CN103335936B - 一种电磁场作用下湿热污染大气腐蚀模拟系统 - Google Patents

Abstract

一种电磁场作用下湿热污染大气腐蚀模拟系统，属于材料的环境加速试验领域。经过无油空气压缩机压缩过来的空气，再经过净化干燥系统中的活性炭和片状氢氧化钠净化干燥后分成三路：一路干气用于携带污染气体，一路去加湿器产生湿气，另外一路为干气。通过转子流量计和分别调节干气和湿气的相对流量控制湿热大气暴露箱中的相对湿度。进入污染气体控制器中的干气控制和携带污染源产生的气体进入混合箱。污染气体、干气和湿气在混合箱中混合均匀，进入相对湿度检测器后达到所需的相对湿度后，放入湿热大气暴露箱。由湿热大气暴露箱中出来的尾气进入尾气吸收装置净化处理。

Description

一种电磁场作用下湿热污染大气腐蚀模拟系统

技术领域

  本发明属于材料的环境加速试验领域，具体地说涉及一种电磁场作用下湿热污染大气腐蚀模拟系统。

背景技术

 大气中的环境参数，如温度、湿度、润湿时间、污染气体、悬浮固体颗粒等对材料的大气腐蚀产生严重影响。随着社会的发展，自然环境日益恶化，材料在自然环境中的可靠性受到更大的挑战。

  近年来国家高压电网的建设发展迅速，电网附近持续存在的高电压、大电流，导致其产生的电磁场对环境的污染日益严重。电磁场污染一个显著的作用就是能够改变腐蚀过程中的阴阳离子分布，从而改变处于该场中材料腐蚀的极化过程，并对其使用寿命造成影响。

  材料的耐蚀性是决定系统可靠性和使用寿命的重要指标。为缩短试验周期，提高试验的重现性和可推广性，在工程技术领域一般通过实验室短期加速腐蚀试验结果来推测户外长期暴露试验结果，进而预测材料、制品及防护层的大气腐蚀寿命，以部分取代大气腐蚀暴露试验。

   腐蚀暴露实验方法较多，有酸试验法、湿热试验法、盐雾试验、气体腐蚀试验、腐蚀膏试验、电解腐蚀试验、周浸循环试验等实验方法。这些方法为室内研究大气腐蚀机理提供了很大便利条件，但由于所有加速试验都很难满足四个基本条件：①加速程度、②材料腐蚀损失量顺序必须与大气暴露者相同、③锈的组成要一致以及④要有良好的再现性，因此其可比性不高，不能很好地模拟真实大气环境。

 本发明具有如下优点是：将自然环境因素和电磁场污染因素对材料的腐蚀结合起来；充分利用仪器及设备的准确性，可严格控制各个影响因素的变化；实验室条件比较容易控制、观测和保持，试验结果重现性好，试验周期较短。

发明内容

 本发明的目的是针对电磁场污染和湿热大气环境对材料的影响，提供一种更能真实地模拟电磁场作用下湿热污染大气腐蚀模拟系统。该系统能够调控湿热大气暴露箱中温度、相对湿度、污染气体种类和浓度，而且还能实现电磁场强度的变化。

 为了实现上述的发明功能，本发明是通过采取如下的的技术手段来实现的：经过无油空气压缩机压缩过来的空气，再经过净化干燥系统中的活性炭和片状氢氧化钠净化干燥后分成三路：一路干气用于携带污染气体，一路去加湿器产生湿气，另外一路为干气。通过转子流量计和分别调节干气和湿气的相对流量控制湿热大气暴露箱中的相对湿度。进入污染气体控制器中的干气控制和携带污染源产生的气体进入混合箱。污染气体、干气和湿气在混合箱中混合均匀，进入相对湿度检测器后达到所需的相对湿度后，放入湿热大气暴露箱。变压器将50Hz、220V的输入电压转换为高电压的输出电压，施加在两平行板和间。将湿热大气暴露箱连同恒温水浴仪器置于两平行板和之间，进行湿热大气环境和电磁场共同作用下的模拟大气腐蚀暴露实验。由湿热大气暴露箱中出来的尾气进入尾气吸收装置净化处理。

