CN106596271A - 一种高温发电搅拌应力腐蚀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及应力腐蚀测试领域，具体为一种高温发电搅拌应力腐蚀装置。本装置充分利用高温腐蚀过程中的高温，来获得电能从而对腐蚀介质进行搅拌，这种发电方式有着无噪音、寿命长、性能稳定等特点。该装置包括不锈钢电加热器、冷凝回流管、变径磨口接头、玻璃容器、试样夹持夹具、热电偶、皮带轮、带座轴承、直流减速电机、开关、节能灯、储电装置、半导体温差发电片、抽风系统。结构简单，操作方便，测量结果准确，同时该装置整体尺寸较小，适合在试验室中推广使用，在钢铁、有色金属等大规模工业生产、检测分析等领域也广泛应用。

Description

一种高温发电搅拌应力腐蚀装置
技术领域
本发明涉及应力腐蚀测量领域，具体为一种高温发电搅拌应力腐蚀装置，适用于对应力条件要求较高且溶液为高温的体系中。
技术背景
应力腐蚀研究是设备防腐和安全可靠性研究的重要领域，应力腐蚀试验装置是研究应力腐蚀过程和机理的重要基础装置。由于应力腐蚀开裂的不可预测性，若试样发生开裂，要及时确定并记录宏观裂纹发生时间、试样裂纹贯穿时间。为便于即时观察试样的腐蚀开裂情况。所以本应力腐蚀装置装夹部分可以同时放置三个或三个以上的夹具，并且在圆周上分布对称叶片的恒应变试样夹持固定装置，采用主体部位为竖直的圆柱形玻璃容器。实验要求在高温腐蚀介质中进行，由于高温时溶液中水分的蒸发会导致腐蚀介质溶度的改变，势必会对实验准确性造成影响，降低了试验结果的准确度，所以必须合理设计冷凝回流装置。针对腐蚀过程中试样表面产生气泡和腐蚀产物附着在试样表面阻碍腐蚀进行，本装置通过搅拌溶液充分解决这些问题，并装配有抽风系统，优化了该装置工作环境，增加了其使用寿命。本装置充分利用高温腐蚀过程中的高温，来获得电能从而对腐蚀介质进行搅拌。在日常生活中，腐蚀现象随处可见，因为腐蚀而造成的材料失效也很常见当前，研究材料在腐蚀介质环境中材料对介质的敏感性以及在腐蚀介质中裂纹扩展速率显得尤为重要，对材料的耐腐蚀特征进行研究，以确保材料的合理使用、最优使用，以及掌握材料的应力实验方法、实验标准已日趋受到重视。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明主要目的在于提供一种高温发电搅拌应力腐蚀装置解决现有技术中高温应力腐蚀试样表面产生气泡阻碍腐蚀的正常进行、腐蚀介质发生分层导致浓度分布不均匀、腐蚀产物附着在试样表面阻碍腐蚀进行的问题，提供了一种高温发电搅拌应力腐蚀装置，具有结构简单，操作方便，测量结果准确可靠等优点。
本发明的技术方案如下：
一种高温发电搅拌应力腐蚀装置，其特征在于包括抽风系统、冷凝回流管、锥形橡胶塞、变径磨口接头、热电偶、传动轴、玻璃容器、恒应变试样加持夹具、皮带轮、带座轴承、直流减速电机、开关、节能灯、储电装置、半导体温差发电片、刻度尺、进风口、不锈钢电加热器、机体外壳，除了抽风系统位于机体外壳顶端，其他部件均位于机体外壳内。
冷凝回流管通过位于玻璃容器上方的变径磨口接头实现密封连接，玻璃容器放置在不锈钢电加热器上方，玻璃容器内放有腐蚀介质，不锈钢电加热器位于机体外壳底部。工作时，恒应变试样夹持夹具与其连接的传动轴穿过安装在变径磨口接头顶端的锥形橡胶塞放置到玻璃容器中。传动轴和直流减速电机的输出轴通过四个带座轴承固定在机体外壳上。直流减速电机的输出轴和传动轴通过皮带轮连接，皮带轮使用橡胶皮带。
半导体温差发电片和刻度尺附着在玻璃容器的外表面，半导体温差发电片用于吸收玻璃容器的热能并将所述热能转化为电能，通过导线将电能传送到储电装置中，从而带动直流减速电机进行运转。
所述的高温发电搅拌应力腐蚀装置，在机体外壳的前后方向上放置两玻璃门，便于更好的观察装置的运转情况及应力腐蚀的进程。
