專利名稱：一種高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，具體為一種高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
依賴表面形成致密鈍化膜而具有腐蝕抗力的耐蝕合金，當(dāng)局部表面的鈍化膜因機(jī)械破壞露出新鮮表面時(shí)，則會(huì)加劇新鮮表面腐蝕的發(fā)生，從而在該位置形成新的鈍化膜，且再鈍化的發(fā)生依賴材料本身和環(huán)境因素的共同作用。因此，金屬材料在特定環(huán)境中的再鈍化能力對(duì)于表征材料的耐腐蝕性能具有重要作用。目前，材料再鈍化能力的表征主要通過(guò)劃傷電極法來(lái)實(shí)現(xiàn)，溫度和壓力主要集中在室溫、常壓。溶液中腐蝕磨損方面的研究也多限于常壓。然而，對(duì)于核電和火電等高溫高壓環(huán)境中使用的耐蝕材料，其再鈍化能力及腐蝕磨損行為的原位表征尚缺乏有效的手段。 其主要原因就是高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置復(fù)雜，不僅要實(shí)現(xiàn)高溫高壓下材料表面鈍化膜的原位破壞，還要考慮到高溫高壓下試樣和金屬容器的絕緣以及信號(hào)線的引出等一系列問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中高溫高壓下原位劃傷及腐蝕磨損難以實(shí)現(xiàn)、高溫高壓環(huán)境中絕緣困難等問(wèn)題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，該裝置設(shè)有高溫工作電極、高溫輔助電極、高溫參比電極、高壓釜蓋、高壓釜體、加熱爐、支架、劃頭、內(nèi)磁鋼、電機(jī)、外磁鋼，具體結(jié)構(gòu)如下高壓釜體和高壓釜蓋構(gòu)成高壓釜，高壓釜蓋設(shè)置于高壓釜體上，高壓釜體和高壓釜蓋連接；高壓釜蓋上設(shè)置高溫工作/輔助電極座和高溫參比電極，高壓釜體內(nèi)設(shè)置輔助電極、劃頭、工作電極，輔助電極和工作電極分別通過(guò)導(dǎo)線穿過(guò)高溫工作/輔助電極座，高溫參比電極的高溫參比電極導(dǎo)液管伸至高壓釜體內(nèi)；內(nèi)磁鋼和外磁鋼內(nèi)外設(shè)置，內(nèi)磁鋼和外磁鋼之間非直接接觸，電機(jī)通過(guò)偏心輪連桿機(jī)構(gòu)連接外磁鋼，內(nèi)磁鋼下部連有上下運(yùn)動(dòng)軸；上下運(yùn)動(dòng)軸一端連接內(nèi)磁鋼，另一端穿過(guò)高壓釜體內(nèi)的底座，上下運(yùn)動(dòng)軸上裝有劃頭，試樣固定槽設(shè)置于底座上；高壓釜體的外側(cè)設(shè)置加熱爐，支架為雙立柱支架，支架上的兩個(gè)立柱立柱I和立柱II平行設(shè)置于高壓釜蓋、高壓釜體、加熱爐的兩側(cè)，立柱I上設(shè)置滑塊II、高壓釜蓋固定塊，立柱II上設(shè)置滑塊I、高壓釜蓋固定塊、電機(jī)固定塊，滑塊I連有加熱爐，滑塊II連有高壓釜體，高壓釜蓋固定塊、高壓釜蓋固定塊對(duì)稱設(shè)置，連接于高壓釜蓋的兩側(cè)。所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，還包括控制箱，控制箱內(nèi)設(shè)置變頻器開(kāi)關(guān)、加熱電源開(kāi)關(guān)、加熱電壓調(diào)節(jié)器、壓力顯示器、溫度控制器和變頻器，變頻器開(kāi)關(guān)與變頻器連接，變頻器通過(guò)導(dǎo)線連接電機(jī)；加熱電源開(kāi)關(guān)與加熱電壓調(diào)節(jié)器連接，加熱電壓調(diào)節(jié)器與溫度控制器連接，壓力顯示器和溫度控制器連至內(nèi)部繼電器，內(nèi)部繼電器通過(guò)導(dǎo)線連接加熱爐的爐絲，形成超溫?cái)嚯娂訜峤Y(jié)構(gòu)和超壓斷電加熱結(jié)構(gòu)。