一种用于高温高压水蒸汽氧化腐蚀试验的高压釜系统

摘要

本发明公开了一种用于高温高压水蒸汽氧化腐蚀试验的高压釜系统，包括加热装置、温控装置、测压装置和工作釜，所述工作釜具有釜体、釜腔和釜盖，釜体和釜盖相连接，该高压釜系统还包括用于稳定工作釜压力的稳压釜以及连接所述工作釜和稳压釜的连接筒，所述稳压釜与工作釜结构相同，也具有釜体、釜腔和釜盖，所述连接筒沿筒体长度方向设有贯通的连接通道，所述连接筒的筒体上还设有用于控制所述连接通道的流量的通气阀门，所述连接通道的一端与工作釜的釜腔连通，另一端与稳压釜的釜腔连通，所述工作釜和稳压釜的釜盖上均设有泄气阀门，所述稳压釜的釜盖上设有注水阀门。该高压釜系统具有良好的密封性能，并且能够保持工作釜内的压力稳定。

权利要求

1.一种用于高温高压水蒸汽氧化腐蚀试验的高压釜系统，该高压釜系统包括加热装置、温控装置、测压装置和工作釜，所述工作釜具有釜体、釜腔和釜盖，釜体和釜盖相连接，其特征在于：该高压釜系统还包括用于稳定工作釜压力的稳压釜以及连接所述工作釜和稳压釜的连接筒，所述稳压釜与工作釜结构相同，也具有釜体、釜腔和釜盖，所述连接筒沿筒体长度方向设有贯通的连接通道，所述连接筒的筒体上还设有用于控制所述连接通道的流量的通气阀门，所述连接通道的一端与工作釜的釜腔连通，另一端与稳压釜的釜腔连通，所述工作釜和稳压釜的釜盖上均设有泄气阀门，所述稳压釜的釜盖上设有注水阀门；所述连接筒中间开有与所述连接通道相垂直的螺孔，所述通气阀门为底端为圆台的圆柱型螺杆，能够承受高温高压，所述通气阀门安装在所述螺孔内，靠螺杆控制其上下移动来达到控制所述连接通道流量的目的。

2.根据权利要求1所述的用于高温高压水蒸汽氧化腐蚀试验的高压釜系统，其特征在于：所述工作釜和稳压釜中釜腔的口部均为收缩型的圆弧结构，以减小漏气面积和漏气风险。

3.根据权利要求1所述的用于高温高压水蒸汽氧化腐蚀试验的高压釜系统，其特征在于：所述工作釜和稳压釜中釜盖和釜体的接触部位均为圆弧结构，所述釜盖具有向下突出的接触块，所述接触块的外边缘为外凸的圆弧面，所述釜体在开口处具有圆弧型的齿环，所述釜盖和釜体连接后，所述接触块的圆弧面与所述釜体的齿环抵压接触，使得釜盖和釜体相互之间紧密接触，以提高密封性能。

说明书

一种用于高温高压水蒸汽氧化腐蚀试验的高压釜系统

技术领域

[0001] 本发明涉及实验室模拟腐蚀用的高温高压装置，具体是指一种用于高温高压水蒸汽氧化腐蚀试验的高压釜系统。

背景技术

[0002] 目前，在进行高温高压模拟腐蚀评价时，通常采用高压釜作为实验仪器，特别是在进行金属氧化方面的实验时，常常需要在温度600～700℃，压力20～35MPa，因此对高压釜的密封性有很高的要求，而且需要材料能够耐高温腐蚀。但是现有高压釜的密封性并不好，在进行实验时容易发生泄漏。在进行实验时还发现，随着实验进行，由于水蒸汽含量的减少，在一定温度下并不能保持压力的稳定，会对实验结果的准确性产生影响。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种用于高温高压水蒸汽氧化腐蚀试验的高压釜系统，该高压釜系统具有良好的密封性能，并且能够保持工作釜内的压力稳定。