所述的高温发电搅拌应力腐蚀装置，恒应变试样夹持夹具与其连接的传动轴是由哈式合金制成，并且在其圆周上对称分布4个叶片，恒应变试样夹持夹具的装夹部分可以同时放置三个或三个以上的夹具，恒应变试样夹持夹具和传动轴之间通过螺纹连接。
所述的高温发电搅拌应力腐蚀装置，抽风系统中位于机体外壳底端的进气口和电器元件都放置在装置的同一侧，抽风系统净化装置内部空气的同时还起到了对电器元件散热的目的。
所述的高温发电搅拌应力腐蚀装置，电器元件之间的导线为防止腐蚀套上陶瓷管。
所述的高温发电搅拌应力腐蚀装置，储电装置和直流减速电机中间放置节能灯和开关，节能灯用于观察储电装置内电量及为整个高温腐蚀装置提供照明。开关控制直流减速电机的运转及停止。
所述的高温发电搅拌应力腐蚀装置，输出轴和传动轴上对称分布4个带座轴承，使本装置运转的更加平稳。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1.本发明通过充分利用高温腐蚀过程中产生的高温，来获得电能从而对腐蚀液进行搅拌，这种发电方式有着无噪音、寿命长、性能稳定等特点。
2.本发明利用冷凝回流管收集高温溶液中蒸发的水分，稳定腐蚀介质溶度，减小水分蒸发对实验准确性造成影响。
3.本发明在机体外壳的前后方向上放置两玻璃门，便于更好的观察装置的运转情况及应力腐蚀的进程。
4.本发明通过恒应变试样夹持夹具的装夹部分包括三个或三个以上的夹具，圆周上对称分布的4个叶片，对腐蚀介质进行搅拌，解决了高温应力腐蚀过程中，试样表面产生气泡阻碍腐蚀的正常进行、腐蚀介质发生分层导致浓度分布不均匀、腐蚀产物附着在试样表面阻碍腐蚀进行的问题。
5.本发明可以通过抽风系统对装置内部的空气进行净化，优化了该装置的工作环境，进气口和电器元件位于装置的同一侧，促进了电器元件的散热，从而增加了其使用寿命。
6.本发明在动力传输过程中使用皮带轮传动，这种传动方式运行平稳、低噪音、低振动。皮带轮传动的结构简单，调整方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图：
图中，1.抽风系统；2.冷凝回流管；3.锥形橡胶塞；4.变径磨口接头；5.热电偶；6.传动轴；7.玻璃容器；8.恒应变试样加持夹具；9.皮带轮；10.带座轴承；11.直流减速电机；12.导线；13.开关；14.节能灯；15.储电装置；16.半导体温差发电片；17.试样；18.刻度尺；19.进风口；20.电源接口；21.加热开关；22.保温按钮；23.不锈钢电加热器；24.机体外壳
图2为本发明中带座轴承结构示意图：
图中，25.轴承；26.轴承座
具体实施方式
下面结合附图对本发明结构进行详细地说明。
实施例如图1所示，本实施例高温发电搅拌应力腐蚀装置，包括用于放置应力腐蚀实验加载试样的玻璃容器7，所述装置还包括恒应变试样夹持夹具8、冷凝回流装置2、变径磨口接头4，所述圆柱形的玻璃容器7、冷凝回流管2通过变径磨口接头4实现密封连接，密封性良好。玻璃容器7放置在不锈钢电加热器上方，玻璃容器7内放有腐蚀介质，传动轴6与恒应变试样夹持夹具8由哈式合金制成并通过螺纹连接，通过锥形橡胶塞3与变径磨口接头4实现密封连接。在玻璃容器7的右侧有刻度尺18控制腐蚀介质的高度。机体外壳24的前后两面安装玻璃门，恒应变试样夹持夹具8的装夹部分包括三个或三个以上的夹具，并且在其圆周上对称分布4个叶片，抽风系统1的进气口19和电器元件都放置在腐蚀装置的左侧。半导体温差发电片16和刻度尺18附着在玻璃容器7的外表面，所述的电器元件还包括储电装置15、节能灯14、直流减速电机11，它们之间都是通过导线12连接，导线12为防止腐蚀套上陶瓷管。直流减速电机11和传动轴6通过对称分布4个带座轴承10固定在机体外壳24上。