所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，各個(gè)滑塊與立柱之間采用螺母絲杠的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，立柱I和立柱II的頂部設(shè)置手動(dòng)升降盤(pán)，分別通過(guò)調(diào)節(jié)手動(dòng)升降盤(pán)使滑塊 I和滑塊II沿著兩個(gè)立柱上下運(yùn)動(dòng)。所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，內(nèi)磁鋼外表面焊有一層不銹鋼， 內(nèi)磁鋼、外磁鋼上下端均設(shè)有陶瓷潤(rùn)滑，底座中心孔內(nèi)裝有陶瓷，底座和上下運(yùn)動(dòng)軸的下部分通過(guò)陶瓷潤(rùn)滑。所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，上下運(yùn)動(dòng)軸分段連接，上下運(yùn)動(dòng)軸的軸套外部通有冷卻水套，冷卻水進(jìn)口通過(guò)管路依次經(jīng)高溫參比電極、冷卻水套和高溫工作/輔助電極座連至冷卻水出口。所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，高壓釜蓋上插裝有高壓釜導(dǎo)液管，高壓釜導(dǎo)液管上裝有液相閥，高壓釜?dú)庀嗫诜秩?，分別連接壓力表、安全閥、壓力傳感器，在高壓釜?dú)庀嗫谏显O(shè)有氣相閥。所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，輔助電極通過(guò)外部套有聚四氟乙烯熱縮管的鉬絲作為導(dǎo)線點(diǎn)焊在鉬片后面，工作電極通過(guò)外部套有聚四氟乙烯熱縮管的純鎳絲或不銹鋼絲作為導(dǎo)線點(diǎn)焊在金屬試樣上；高溫工作/輔助電極座中有四個(gè)孔，輔助電極上的導(dǎo)線和工作電極上的導(dǎo)線從高溫工作/輔助電極座中引出。所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，還設(shè)有電化學(xué)工作站，電化學(xué)工作站上的工作電極、輔助電極和參比電極的引線夾頭分別與高溫工作電極導(dǎo)線、高溫輔助電極導(dǎo)線和高溫參比電極導(dǎo)線連接。所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，底座上開(kāi)有底座固定螺栓孔，螺栓通過(guò)底座固定螺栓孔固定底座于高壓釜蓋上。所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，劃頭后部設(shè)有彈簧，在劃頭側(cè)面設(shè)置劃頭固定螺栓，試樣固定在試樣固定槽中，在試樣背部設(shè)有試樣緊固螺栓于試樣固定槽上，試樣和固定試樣的裝置之間采用絕緣結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的有益效果是1、本實(shí)用新型裝置能實(shí)現(xiàn)試樣在高溫高壓下原位的單次劃傷和往復(fù)多次的腐蝕磨損研究，并通過(guò)使試樣和裝置間絕緣，利用安裝在高壓釜上的高溫高壓參比電極和高溫高壓工作、輔助電極配合電化學(xué)工作站將劃傷或腐蝕磨損過(guò)程中試樣表面膜由發(fā)生破壞到再鈍化這一過(guò)程的信號(hào)檢測(cè)出來(lái)。2、本實(shí)用新型通過(guò)變頻器精確控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制內(nèi)外磁鋼和劃頭的運(yùn)動(dòng)速度，具有控制精度高的特點(diǎn)。3、本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)節(jié)偏心輪連桿機(jī)構(gòu)偏離電機(jī)中心轉(zhuǎn)軸的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)外磁鋼往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程。