SU748196A1

SU748196A1 - Apparatus for examining metal corrosion in liquid-metal cooling agents

Info

Publication number: SU748196A1
Application number: SU782672545A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Шавырин
Original assignee: Предприятие П/Я В-2679
Priority date: 1978-10-09
Filing date: 1978-10-09
Publication date: 1980-07-15

Description

1one

Изобретение относитс к испытательной технике, а именно к устройствам дл исследовани коррозии металла в жидкометаллических теплоносител х .5This invention relates to a testing technique, namely, devices for studying the corrosion of a metal in liquid metal coolants .5

Известно устройство дл исследовани коррозии металлов в жидкометаллических теплоносител х, содержащее стакан, полость которого предназначена дл заполнени жидким металлом и 10 размещени в ней средств дл креплени образца ,1 .A device for studying the corrosion of metals in liquid metal coolants is known, which comprises a cup, the cavity of which is intended to be filled with liquid metal and 10 accommodating means for fastening a sample, 1.

Наиболее близким к изобретение по технической сути вл етс устройство дл исследовани коррозии метал- 5 лов в жидкометаллических теплоносител х , представл ющее собой вертикальную ампулу, снабженную охватывающим ее нагревателем, перегородкой, выполненной в виде пластины с капил- 20 л рным каналом, дел щим ампулу на верхнюю и нижнюю сообщенные между собой полости 2.The closest to the invention according to the technical essence is a device for studying the corrosion of metals in liquid metal coolants, which is a vertical ampoule equipped with a heater enclosing it, made in the form of a plate with a capillary channel that separates the ampoule on the upper and lower interconnected cavity 2.

Недостатком известных устройств вл етс низка точность исследова- 25 НИИ, проводимых с их помощью, так как мала величина диффузионного потока исследуемого вещества, а сам поток л етс не посто нным и затухающим по времени в св зи с изотер-30A disadvantage of the known devices is the low accuracy of the research institutes conducted with their help, since the diffusion flux of the test substance is small, and the flow itself is not constant and decaying in time in connection with the isotherm-30

мическими услови ми проведени исследовани .conditions of the study.

Целью изобретени вл етс noBHiueние точности исследований.The aim of the invention is to noBHiue the accuracy of research.

Это достигаетс за счет того, что устройство снабжено установленным в нижней полости ампулы охладителем, предназначенным .цл поддержани температуры нижней полости на 1-10 С выше температуры плавлени жидкометаллического теплоносител , а перегородка выполнена в виде смежных каналов, диаметры которых выбраны из услови устранени конвекции при сохранении диффузионного массопереноса,This is achieved due to the fact that the device is equipped with a cooler installed in the lower cavity of the ampoule designed to maintain the temperature of the lower cavity 1-10 ° C higher than the melting temperature of the liquid metal coolant, and the partition is made in the form of adjacent channels, the diameters of which are chosen from the condition of elimination of convection at preservation of diffusive mass transfer,

Кроме того, система каналов выполнена из керамических цилиндрических стержней или из керамических цилиндрических трубочек.In addition, the channel system is made of cylindrical ceramic rods or cylindrical ceramic tubes.

На фиг, 1 приведена схема устройства , общий вид; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1.Fig, 1 shows a diagram of the device, a general view; FIG. 2 is a section A-A in FIG. one.

Устройство представл ет собой ампулу , образованную трубой 1 с приваренными к ней заглушкой 2, крышкой 3, обечайкой 4 и теплоизолирующими экранами 5, размещенными в вакуумируемом зазоре между трубой 1 и обечайкой 4.The device is an ampoule formed by the tube 1 with the plug 2 welded to it, the lid 3, the shell 4 and the heat-insulating screens 5 placed in a vacuum clearance between the pipe 1 and the shell 4.

