀会造成灾难性的事故，因此，科学合理的设计一种在金属材料表面沉积盐的方法对热腐蚀性能的评价和机理分析具有重要的意义。

目前，常用的热腐蚀沉积盐方法有涂盐法、浸盐法和喷盐法。涂盐法采用人工方法在试样表面涂覆一层盐膜，但操作较复杂，盐膜涂覆不均匀，厚度难以控制，实验结果分散度较大，无法模拟实际工件的热腐蚀过程。浸盐法通过将试样和盐溶液放入加热炉中，使试样处于熔融盐环境下，但氧气难入参与反应过程，流程较复杂，需要多次重复添加腐蚀盐和清洗反应容器等步骤，试验结果受人工操作和环境影响较大。喷盐法采用将雾化的盐雾粒子沉积在试样表面，在表面形貌一层盐膜，放入加热炉中进行加热腐蚀试验，此方法模拟性好，试验数据较准确，但通常选择ni板作为承载试样的加热装置，表面较光滑，圆形试样在移动中难免发生滑落现象，且一般选择高压雾化喷壶装置进行喷雾涂盐，难以控制有效雾化面积和喷盐量的大小，可能存在局部盐量过多或过少，盐量过少影响测量结果，盐量过多试样需要重新清洗，浪费时间。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现要素：

本申请的目的是提供了一种均匀化沉积盐热腐蚀试验装置及方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

本申请的第一个方面提供了一种均匀化沉积盐热腐蚀试验装置，包括：

温控器，所述温控器具有金属外壳，所述金属外壳上安装有指示灯；

电磁加热板，所述电磁加热板与所述温控器电连接，所述电磁加热板外侧设置有加热板外壳；

多孔样品台，所述多孔样品台设置在所述加热板外壳上，所述多孔样品台上开设有多个凹槽；

空气压缩雾化器，所述空气压缩雾化器包括至少两组，每组中盛放有不同浓度的饱和盐溶液，所述空气压缩雾化器设置有雾化喷头，所述雾化喷头设置在与所述多孔样品台对应的位置。

可选地，所述加热板外壳包括内层壁板和外层壁板，所述内层壁板为陶瓷纤维板、玻璃纤维板或耐火砖中的一种，所述外层壁板为冷轧钢板。

可选地，所述外层壁板的表面喷涂有al-cr、nicraly或nicocraly抗腐蚀涂层。

可选地，所述电磁加热板包括耐高温板以及耐高温线，所述耐高温线均匀分布在所述耐高温板的内部。

可选地，耐高温板的材料为环氧树脂，所述耐高温线由硅胶云母编织而成。

可选地，所述多孔样品台由高温合金gh536、gh625或gh4169中的一种制造而成，表面喷涂有al-cr、nicraly或nicocraly抗腐蚀涂层。

可选地，所述多孔样品台呈圆柱形，所述多孔样品台上均匀分布有15～30个圆形凹槽，所述圆形凹槽的直径为1～2cm，深度为0.1～0.15cm。

可选地，所述空气压缩雾化器的雾化半径为15～30cm，所述饱和盐溶液为nacl的水溶液、na2so4的水溶液之一或者两者的组合。

可选地，所述空气压缩雾化器包括两组，两组所述空气压缩雾化器中盛放的饱和盐溶液的浓度比值为10～15。

本申请的第二个方面提供了一种均匀化沉积盐热腐蚀试验方法，基于如上任意一项所述的均匀化沉积盐热腐蚀试验装置，包括：

步骤一：试验准备，具体包括：

将合金试样放置于多孔样品台上待用；

打开温控器对电磁加热板进行加热；

配制两种不同浓度的饱和盐溶液，装入空气压缩雾化器中待用；

步骤二：当温度加热到300～500℃时，将多孔样品台放置于加热板外壳上；

步骤三：首先通过盛放有高浓度饱和盐溶液的空气压缩雾化器进行喷雾溅射到合金试样表面，再通过盛放有低浓度饱和盐溶液的空气压缩雾化器进行微调喷雾量，每次喷雾后待表面形成均匀的盐薄膜后再继续下一次喷雾；

步骤四：沉积盐完成后，待冷却后取出合金试样，观察合金试样表面沉积状态并称重，判断沉积盐试验是否成功，若质量少于预设的增重质量，则继续进行步骤三的沉积盐过程，若质量高于预设的增重质量，则对合金试样进行清洗，返回步骤一重新进行沉积盐试验。

发明至少存在以下有益技术效果：

本申请的均匀化沉积盐热腐蚀试验装置，可使合金试样表面均匀地沉积一层腐蚀盐膜，模拟性较好，试验结果较准确；多孔样品台设置多个凹槽，可放置多个合金试样，试样不会发生碰撞或掉落，操作简便安全；空气压缩雾化器可有效控制雾化半径，精准控制喷雾量，避免了资源的浪费，不同浓度的饱和盐溶液相结合，合理准确控制喷盐量的大小，试验效率高。

附图说明

图1是本申请一个实施方式的均匀化沉积盐热腐蚀试验装置示意图；

图2是本申请一个实施方式的均匀化沉积盐热腐蚀试验装置的电磁加热板示意图；

图3时本申请一个实施方式的均匀化沉积盐热腐蚀试验装置的多孔样品台示意图。

其中：

1-温控器；2-指示灯；3-金属外壳；4-加热板外壳；5-电磁加热板；51-耐高温板；52-耐高温线；6-多孔样品台；7-空气压缩雾化器。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