4、本實(shí)用新型通過(guò)在劃頭后部設(shè)置彈簧，可以通過(guò)調(diào)節(jié)劃頭和試樣之間的距離來(lái)控制劃頭劃過(guò)試樣表面時(shí)的力度大小，且保證劃頭在劃過(guò)試樣表面時(shí)的壓力恒定。5、本實(shí)用新型通過(guò)更換不同角度的劃頭和調(diào)節(jié)劃頭和試樣間的距離，可以產(chǎn)生不同寬度和不同深度的劃痕。6、本實(shí)用新型內(nèi)外磁鋼之間通過(guò)非機(jī)械接觸傳動(dòng)方式，有效地解決了動(dòng)密封的問(wèn)題，具有安全、高效的特點(diǎn)。7、本實(shí)用新型中的劃軸通過(guò)分段連接，易于拆卸和維護(hù)。8、通過(guò)在控制部分分別設(shè)置超溫自動(dòng)斷電和超壓自動(dòng)斷電，使該裝置在工作時(shí)更加安全可靠。

圖1為高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1冷卻水出口 ；2高溫工作/輔助電極座；3液相閥；4高壓釜蓋；5高壓釜體； 6加熱爐；7爐絲；8支架；9輔助電極；10硬質(zhì)合金劃頭；11工作電極；12變頻器開(kāi)關(guān)；13 加熱電源開(kāi)關(guān)；14加熱電壓調(diào)節(jié)器；15壓力顯示器；16溫度控制器；17變頻器；18氣相閥； 19冷卻水進(jìn)口 ；20高溫參比電極；21壓力表；22安全閥；23手動(dòng)升降盤(pán)；對(duì)壓力傳感器；25 內(nèi)磁鋼；26電機(jī)；27外磁鋼；28控制箱；29試樣固定槽；30軸套；31上下運(yùn)動(dòng)軸；32冷卻水套；33底座；34高壓釜導(dǎo)液管；35高溫參比電極導(dǎo)液管；36立柱I ；37立柱II ；38滑塊I ； 39滑塊II ；40高壓釜蓋固定塊；41高壓釜蓋固定塊；42電機(jī)固定塊；43高壓釜?dú)庀嗫?。圖2為圖1中高壓釜體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，5高壓釜體；四試樣固定槽；31上下運(yùn)動(dòng)軸；33底座；44試樣；45劃頭固定螺栓；46底座固定螺栓孔；47彈簧；48聚四氟乙烯槽；49試樣緊固螺栓。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置設(shè)有冷卻水出口 1、高溫工作/輔助電極座2、液相閥3、高壓釜蓋4、高壓釜體5、加熱爐6、爐絲7、支架8、 輔助電極9、硬質(zhì)合金劃頭10、工作電極11、變頻器開(kāi)關(guān)12、加熱電源開(kāi)關(guān)13、加熱電壓調(diào)節(jié)器14、壓力顯示器15、溫度控制器16、變頻器17、氣相閥18、冷卻水進(jìn)口 19、高溫參比電極 20、壓力表21、安全閥22、手動(dòng)升降盤(pán)23、壓力傳感器24、內(nèi)磁鋼25、電機(jī)沈、外磁鋼27和控制箱觀等，具體結(jié)構(gòu)如下高壓釜由高壓釜體5和高壓釜蓋4構(gòu)成，高壓釜蓋4設(shè)置于高壓釜體5上，高壓釜體5和高壓釜蓋4通過(guò)螺栓連接。高壓釜蓋4上設(shè)置高溫工作/輔助電極座2和高溫參比電極20，高壓釜體5內(nèi)設(shè)置輔助電極9、硬質(zhì)合金劃頭10、工作電極11，輔助電極9和工作電極11分別通過(guò)導(dǎo)線穿過(guò)高溫工作/輔助電極座2，高溫參比電極20的高溫參比電極導(dǎo)液管35伸至高壓釜體5內(nèi)。內(nèi)磁鋼25和外磁鋼27內(nèi)外設(shè)置，變頻器17的輸出端連接電機(jī)沈，通過(guò)變頻器17 控制電機(jī)沈運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)沈通過(guò)偏心輪連桿機(jī)構(gòu)連接外磁鋼27，電機(jī)沈帶動(dòng)偏心輪連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)外磁鋼27沿軸向的上下運(yùn)動(dòng)。