本发明还在于污染气源种类决定湿热大气暴露箱中的气体种类。

本发明还在于污染气体控制器调控污染气源的气体释放速度。

本发明还在于通过调节干湿气体流量和污染气源的气体释放速度来调节湿热大气暴露箱中的污染气体浓度。

本发明还在于调节两平行板的大小及两平行板的相互距离调节控制平行板内电场强度和磁场强度。

本发明还在于尾气吸收装置中依据化学中和反应而设置，其中装有酸碱性不同的溶液。溶液的选用根据污染气体种类而变化。如果污染气体为酸性那么选择尾气装置中的碱性溶液，如果污染气体为碱性那么选择尾气装置中的酸性溶液。

  本发明还在于本系统中除了针阀和转子流量计外，其它所有与试验气体接触的构件全部采用聚四氟乙烯或玻璃材料组成。

本发明还在于湿热大气暴露箱中温度通过恒温水浴和室内空调系统进行控制。

附图说明

 图1为电磁场作用下湿热污染大气腐蚀模拟系统示意图。

图中，1－无油空气压缩机，2－针阀，3－转子流量计，4－净化干燥系统，5－针阀，6－转子流量计，7－加湿器，8－针阀，9－转子流量计，10－污染气体控制器，11－污染气源，12－针阀，13－转子流量计，14－混合箱，15－相对湿度检测器，16－大气腐蚀暴露箱，17－恒温水浴，18－变压器，19－尾气吸收装置，20－上平行板，21－下平行板。

具体实施方式

  本发明涉及一种电磁场作用下湿热污染大气腐蚀模拟系统示意图，主要由空气净化干燥系统、污染气体控制系统、相对湿度控制系统、温度控制系统、电磁场控制系统以及湿热大气暴露箱组成。经过无油空气压缩机1过来的空气经过净化干燥系统4中的活性炭和片状氢氧化钠净化干燥后分成三路：一路干气用于携带污染气体，一路去加湿器产生湿气，另外一路为干气。通过转子流量计13和6分别调节干气和湿气的相对流量控制湿热大气暴露箱16中的相对湿度。进入污染气体控制器10中的干气控制和携带污染源11产生的气体进入混合箱14。污染气体、干气和湿气在混合箱14中混合均匀，进入相对湿度检测器15后达到所需的相对湿度后，放入湿热大气暴露箱16。变压器18将50Hz、220V的输入电压转换为高电压的输出电压，施加在两平行板20和21间。将湿热大气暴露箱连同恒温水浴仪器17置于两平行板20和21）之间，进行湿热大气环境和电磁场共同作用下的模拟大气腐蚀暴露实验。由湿热大气暴露箱16中出来的尾气进入尾气吸收装置19净化处理。以上设备都外购，简易的可以自行设计制造。

  气氛控制实例一：含微量二氧化硫气体的气氛――在微量腐蚀气体发生装置中装入二氧化硫渗透管（渗透率为0.478μg/min），调整干气、携带二氧化硫的干燥气体、被60℃水饱和湿气体的流量，控制相对湿度为85%±2%，稀释气体流速控制为180ml/min，湿热大气暴露箱中的二氧化硫气体含量约为10^-6，该气氛直接通入湿热大气暴露箱中。调节二氧化硫渗透管种类，选择不同的渗透率，以及干湿气体流量，湿热大气暴露箱中获得不同浓度的二氧化硫气氛。尾气经尾气吸收装置中氢氧化钠的稀溶液吸收后排空。

  气氛控制实例二：含微量氯气的气氛――在微量腐蚀气体发生装置中装入氯气渗透管（渗透率为0.3255μg/min），调整干气、携带氯气的干燥气体、被60℃水饱和湿气体的流量，控制相对湿度为85%±2%，稀释气体流速控制为150ml/min，湿热大气暴露箱中的氯气含量约为10^-6，该气氛直接通入湿热大气暴露箱中。调节氯气渗透管种类，选择不同的渗透率，以及干湿气体流量，湿热大气暴露箱中获得不同浓度的氯气气氛。尾气经尾气吸收装置中氢氧化钠的稀溶液吸收后排空。