[0004] 本发明的上述目的是通过如下技术方案来实现的：一种用于高温高压水蒸汽氧化腐蚀试验的高压釜系统，该高压釜系统包括加热装置、温控装置、测压装置和工作釜，所述工作釜具有釜体、釜腔和釜盖，釜体和釜盖相连接，其特征在于：该高压釜系统还包括用于稳定工作釜压力的稳压釜以及连接所述工作釜和稳压釜的连接筒，所述稳压釜与工作釜结构相同，也具有釜体、釜腔和釜盖，所述连接筒沿筒体长度方向设有贯通的连接通道，所述连接筒的筒体上还设有用于控制所述连接通道的流量的通气阀门，所述连接通道的一端与工作釜的釜腔连通，另一端与稳压釜的釜腔连通，所述工作釜和稳压釜的釜盖上均设有泄气阀门，所述稳压釜的釜盖上设有注水阀门。

[0005] 本发明中，所述工作釜和稳压釜中釜腔的口部均为收缩型的圆弧结构，以减小漏气面积和漏气风险。

[0006] 本发明中，所述工作釜和稳压釜中釜盖和釜体的接触部位均为圆弧结构，所述釜盖具有向下突出的接触块，所述接触块的外边缘为外凸的圆弧面，所述釜体在开口处具有圆弧型的齿环，所述釜盖和釜体连接后，所述接触块的圆弧面与所述釜体的齿环抵压接触，使得釜盖和釜体相互之间紧密接触，以提高密封性能。

[0007] 本发明中，所述连接筒为不锈钢圆筒，所述连接筒中间开有与所述连接通道相垂直的螺孔，所述通气阀门为底端为圆台的圆柱型螺杆，能够承受高温高压，所述通气阀门安装在所述螺孔内，靠螺杆控制其上下移动来达到控制所述连接通道流量的目的。

[0008] 本发明中，所述注水阀门为一伸入稳压釜内的螺栓，能够承受高温高压。

[0009] 本发明中，所述工作釜和稳压釜的釜体均具有竖向的紧固螺栓，釜盖上开设有供所述紧固螺栓穿过的穿孔，所述紧固螺栓穿过穿孔后通过紧固螺母螺接固定，从而将釜体和釜盖紧固连接。

[0010] 本发明中，所述的加热装置为环绕所述工作釜和稳压釜的釜体的电阻丝，所述的温控装置包括工作釜的温度控制面板和温度计以及稳压釜的温度控制面板和温度计，所述工作釜和稳压釜的釜盖的下部均设有竖直向下并且伸入到釜腔内的温度计放置筒，两个温度计分别对应安装在两个温度计放置筒内，工作釜的温度控制面板分别与工作釜的温度计和电阻丝相连，稳压釜的温度控制面板分别与稳压釜的温度计和电阻丝相连，温度控制面板将温度计和电阻丝的温度值分别显示出来，所述的测压装置为与所述工作釜的釜腔相连的压力表。

[0011] 本发明中，所述高压釜系统还包括包覆所述工作釜和稳压釜的釜体外壁并且将电阻丝包覆在内的保温层。

[0012] 本发明中，将釜体和釜盖的接触设计为圆弧接触，将釜体容器口设计为内圆弧结构，减小容器口的面积，这两个设计可以使高压釜的密封性能得到很大提高；高压釜工作釜外连接一个稳定压力的稳压釜，中间通过阀门控制，由此可以通过控制阀门的开关来控制稳定釜中水的流入来稳定工作釜的压力。