內(nèi)磁鋼25外表面焊有一層不銹鋼，防止內(nèi)磁鋼25與高壓釜內(nèi)氣相相接觸，內(nèi)磁鋼25下部連有上下運(yùn)動(dòng)軸31，上下運(yùn)動(dòng)軸31外部設(shè)有冷卻水套32，上下運(yùn)動(dòng)軸31通過(guò)分段連接，易于拆卸和維護(hù)。上下運(yùn)動(dòng)軸31 —端通過(guò)螺紋連接內(nèi)磁鋼25，另一端穿過(guò)高壓釜體5內(nèi)的底座33，上下運(yùn)動(dòng)軸31上裝有硬質(zhì)合金劃頭 10，試樣固定槽四設(shè)置于底座33上。[0034]本實(shí)用新型可以通過(guò)調(diào)節(jié)偏心輪連桿機(jī)構(gòu)偏離電機(jī)中心轉(zhuǎn)軸的距離，來(lái)調(diào)節(jié)內(nèi)外磁鋼以及劃頭運(yùn)動(dòng)的行程。內(nèi)磁鋼25、外磁鋼27上下端均設(shè)有陶瓷潤(rùn)滑，底座33中心孔內(nèi)裝有陶瓷，便于和上下運(yùn)動(dòng)軸31的下部分通過(guò)陶瓷潤(rùn)滑。硬質(zhì)合金劃頭10上下移動(dòng)是通過(guò)內(nèi)外磁鋼之間產(chǎn)生磁力進(jìn)行控制，內(nèi)外磁鋼之間非直接接觸。上下運(yùn)動(dòng)軸31的軸套30 外部通有冷卻水套32，可有效防止溫度過(guò)高，磁鋼消磁。外磁鋼27在軸套30外部隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)偏心輪上下運(yùn)動(dòng)，內(nèi)磁鋼25則隨著外磁鋼27在軸套30內(nèi)部上下運(yùn)動(dòng)。高壓釜蓋4上插裝有高壓釜導(dǎo)液管34，高壓釜導(dǎo)液管34上裝有液相閥3，高壓釜?dú)庀嗫?43分三路，分別連接壓力表21、安全閥22、壓力傳感器對(duì)，在高壓釜?dú)庀嗫?43上設(shè)有氣相閥18。冷卻水進(jìn)口 19通過(guò)管路依次經(jīng)高溫參比電極20、冷卻水套32和高溫工作/輔助電極座2連至冷卻水出口 1。高壓釜體5的外側(cè)設(shè)置加熱爐6，加熱爐6內(nèi)設(shè)置爐絲7。支架8為雙立柱支架， 支架8上的兩個(gè)立柱立柱I 36和立柱1137平行設(shè)置于高壓釜蓋4、高壓釜體5、加熱爐6 的兩側(cè)，立柱I 36上設(shè)置滑塊1139、高壓釜蓋固定塊40，立柱1137上設(shè)置滑塊I 38、高壓釜蓋固定塊41、電機(jī)固定塊42，滑塊I 38連有加熱爐6，滑塊1139連有高壓釜體5，高壓釜蓋固定塊40、高壓釜蓋固定塊41對(duì)稱設(shè)置，連接于高壓釜蓋4的兩側(cè)。各個(gè)滑塊與立柱之間采用螺母絲杠的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，立柱I 36和立柱1137的頂部設(shè)置手動(dòng)升降盤(pán)23，可分別通過(guò)調(diào)節(jié)手動(dòng)升降盤(pán)23使滑塊I 38和滑塊1139沿著兩個(gè)立柱上下運(yùn)動(dòng)?？刂葡溆^內(nèi)設(shè)置變頻器開(kāi)關(guān)12、加熱電源開(kāi)關(guān)13、加熱電壓調(diào)節(jié)器14、壓力顯示器15、溫度控制器16和變頻器17，變頻器開(kāi)關(guān)12與變頻器17連接，變頻器開(kāi)關(guān)12用于控制變頻器17的啟閉，變頻器17通過(guò)導(dǎo)線連接電機(jī)沈，硬質(zhì)合金劃頭10在劃傷試樣四表面時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度可由變頻器精確控制；加熱電源開(kāi)關(guān)13與加熱電壓調(diào)節(jié)器14連接，加熱電壓調(diào)節(jié)器14與溫度控制器16連接，壓力顯示器15和溫度控制器16連至內(nèi)部繼電器，內(nèi)部繼電器通過(guò)導(dǎo)線連接爐絲7，形成超溫?cái)嚯娂訜峤Y(jié)構(gòu)和超壓斷電加熱結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型裝置的最高工作溫度可以達(dá)到350°C，最大工作壓力可以達(dá)到20MPa。