在工作时，将试样17放到恒应变试样加持夹具8上，通过变径磨口接头4放到玻璃容器7中，热电偶5穿过玻璃容器7放置到腐蚀溶液中。打开电源接口20和加热开关21进行加热，当温度达到要求时将加热转换到保温按钮22上，这时通过附着在玻璃容器7外表面的半导体温差发电片16两侧的温度差进行发电并通过导线11连接到储电装置15，储电装置15接收半导体温差发电片16转化的电能，当节能灯14正常发亮时，将开关13接通，通过直流减速电机11驱动皮带轮9带动恒应变试样加持夹具8旋转搅拌。冷凝回流管2插入变径磨口接头4收集溶液蒸汽并回流到玻璃容器7内。恒应变试样加持夹具8圆周上分布对称的4个叶片，更好的进行搅拌。
实施例结果表明，本发明装置操作简便，利用高温腐蚀过程中产生的高温，来获得电能从而对腐蚀液进行搅拌，这种方式有着无噪音、寿命长、性能稳定等特点，可以同时进行三个或三个以上试样的应力腐蚀，易于观察试样应力腐蚀变化状态。该装置体积尺寸较小，适合在实验室中广泛推广使用，在钢铁、有色等大规模工业生产、检测分析等领域也广泛应用。

Claims (10)

1.一种高温发电搅拌应力腐蚀装置，其特征在于：所述装置包括抽风系统、冷凝回流管、锥形橡胶塞、变径磨口接头、传动轴、玻璃容器、恒应变试样加持夹具、皮带轮、带座轴承、不锈钢电加热器、机体外壳和电器元件，电器元件包括直流减速电机、储电装置和半导体温差发电片，除了抽风系统位于机体外壳顶端，其他部件均位于机体外壳内；
冷凝回流管通过位于玻璃容器上方的变径磨口接头实现密封连接，玻璃容器放置在不锈钢电加热器上方，玻璃容器内放有腐蚀介质，不锈钢电加热器位于机体外壳底部；工作时，恒应变试样夹持夹具与其连接的传动轴穿过安装在变径磨口接头顶端的锥形橡胶塞放置到玻璃容器中，传动轴和直流减速电机的输出轴通过四个带座轴承固定在机体外壳上，直流减速电机的输出轴和传动轴通过皮带轮连接；半导体温差发电片附着在玻璃容器的外表面，半导体温差发电片用于吸收玻璃容器的热能并将所述热能转化为电能，通过导线将电能传送到储电装置中，从而带动直流减速电机进行运转。
2.如权利要求1所述的一种高温发电搅拌应力腐蚀装置，其特征在于：在机体外壳的前后方向上放置两玻璃门，便于更好的观察装置的运转情况及应力腐蚀的进程。
3.如权利要求1所述的一种高温发电搅拌应力腐蚀装置，其特征在于：恒应变试样夹持夹具与其连接的传动轴是由哈式合金制成，并且在其圆周上对称分布4个叶片，恒应变试样夹持夹具的装夹部分可以同时放置三个或三个以上的夹具，恒应变试样夹持夹具和传动轴之间通过螺纹连接。
4.如权利要求1所述的一种高温发电搅拌应力腐蚀装置，其特征在于：抽风系统中位于机体外壳底端的进气口和电器元件都放置在装置的同一侧，抽风系统净化装置内部空气的同时还起到了对电器元件散热的目的。
5.如权利要求1所述的一种高温发电搅拌应力腐蚀装置，其特征在于：电器元件之间的导线为防止腐蚀套上陶瓷管。
6.如权利要求1所述的一种高温发电搅拌应力腐蚀装置，其特征在于：储电装置和直流减速电机中间放置节能灯和开关，节能灯用于观察储电装置内电量及为整个高温腐蚀装置提供照明，开关控制直流减速电机的运转及停止。
7.如权利要求1所述的一种高温发电搅拌应力腐蚀装置，其特征在于：输出轴和传动轴上对称分布4个带座轴承，使本装置运转的更加平稳。
8.如权利要求1所述的一种高温发电搅拌应力腐蚀装置，其特征在于：还设有刻度尺，刻度尺附着在玻璃容器相对于半导体温差发电片的另一侧外表面。
9.如权利要求1所述的一种高温发电搅拌应力腐蚀装置，其特征在于：还设有热电偶，热电偶穿过玻璃容器放置到腐蚀溶液中。
10.如权利要求1所述的一种高温发电搅拌应力腐蚀装置，其特征在于：皮带轮使用橡胶皮带。
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