[0013] 工作时，首先通过理论计算来确定在工作釜中加水的量，固定高压釜系统中工作釜和稳压釜釜盖，将高压釜系统密封好，然后在温度控制面板上设定好温度，温度控制面板上有电阻丝的温度和通过釜盖接入的温度计的温度两个值，待工作釜内加热到相应的温度，在压力表上读出的压力应与需要的压力应是一致的，如果压力不一致，可以通过排汽减压和稳压釜压入水加压来达到需要的压力值。需要的温度和压力稳定后，即可计时进行腐蚀实验。在实验进行过程中，难免会出现压力下降的问题，此时，可以对稳压釜进行加热，稳压釜中压力会上升，待稳压釜压力略大于工作釜时，缓慢打开连接工作釜和稳压釜的阀门，让水(水蒸汽)缓慢通入工作釜中，此时注意观察工作釜的压力，待其压力达到所需值时，关闭阀门，由此即可调节稳定工作釜中的压力。如果稳压釜中水量不够，可以将稳压釜中压力卸去，打开稳压釜盖的加水通道，即可向稳压釜中注水。当实验结束后，将工作釜和稳压釜中的压力一并卸掉，待其冷却后取出试样即可。

[0014] 与现有技术中相比，本发明高压釜系统具有如下显著效果：

[0015] (1)可以实现试样高压釜工作过程中压力的稳定；

[0016] (2)大大提高了高压釜的密封性能；

[0017] (3)结构简单，生产容易。

附图说明

[0018] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

[0019] 图1是本发明高压釜系统的整体结构示意图；

[0020] 图2是本发明高压釜系统中稳压釜的结构示意图；

[0021] 图3是本发明高压釜系统中工作釜和稳压釜釜体的正视图；

[0022] 图4是本发明高压釜系统中工作釜和稳压釜釜体的俯视图；

[0023] 图5是本发明高压釜系统中工作釜和稳压釜的釜体和釜盖连接局部放大图，显示釜体和釜盖的密封连接关系；

[0024] 图6是本发明高压釜系统中工作釜和稳压釜连接部位放大图，显示连接筒的结构。

[0025] 附图标记说明

[0026] 1、保温层，2、电阻丝，3、釜体，31、齿环，

[0027] 4、导线，5、温度控制面板，6、温度计，7、釜盖，

[0028] 71、接触块，8、紧固螺母，9、压力表，10、通气阀门，

[0029] 11、温度计放置筒，12、注水阀门，13、泄气阀门，14、紧固螺栓，[0030] 15、支撑底座，16、连接筒，17、保温层，18、电阻丝，

[0031] 19、釜体，20、温度控制面板，21、温度计，22、釜盖，

[0032] 23、温度计放置筒，24、泄气阀门

具体实施方式

[0033] 如图1至图6所示的一种用于高温高压水蒸汽氧化腐蚀试验的高压釜系统，该高压釜系统包括加热装置、温控装置、测压装置、工作釜和用于稳定工作釜压力的稳压釜以及连接工作釜和稳压釜的连接筒16，工作釜为位于左侧的高压釜，稳压釜为位于右侧的高压釜，工作釜具有釜体3、釜腔和釜盖7，釜体3和釜盖7相连接，稳压釜与工作釜结构相同，也具有釜体19、釜腔和釜盖22，不同的是工作釜体积较大，稳压釜体积较小，连接筒16沿筒体长度方向设有贯通的连接通道，连接筒16的筒体上还设有用于控制连接通道的流量的通气阀门10，连接通道的一端与工作釜的釜腔连通，另一端与稳压釜的釜腔连通，工作釜和稳压釜的釜体横向开设有连接孔道，通过该连接孔道实现釜腔与连接筒16的连接通道的连通，工作釜和稳压釜的釜盖7、22上均设有泄气阀门13、24，稳压釜的釜盖22上设有注水阀门12，注水阀门12为一伸入稳压釜内的螺栓，能够承受高温高压。

[0034] 工作釜和稳压釜的釜体均具有竖向的紧固螺栓14，釜盖上开设有供紧固螺栓14穿过的穿孔，紧固螺栓14穿过穿孔后通过紧固螺母8螺接固定，从而将釜体和釜盖紧固连接。