本實(shí)用新型中，高溫工作/輔助電極座2的作用是通過(guò)該電極座可以將高壓釜中的導(dǎo)線引出，并保證絕緣和密封。其中的高溫輔助電極9用外部一根套有聚四氟乙烯熱縮管的鉬絲作為導(dǎo)線點(diǎn)焊在鉬片后面制成，高溫工作電極11用外部一根套有聚四氟乙烯熱縮管的純鎳絲或不銹鋼絲作為導(dǎo)線點(diǎn)焊在金屬試樣上制成。高溫工作/輔助電極座2中有四個(gè)孔，可以同時(shí)將高溫輔助電極上的導(dǎo)線和高溫工作電極上的導(dǎo)線引出，因此稱為高溫工作/輔助電極座。高溫參比電極20采用Ag/AgCl電極。本實(shí)用新型中，通過(guò)變頻器17、電機(jī)沈、高壓釜、控制箱觀、雙立柱固定支架8、運(yùn)動(dòng)軸、硬質(zhì)合金劃頭10等，能實(shí)現(xiàn)高溫高壓下對(duì)試樣表面進(jìn)行原位單次劃傷和往復(fù)多次的腐蝕磨損研究，并可通過(guò)安裝在高壓釜上的高溫高壓參比電極和高溫高壓工作、輔助電極配合電化學(xué)工作站，將劃傷或腐蝕磨損過(guò)程中試樣表面膜由發(fā)生破壞到再鈍化這一過(guò)程的信號(hào)檢測(cè)出來(lái)。本實(shí)用新型中，將電化學(xué)工作站上的工作電極、輔助電極和參比電極的引線夾頭分別與高溫工作電極11導(dǎo)線、高溫輔助電極9導(dǎo)線和高溫參比電極20導(dǎo)線連接即可。通過(guò)設(shè)置計(jì)算機(jī)中電化學(xué)工作站的程序參數(shù)，即可將腐蝕過(guò)程中產(chǎn)生的信號(hào)檢測(cè)出來(lái)。[0042]如圖2所示，高壓釜體5內(nèi)設(shè)置底座33，底座33上開(kāi)有底座固定螺栓孔46，螺栓通過(guò)底座固定螺栓孔46固定底座33于高壓釜蓋4上(圖1)。硬質(zhì)合金劃頭10后部設(shè)有彈簧47，可以通過(guò)彈簧47調(diào)節(jié)硬質(zhì)合金劃頭10和試樣44之間的接觸正應(yīng)力，在硬質(zhì)合金劃頭10側(cè)面設(shè)置劃頭固定螺栓45，可以通過(guò)劃頭固定螺栓45固定硬質(zhì)合金劃頭10和試樣44之間的距離，來(lái)控制硬質(zhì)合金劃頭10劃過(guò)試樣44表面時(shí)的力度大小，且保證硬質(zhì)合金劃頭10在劃過(guò)試樣44表面時(shí)壓力恒定。尺寸為IOmmX IOmmX 2mm的試樣44固定在試樣固定槽四(燕尾槽)中，在試樣44背部設(shè)有試樣緊固螺栓49于試樣固定槽四上，上下移動(dòng)硬質(zhì)合金劃頭10來(lái)實(shí)現(xiàn)試樣44表面的劃傷，硬質(zhì)合金劃頭10可以采用硬質(zhì)合金YG8、 氧化鋁或金剛石等加工而成。在試樣44和試樣固定槽四之間設(shè)有聚四氟乙烯槽48或表面帶有氧化膜的Zr4合金槽，試樣44和固定試樣的裝置之間是絕緣的。本實(shí)用新型高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置的工作過(guò)程如下1、將純鎳絲或不銹鋼絲外表面套一層聚四氟乙烯熱縮管，用熱風(fēng)槍熱縮后作為導(dǎo)線焊接在試樣表面；2、將試樣安裝在設(shè)有聚四氟乙烯的試樣固定槽中，并將試樣背部的螺栓擰緊；3、將輔助電極安裝在高壓釜中，并保持與試樣正對(duì)；4、將高溫參比電極安裝在高壓釜中，并保持高溫參比電極上部的出液口打開(kāi)；5、設(shè)定變頻器參數(shù)，調(diào)節(jié)劃頭和試樣的距離及劃頭背部的彈簧，保證劃頭的在滑動(dòng)的過(guò)程中能與試樣接觸，且不會(huì)觸及輔助電極；6、往高壓釜中加入體積為高壓釜容積1/2到2/3的溶液，溶液可以根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境選擇，如模擬核電站一回路含硼酸和氫氧化鋰的水溶液等，并保證試樣、輔助電極和高溫參比電極導(dǎo)液管35的下端能完全浸沒(méi)在溶液中；7、調(diào)節(jié)手動(dòng)升降盤(pán)，將高壓釜體和加熱爐依次調(diào)節(jié)到合適的高度，擰緊高壓釜蓋上的螺栓；8、根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要往高壓釜液相口向釜中通入氮?dú)獬?