  气氛控制实例三：含微量氨气的气氛――在微量腐蚀气体发生装置中装入氨气渗透管（渗透率为0.4342μg/min），调整干气、携带氨气的干燥气体、被60℃水饱和湿气体的流量，控制相对湿度为85%±2%，稀释气体流速控制为180ml/min，湿热大气暴露箱中的氨气含量约为10^-6，该气氛直接通入湿热大气暴露箱中。调节氨气渗透管种类，选择不同的渗透率，以及干湿气体流量，湿热大气暴露箱中获得不同浓度的氨气气氛。尾气经尾气吸收装置中盐酸的稀溶液吸收后排空。

    电磁场的调节：通过变压器将50Hz、220V的输入电压转换为50Hz、2400V的输出电压，通过设计两平行板的大小及两平行板的相互距离控制平行板内电场强度和磁场强度在3700－4000V/m，磁场为0.1－0.01高斯。

  高压输电线路的电磁场暴露系统是将腐蚀暴露箱连同恒温水浴仪器置于两平行板之间，用于湿热大气环境和电磁场共同作用下的模拟大气腐蚀暴露实验。

   试验结束后，取出污染气源，净化系统中的污染气体。

Claims (3)

1.一种电磁场作用下湿热污染大气腐蚀模拟系统，该模拟装置由无油空气压缩机（1）、净化干燥系统（4）、加湿系统（7）、污染气体发生和控制系统、混合箱（14）、相对湿度检测器（15）、恒温水浴（17）、湿热大气暴露箱（16）、尾气吸收装置（19）、电磁场污染系统组成，其特征在于：经过无油空气压缩机（1）过来的空气经过净化干燥系统（4）中的活性炭和片状氢氧化钠净化干燥后分成三路：一路干气用于携带污染气体，一路去加湿器产生湿气，另外一路为干气，通过第一转子流量计（13）和第二转子流量计（6）分别调节干气和湿气的相对流量控制湿热大气暴露箱（16）中的相对湿度，进入污染气体控制器（10）中的干气控制和携带污染气源（11）产生的气体进入混合箱（14），污染气体、干气和湿气在混合箱（14）中混合均匀，进入相对湿度检测器（15）后达到所需的相对湿度后，放入湿热大气暴露箱（16），变压器（18）将50Hz、220V的输入电压转换为50Hz、2400V高电压输出，施加在上平行板（20）和下平行板（21）间，控制平行板内电场强度在3700－4000V/m、磁场强度在0.1－0.01高斯，将湿热大气暴露箱连同恒温水浴仪器置于上平行板（20）和下平行板（21）之间，进行湿热大气环境和电磁场共同作用下的模拟大气腐蚀暴露实验，由湿热大气暴露箱（16）中出来的尾气进入尾气吸收装置（19）净化处理，通过调节干湿气体流量和污染气源的气体释放速度来调节湿热大气暴露箱中的污染气体浓度，在微量腐蚀气体发生装置中装入二氧化硫渗透管，渗透率为0.478μg/min，调整干气、携带二氧化硫的干燥气体、被60℃水饱和湿气体的流量，控制相对湿度为85%±2%，稀释气体流速控制为180ml/min，湿热大气暴露箱中的二氧化硫气体含量为10^-6，尾气吸收装置中设置有不同酸碱性的溶液，如果暴露箱中污染气体为酸性，选择尾气装置中的碱性溶液吸收尾气，如果暴露箱中污染气体为碱性，那么选择尾气装置中的酸性溶液吸收尾气。

2.根据权利要求1所述的电磁场作用下湿热污染大气腐蚀模拟系统，其特征在于：净化干燥系统由针阀（2）、转子流量计（3）、以及四个分别装有活性炭和片状氢氧化钠的玻璃管组成，污染气体发生和控制系统由污染气体控制器（10）和污染气源（11）组成，尾气吸收装置由装有稀盐酸溶液和稀氢氧化钠溶液的洗瓶（19）组成，电磁场污染系统由变压器（18）、上平行板（20）和 下平行板（ 21）组成。

3.根据权利要求1所述的一种电磁场作用下湿热污染大气腐蚀模拟系统，其特征在于：净化干燥系统、加湿系统和所有的管线均固定在支架上。