高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置，所述高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置包括：高温实验及温压测控单元，所述高温实验及温压测控单元包括至少一个高温实验段(3)；与高温实验及温压测控单元通过气体管线连接的气体供给排放及监测单元；当试样装载于高温实验段(3)时，通过调节高温实验及温压测控单元内的温度以及气体供给排放及监测单元的气体压力，以模拟不同温度及气体压力的腐蚀条件。此外，本发明专利技术还公开了一种采用上述的高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置的高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验方法。在线监测稳压实验方法。在线监测稳压实验方法。

【技术实现步骤摘要】
高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置及方法


[0001]本专利技术属于材料实验机的设计与制造
，具体涉及到一种高通量超临界二氧化碳腐蚀及在线监测稳压实验装置。

技术介绍

[0002]超临界二氧化碳腐蚀是指通过将材料置于温度、压力均高于二氧化碳临界点以上的超临界二氧化碳流体中，定期取出以观察其腐蚀行为，结合腐蚀热力学与动力学等理论，来表征材料性能的方法。在超临界二氧化碳腐蚀研究领域，广泛运用腐蚀实验机和相应的实验方法来测试材料的腐蚀行为，为后续材料的选择、评价做借鉴。
[0003]目前，国内已有一些应力腐蚀实验机，比如：
[0004]公开号为CN110231218A，公开日为2019年9月13日，名称为“一种可模拟现场腐蚀环境的恒应变应力腐蚀实验装置及其测试方法”的中国专利文献公开了一种用于模拟现场腐蚀的恒应变应力腐蚀装置。但是该装置无法应用于超临界二氧化碳应力腐蚀。
[0005]公开号为CN102937569A，公开日为2013年2月20日，名称为“一种应力腐蚀实验装置”的中国专利文献公开了一种应力腐蚀装置，但是该装置也同样无法适用于超临界二氧化碳应力腐蚀。
[0006]基于此，期望获得一种可以用于模拟超临界二氧化碳应力腐蚀的应力腐蚀实验装置及方法，其可以实现多环境参数的研究，模拟实验条件所需，更好地开展在超临界气体环境下材料的研究。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置及方法。本专利技术所述的高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置可以在模拟从低温低压到高温高压的超临界二氧化碳腐蚀环境的同时，通过调节不同测试段的温度、压力、气体氛围，使用在线监测和稳压的方法来进行腐蚀实验。本专利技术装置将用于高效测试不同环境参数的超临界二氧化碳环境对于材料腐蚀性能的影响。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术通过以下几个方面实现：
[0009]第一方面，本专利技术提出了一种高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置，其特征在于，所述高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置包括：
[0010]高温实验及温压测控单元，所述高温实验及温压测控单元包括至少一个高温实验段；
[0011]与高温实验及温压测控单元通过气体管线连接的气体供给排放及监测单元；
[0012]当试样装载于高温实验段时，通过调节高温实验及温压测控单元内的温度以及气体供给排放及监测单元的气体压力，以模拟不同温度及气体压力的腐蚀条件。
[0013]优选地，所述高温实验及温压测控单元还包括：
[0014]实验装置支撑架；
[0015]以及设于实验装置支撑架上的高温实验段、数据记录单元、与数据记录单元连接的压力监测及控制单元以及测温控制单元；
[0016]其中，所述高温实验段通过实验段支撑板支撑固定在所述实验装置支撑架上；
[0017]所述测温控制单元通过测温管线与各个所述高温实验段连接；
[0018]所述压力监测及控制单元通过气体管线与各个高温实验段连接。
[0019]优选地，所述高温实验段为6个。
[0020]当然，在一些其他的实施方式中，可以根据各实施方式的具体情况设置高温实验段的数量，例如设置为：一个、四个或是五个。
[0021]优选地，所述高温实验段沿所述高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置的高度方向分为三列，每列并排设置两个相邻连接的高温实验段。
[0022]优选地，各个所述的高温实验段的外周设有加热器，以对高温实验段进行加热；
[0023]所述高温实验段内设有釜内填充块，所述釜内填充块沿高温实验段的轴向方向移动，以改变高温实验段内的对流环境。
[0024]优选地，所述加热器的外周还设有保温套。
[0025]优选地，所述气体供给排放及监测单元包括：
[0026]与所述高温实验及温压测控单元的气体管线管路连接的冷凝及气体成分在线监测系统；
[0027]通过进气管线与冷凝及气体成分在线监测系统管路连接的气体供给系统；
[0028]以及通过排气管线与冷凝及气体成分在线监测系统管路连接的抽真空及废气回收系统。
[0029]优选地，所述冷凝及气体成分在线监测系统设有气体成分测定监测装置，以监测高温实验段及气体管线内的气体成分，并对气体成分进行测定控制。
[0030]优选地，所述气体供给系统与若干个气源相连，以提供不同种类的气体经冷凝及气体成分在线监测系统由气体管路输送至高温实验段内；