，然后從氣相閥中排出。除氣結(jié)束后，將液相閥和氣相閥依次關(guān)閉；9、設(shè)定溫度控制器上的目標(biāo)溫度、超溫自動(dòng)斷電的溫度上限、加熱調(diào)節(jié)電壓以及超壓自動(dòng)斷電的壓力上限等參數(shù)；10、打開(kāi)冷卻水開(kāi)關(guān)，往冷卻水進(jìn)口處通入冷卻水；11、打開(kāi)加熱電源開(kāi)關(guān)，待高溫參比電極出液口連續(xù)出水后，將出液口處閥門(mén)擰緊關(guān)閉；12、再鈍化行為研究和腐蝕磨損行為研究①再鈍化行為研究待溫度達(dá)到設(shè)定值，并趨于穩(wěn)定后，根據(jù)試驗(yàn)需要利用恒電位儀給試樣上加一恒電位，使其處于鈍化狀態(tài)。穩(wěn)定30min后，打開(kāi)變頻器開(kāi)關(guān)，使劃頭劃過(guò)試樣表面，表面鈍化膜發(fā)生破壞，并快速生成新的鈍化膜。單次劃傷完成后關(guān)閉變頻器開(kāi)關(guān)。通過(guò)電化學(xué)工作站快速采集和記錄該過(guò)程中引起的電流變化，便可獲知材料的再鈍化能力。②腐蝕磨損行為研究待溫度達(dá)到設(shè)定值，并趨于穩(wěn)定后，根據(jù)試驗(yàn)需要利用恒電位儀給試樣上加一恒電位，使其處于鈍化狀態(tài)。穩(wěn)定30min后，打開(kāi)變頻器開(kāi)關(guān)，使劃頭往復(fù)劃過(guò)試樣表面，表面鈍化膜重復(fù)發(fā)生破壞和再鈍化。通過(guò)電化學(xué)工作站快速采集和記錄該過(guò)程中引起的電流變化，便可得知與該過(guò)程相關(guān)的腐蝕磨損信息。
權(quán)利要求1.一種高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置設(shè)有高溫工作電極、高溫輔助電極、高溫參比電極、高壓釜蓋、高壓釜體、加熱爐、支架、劃頭、內(nèi)磁鋼、電機(jī)、外磁鋼，具體結(jié)構(gòu)如下高壓釜體和高壓釜蓋構(gòu)成高壓釜，高壓釜蓋設(shè)置于高壓釜體上，高壓釜體和高壓釜蓋連接；高壓釜蓋上設(shè)置高溫工作/輔助電極座和高溫參比電極，高壓釜體內(nèi)設(shè)置輔助電極、 劃頭、工作電極，輔助電極和工作電極分別通過(guò)導(dǎo)線穿過(guò)高溫工作/輔助電極座，高溫參比電極的高溫參比電極導(dǎo)液管伸至高壓釜體內(nèi)；內(nèi)磁鋼和外磁鋼內(nèi)外設(shè)置，內(nèi)磁鋼和外磁鋼之間非直接接觸，電機(jī)通過(guò)偏心輪連桿機(jī)構(gòu)連接外磁鋼，內(nèi)磁鋼下部連有上下運(yùn)動(dòng)軸；上下運(yùn)動(dòng)軸一端連接內(nèi)磁鋼，另一端穿過(guò)高壓釜體內(nèi)的底座，上下運(yùn)動(dòng)軸上裝有劃頭，試樣固定槽設(shè)置于底座上；高壓釜體的外側(cè)設(shè)置加熱爐，支架為雙立柱支架，支架上的兩個(gè)立柱立柱I和立柱II 平行設(shè)置于高壓釜蓋、高壓釜體、加熱爐的兩側(cè)，立柱I上設(shè)置滑塊II、高壓釜蓋固定塊，立柱II上設(shè)置滑塊I、高壓釜蓋固定塊、電機(jī)固定塊，滑塊I連有加熱爐，滑塊II連有高壓釜體，高壓釜蓋固定塊、高壓釜蓋固定塊對(duì)稱設(shè)置，連接于高壓釜蓋的兩側(cè)。