下面结合附图1至图3对本申请做进一步详细说明。

本申请的第一个方面提供了一种均匀化沉积盐热腐蚀试验装置，包括：温控器1、电磁加热板5、多孔样品台6以及空气压缩雾化器7。

温控器1具有金属外壳3，金属外壳3上安装有指示灯2，用于指示温控器1的开启状态。电磁加热板5与温控器1电连接，电磁加热板5外侧设置有加热板外壳4。本实施例中，温控器1为可编程式温控器，可智能控制电磁加热板5的加热温度和加热时间，数值清晰准确。多孔样品台6设置在加热板外壳4上，多孔样品台6上开设有多个用于放置合金试样的凹槽。空气压缩雾化器7包括至少两组，每组中盛放有不同浓度的饱和盐溶液，空气压缩雾化器7设置有雾化喷头，雾化喷头设置在与多孔样品台6对应的位置，能够对合金试样实施操作。

在本申请的一个实施方式中，均匀化沉积盐热腐蚀试验装置整体长为15～20cm，宽为15～20cm，高为10～12cm。加热板外壳4包括内层壁板和外层壁板，整体尺寸长为15～20cm，宽为15～20cm，高为3～5cm，其中，内层壁板为陶瓷纤维板、玻璃纤维板或耐火砖，外层壁板由冷轧钢板制备而成，其表面喷涂有耐高温抗腐蚀的al-cr、nicraly或nicocraly涂层。

在本申请的一个实施方式中，电磁加热板5包括耐高温板51以及耐高温线52，耐高温线52均匀分布在耐高温板51的内部。有利的是，本实施例中，耐高温板51的材料为环氧树脂，耐高温线52由硅胶云母编织而成。

在本申请的一个实施方式中，多孔样品台6由高温合金gh536、gh625或gh4169中的一种制造而成，表面喷涂有耐高温抗腐蚀的al-cr、nicraly或nicocraly涂层，防止样品台腐蚀变形。本实施例中，多孔样品台6呈圆柱形，直径为15～20cm，高为1～2cm。多孔样品台6上均匀分布15～30个圆形凹槽，凹槽直径为1～2cm，深度为0.1～0.15cm。

本申请的均匀化沉积盐热腐蚀试验装置，空气压缩雾化器7可以包括多组，雾化半径可达15～30cm。在本申请的一个实施方式中，空气压缩雾化器7包括两组，两组空气压缩雾化器7中盛放有不同浓度的饱和盐溶液，通过高浓度和低浓度的饱和盐溶液的配合，快速准确实现表面沉积的盐量。本实施例中，空气压缩雾化器7中盛放的饱和盐溶液为nacl的水溶液、na2so4的水溶液之一或者两者的组合，两组空气压缩雾化器7中盛放的饱和盐溶液的浓度比值为10～15。

基于上述的均匀化沉积盐热腐蚀试验装置，本申请的第二个方面提供了一种均匀化沉积盐热腐蚀试验方法，包括以下步骤：

步骤一：试验准备，具体包括：

将合金试样放置于多孔样品台6上待用；

打开温控器1对电磁加热板5进行加热；

配制两种不同浓度的饱和盐溶液，装入空气压缩雾化器7中待用；

步骤二：当温度加热到300～500℃时，将多孔样品台6放置于加热板外壳4上；

步骤三：首先通过盛放有高浓度饱和盐溶液的空气压缩雾化器7进行喷雾溅射到合金试样表面，再通过盛放有低浓度饱和盐溶液的空气压缩雾化器7进行微调喷雾量，每次喷雾后待表面形成均匀的盐薄膜后再继续下一次喷雾；

步骤四：沉积盐完成后，待冷却后取出合金试样，观察合金试样表面沉积状态并称重，判断沉积盐试验是否成功，若质量少于预设的增重质量，则继续进行步骤三的沉积盐过程，若质量高于预设的增重质量，则对合金试样进行清洗，返回步骤一重新进行沉积盐试验。

在本申请的一个实施方式中，合金试样为圆柱体，直径为1～2cm，高度为0.2～0.4cm。

在本申请的一个实施方式中，步骤四中，若质量高于预设的增重质量，则对合金试样进行清洗，包括：

采用400～3000#水砂纸对合金试样进行打磨；

采用丙酮或酒精对合金试样进行超声清洗烘干。

本申请的均匀化沉积盐热腐蚀试验装置及方法，电磁加热板5外层套有加热板外壳4，形成封闭式加热环境，加热效率高，安全性能好；多孔样品台6设置多个圆形凹槽，可放置多个圆形合金试样，具有试验效率高和操作安全等优点，可防止合金试样之间发生接触，合金试样稳定在样品台上，不会发生滑动而掉落；空气压缩雾化器7有效控制雾化半径，精准控制喷雾量，避免了资源的浪费，两种不同浓度的饱和盐溶液相结合，合理准确控制喷盐量的大小，试验效率高。

本申请的均匀化沉积盐热腐蚀试验装置及方法，具有操作简单、安全高效和实用性强等优点，可在材料表面均匀地沉积一层腐蚀盐膜，雾化效果好，喷盐量控制精准，测量结果准确，可有效模拟材料在实际工况下的热腐蚀过程，对热腐蚀试验装置的设计改进和腐蚀机理和研究具有指导性的意义。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。