Вверху ампулы имеетс нагреватель в виде печи 6, а внизу охладитель в виде жидкостного холодильника 7. Внутри ампулы расположены детали, изготовленные из спеченной керамики, котора вл етс коррозионно стойкой в жидком металле: стакан 8, изолирующий жидкий металл от трубы 1, крышка 9 с отверстием дл заливки жидкого металла и отверстием, через которое проходит металлический чехол , термопары 10 и на которое опираетс керамическа пробирка 11. Нагреваемый объем вверху ампулы с исследуемыми металлическими образцами 12, собранными на стержн х 13 и разделенными с помощью шайб 14, отделен от охлаждаемого объема 1 перегородкой , выполненной в виде системы каналов 15, диаметр которых выбираетс из услови устранени конвекции при сохранении диффузионного массопереноса и равен 0,61 ,0 мм. Система каналов 15 опираетс на стаканчик-массоприемник 16 и выполн етс из керамических цилиндрических стержней с диаметром 2,3 мм или керамических цилиндрических трубочек с внутренним диаметром не более 1,О мм и внешним диаметром 2,3 мм. В крышке 9 имеетс канал 17 дл заливки металла, а термопара 18 установлена на ампуле.At the top of the ampoule there is a heater in the form of a furnace 6, and below is a cooler in the form of a liquid cooler 7. Inside the ampule are parts made of sintered ceramics, which is corrosion resistant in the liquid metal: cup 8, insulating liquid metal from pipe 1, cover 9 s a hole for pouring molten metal and a hole through which the metal case passes, thermocouples 10 and on which ceramic tube 11 is supported. Heated volume at the top of the ampoule with test metal samples 12 assembled on rods 13 and separated with the help of washers 14, separated from the cooled volume 1 by a partition made in the form of a system of channels 15, the diameter of which is selected from the condition of elimination of convection while maintaining diffusion mass transfer and is equal to 0.61.0 mm. The channel system 15 is supported on a mass-receiving cup 16 and is made of cylindrical ceramic rods with a diameter of 2.3 mm or cylindrical ceramic tubes with an inner diameter of not more than 1 mm, O mm and an external diameter of 2.3 mm. The lid 9 has a channel 17 for pouring metal, and a thermocouple 18 is mounted on the ampoule.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В ампулу с приваренной крышкой 3 устанавливают керамический стакан 8 стаканчик-массоприемник 16, который предварительно взвешиваетс , .перегородку в виде системы каналов 15, предварительно взвешенные образцы 12 на стержн х 13, затем устанавливаетс крышка 9 вместе с пробиркой 11, сверху привариваетс эаглушка 2 В устройство заливаетс жидкометаллческий теплоноситель через канал 17 потом металл охлаждают до твердого состо ни , и в вакууме заваривают канал 17. После этого ампула устаналиваетс в вертикальное положение, на ней закрепл ют электропечь б, холодильник 7, термопару 18.A ceramic cup 8, a mass-receiver cup 16, which is preweighed, a partition in the form of a system of channels 15, pre-weighed samples 12 on rods 13, is placed in a vial with a welded lid 3, then a lid 9 is installed together with a test tube 11, an e-booklet 2 is welded on top the device is filled with a liquid metal coolant through channel 17, then the metal is cooled to a solid state, and channel 17 is welded in vacuum. After this, the ampoule is installed in a vertical position, an electric device is fixed on it b oven, refrigerator 7, the thermocouple 18.

Включив электропечь 6, поднимают температуру объема до требуемой, зат регулиру мощность холодильника 7, наход т условие , когда температура нижней полости ампулы будет поддерживатьс стационарной,, равной температуре плавлени жидкого металла , . С этого момента начинаетс отсчет времени, необходимого дл испытани образцов.Turning on the electric furnace 6, raise the temperature of the volume to the required one, then adjusting the capacity of the refrigerator 7, find that the temperature of the lower cavity of the ampoule will be kept steady, equal to the melting temperature of the liquid metal,. From this point on, the time required to test the samples begins.

В процессе испытаний поддерживаетс посто нный диффузионный поток.During the test, a constant diffusion flow is maintained.

из верхней полости в нижнюю, в то врем как конвекции на происходит за счет перегородки, выполненной из смежных каналов разного диаметра.from the upper cavity to the lower cavity, while convection does not occur due to a partition made of adjacent channels of different diameters.

После выдержки образцов заданное врем вновь взвешивают их стаканчикмассоприемник , и по изменению веса суд т о коррозии и массопереносе.After the samples are kept for a predetermined time, their mass receiver is weighed again, and corrosion and mass transfer is judged by the change in weight.

Данное устройство позвол ет с высокой точностью проводить исследовани , так как в жидком теплоносителе имеютс продукты реакции испытуемых образцов и самого теплоносител , скорость диффузионного процесса сохран етс посто нной за счет небольшой разницы температур между верхней и нижней полостью при отсутствии конвекции .This device allows to carry out investigations with high accuracy, since in the heat-transfer fluid there are reaction products of the tested samples and the heat transfer fluid, the speed of the diffusion process is kept constant due to the small temperature difference between the upper and lower cavities in the absence of convection.

Claims

1. A device for studying the corrosion of metals in liquid metal coolants, which is a vertical ampoule equipped with a heater covering it, a partition dividing the ampoule into the upper and lower cavities interconnected, means of fastening the samples placed in the upper cavity, means for supplying heat carrier and thermocouples placed in an ampoule, characterized in that, in order to increase the accuracy of the examination, it is provided with a cooler installed in the lower cavity of the ampoule, designed to support the temperature of the lower cavity on the I-IO C is higher than the melting point of the liquid metal coolant, and the partition is designed as a system of channels whose diameters are chosen

from the condition of elimination of convection while maintaining diffusion mass transfer.

2. A device according to claim 1, characterized in that the channel system is made of ceramic cylindrical rods.

3. A device according to claim 1, characterized in that the channel system is made of cylindrical ceramic tubes.

Sources of information taken into account in the examination

1.Nikitin V.I. Physico-chemical phenomena when exposed to liquid metals on solid. M., Atomizdat, 1967, p. 63-66.

2. Belashchenko D.K. The phenomenon of transfer in liquid metals and semiconductors. M., Atomizdat, 1970, p. 31, Fig. 7 (prototype).