[0031]所述抽真空及废气回收系统通过泵装置抽吸气体，并通过回收罐对废气进行储存。
[0032]第二方面，本专利技术提出了一种采用上述的高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置的高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验方法，所述高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验方法包括以下步骤：
[0033]步骤S1：试样装载到高温实验段上，通过气体供给排放及监测单元向高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置供气；
[0034]步骤S2：当高温实验段内的压力达到1
‑
2MPa时，停止气体供给排放及监测单元向高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置供气，并通过气体供给排放及监测单元抽取高温实验段中的气体直至高温实验段中的气体为负压，保持2
‑
3min；
[0035]步骤S3：重复步骤S2若干次，直至高温实验段内的气体杂质排除；
[0036]步骤S4：通过气体供给排放及监测单元通入实验测试气体，通过控制及记录系统记录实验参数，随后气体供给排放及检测单元以及高温实验及温压测控单元的协同作用，记录试样应力腐蚀数据并绘制相关曲线。
[0037]与现有技术相比，本专利技术所述的高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置
及方法具有如下的有益效果：
[0038]1、本专利技术适用于同时开展材料在多种超临界二氧化碳实验环境中的腐蚀实验。现有的超临界二氧化碳腐蚀实验装置多为单一环境变量，难以同时开展多环境测试。
[0039]2、本专利技术在进行多温度、多压力、多相环境氛围的超临界二氧化碳均匀腐蚀实验的同时，还可以实现设备的在线稳压及环境监控。
[0040]3、通过较为简易的实验装置和方法，同时实现多温度、多压力、多环境氛围的超临界二氧化碳均匀腐蚀实验；可以调节实验段温度、压力、测试环境气体成分组成；可以在线监测实验段压力进行实时稳压；可以在线监测实验环境成分组成，实时了解实验段是否处于指定环境状态。
附图说明
[0041]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0042]图1为本专利技术所述的高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置在一种实施方式中的整体结构示意图；
[0043]图2从另一视角示意性地显示了本专利技术所述的高通量超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置，其特征在于，所述高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置包括：高温实验及温压测控单元，所述高温实验及温压测控单元包括至少一个高温实验段(3)；与高温实验及温压测控单元通过气体管线连接的气体供给排放及监测单元；当试样装载于高温实验段(3)时，通过调节高温实验及温压测控单元内的温度以及气体供给排放及监测单元的气体压力，以模拟不同温度及气体压力的腐蚀条件。2.根据权利要求1所述的高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置，其特征在于，所述高温实验及温压测控单元还包括：实验装置支撑架(1)；以及设于实验装置支撑架(1)上的高温实验段(3)、数据记录单元(4)、与数据记录单元(4)连接的压力监测及控制单元(5)以及测温控制单元(6)；其中，所述高温实验段(3)通过实验段支撑板(2)支撑固定在所述实验装置支撑架(1)上；所述测温控制单元(6)通过测温管线与各个所述高温实验段(3)连接；所述压力监测及控制单元(5)通过气体管线与各个高温实验段(3)连接。3.根据权利要求1或2所述的高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置，其特征在于，所述高温实验段(3)为6个。4.根据权利要求3所述的高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置，其特征在于，所述高温实验段(3)沿所述高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置的高度方向分为三列，每列并排设置两个相邻连接的高温实验段(3)。5.根据权利要求3所述的高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置，其特征在于，各个所述的高温实验段(3)的外周设有加热器(14)，以对高温实验段(3)进行加热；所述高温实验段(3)内设有釜内填充块(12)，所述釜内填充块(12)沿高温实验段(3)的轴向方向移动，以改变高温实验段(3)内的对流环境。6.根据权利要求5所述的高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装置，其特征自在于，所述加热器(14)的外周还设有保温套(15)。7.根据权利要求1所述的高通量超临界CO2腐蚀及在线监测稳压实验装...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭相龙，刘珠，苏豪展，张乐福，龙家琛，潘叙材，梁简泓，赖平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：