[0035] 工作釜和稳压釜中釜腔的口部均为收缩型的圆弧结构，使得容器口的面积很小，以减小漏气面积和漏气风险。如图5所示，工作釜和稳压釜中釜盖和釜体的接触部位均为圆弧结构，以工作釜为例，釜盖7具有向下突出的接触块71，接触块71的外边缘为外凸的圆弧面，釜体3在开口处具有圆弧型的齿环31，釜盖7和釜体3连接后，接触块71的圆弧面与釜体的齿环31抵压接触，使得釜盖和釜体相互之间紧密接触，以提高密封性能。稳压釜的结构和工作釜相同。

[0036] 连接筒16为不锈钢圆筒，连接筒16中间开有与连接通道相垂直的螺孔，通气阀门10为底端为圆台的圆柱型螺杆，能够承受高温高压，通气阀门10安装在螺孔内，靠螺杆控制其上下移动来达到控制连接通道流量的目的。

[0037] 本发明中的加热装置为环绕工作釜和稳压釜的釜体3、19的电阻丝2、18，温控装置包括工作釜的温度控制面板5和温度计6以及稳压釜的温度控制面板20和温度计21，工作釜和稳压釜的釜盖7、22的下部均设有竖直向下并且伸入到釜腔内的温度计放置筒11、23，两个温度计6、21分别对应安装在两个温度计放置筒11、23内，工作釜的温度控制面板
5分别与工作釜的温度计6和电阻丝2相连，稳压釜的温度控制面板20分别与稳压釜的温度计21和电阻丝18相连，温度控制面板将温度计和电阻丝的温度值分别显示出来，测压装置为与工作釜的釜腔相连的压力表9。

[0038] 高压釜系统还包括包覆工作釜和稳压釜的釜体外壁并且将电阻丝2、18包覆在内的保温层1、17。

[0039] 本实施例中工作釜的容积为10L，稳压釜的容积为5L，工作釜和稳压釜的釜体3、19均采用厚壁不锈钢圆筒，厚度为能够满足温度温度为700℃、压力为35MPa的高温高压要求。电阻丝2、18用于加热厚壁不锈钢釜体，使其内部温度可以达到要求值，因此，设定的电阻丝2温度要略高于需要的温度，电阻丝2的温度通过温度控制面板5控制，温度控制面板
5还显示温度计6通过深入到高压釜系统中工作釜釜体内的温度计放置筒11的温度，其温度即是工作釜釜内的温度。高压釜系统中釜盖和釜体通过大螺栓8保持相对固定、密封。工作釜釜内的压力通过压力表9读出。当工作釜压力低于规定值时，可以通过通气阀门10使稳压釜中的水(水蒸汽)注入工作釜中，由此来提高工作釜中的压力，使用时，缓慢旋转通气阀门10把手，带动管内底端为圆台的圆柱体密封装置上升，稳压釜内的高压水即可通过到工作釜中。若是稳压釜中水量不足，可以将稳压釜的压力卸掉，通过注水阀门12向稳压釜釜腔内注水。实验结束后，通过泄气阀门13将高压釜中压力卸除。

[0040] 工作时，首先通过需要的温度、压力计算出在工作釜中应该加入水的量，将腐蚀介质(若有)和试样一并放入工作釜中。紧固螺母8、拧紧阀门，将高压釜密封固定好。设定温度控制面板5上电阻丝2的温度，接通电源加热。当工作釜内温度达到需要值的时候通过压力表9读取工作釜内的压力，若压力与需要值不相符时，可以通过排汽减压和稳压釜压入水加压来达到需要的压力值。当温度和压力均满足要求时，即可开始计时腐蚀实验。实验过程中，若发现压力下降，则加热稳压釜，使其压力略大于工作釜，此时，缓慢打开通气阀门10，使稳压釜中的水(水蒸汽)流入工作釜中，由此即可调节工作釜中的压力上升，来达到稳定工作釜中压力的目的。若是稳压釜中水量不足，此时需要通过泄气阀门13将稳压釜中压力去除，然后打开注水阀门12向稳压釜中注水。当实验结束后打开工作釜和稳压釜的泄气阀门13，将压力去除，待其冷却后将试样取出即可。

[0041] 本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。