2.按照權(quán)利要求1所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于還包括控制箱，控制箱內(nèi)設(shè)置變頻器開(kāi)關(guān)、加熱電源開(kāi)關(guān)、加熱電壓調(diào)節(jié)器、壓力顯示器、溫度控制器和變頻器，變頻器開(kāi)關(guān)與變頻器連接，變頻器通過(guò)導(dǎo)線連接電機(jī)；加熱電源開(kāi)關(guān)與加熱電壓調(diào)節(jié)器連接，加熱電壓調(diào)節(jié)器與溫度控制器連接，壓力顯示器和溫度控制器連至內(nèi)部繼電器，內(nèi)部繼電器通過(guò)導(dǎo)線連接加熱爐的爐絲，形成超溫?cái)嚯娂訜峤Y(jié)構(gòu)和超壓斷電加熱結(jié)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求1所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于各個(gè)滑塊與立柱之間采用螺母絲杠的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，立柱I和立柱II的頂部設(shè)置手動(dòng)升降盤(pán)，分別通過(guò)調(diào)節(jié)手動(dòng)升降盤(pán)使滑塊I和滑塊II沿著兩個(gè)立柱上下運(yùn)動(dòng)。
4.按照權(quán)利要求1所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于內(nèi)磁鋼外表面焊有一層不銹鋼，內(nèi)磁鋼、外磁鋼上下端均設(shè)有陶瓷潤(rùn)滑，底座中心孔內(nèi)裝有陶瓷，底座和上下運(yùn)動(dòng)軸的下部分通過(guò)陶瓷潤(rùn)滑。
5.按照權(quán)利要求1所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于上下運(yùn)動(dòng)軸分段連接，上下運(yùn)動(dòng)軸的軸套外部通有冷卻水套，冷卻水進(jìn)口通過(guò)管路依次經(jīng)高溫參比電極、冷卻水套和高溫工作/輔助電極座連至冷卻水出口。
6.按照權(quán)利要求1所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于高壓釜蓋上插裝有高壓釜導(dǎo)液管，高壓釜導(dǎo)液管上裝有液相閥，高壓釜?dú)庀嗫诜秩?，分別連接壓力表、安全閥、壓力傳感器，在高壓釜?dú)庀嗫谏显O(shè)有氣相閥。
7.按照權(quán)利要求1所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于輔助電極通過(guò)外部套有聚四氟乙烯熱縮管的鉬絲作為導(dǎo)線點(diǎn)焊在鉬片后面，工作電極通過(guò)外部套有聚四氟乙烯熱縮管的純鎳絲或不銹鋼絲作為導(dǎo)線點(diǎn)焊在金屬試樣上；高溫工作/輔助電極座中有四個(gè)孔，輔助電極上的導(dǎo)線和工作電極上的導(dǎo)線從高溫工作/輔助電極座中引出ο
8.按照權(quán)利要求1所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于還設(shè)有電化學(xué)工作站，電化學(xué)工作站上的工作電極、輔助電極和參比電極的引線夾頭分別與高溫工作電極導(dǎo)線、高溫輔助電極導(dǎo)線和高溫參比電極導(dǎo)線連接。
9.按照權(quán)利要求1所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于底座上開(kāi)有底座固定螺栓孔，螺栓通過(guò)底座固定螺栓孔固定底座于高壓釜蓋上。
10.按照權(quán)利要求1所述的高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于劃頭后部設(shè)有彈簧，在劃頭側(cè)面設(shè)置劃頭固定螺栓，試樣固定在試樣固定槽中，在試樣背部設(shè)有試樣緊固螺栓于試樣固定槽上，試樣和固定試樣的裝置之間采用絕緣結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，具體為一種高溫高壓原位劃傷及腐蝕磨損試驗(yàn)裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中高溫高壓環(huán)境下難以實(shí)現(xiàn)原位單次劃傷和往復(fù)多次的腐蝕磨損、試樣的絕緣和信號(hào)線的引出等問(wèn)題。該裝置設(shè)有變頻器、電機(jī)、高壓釜、控制箱、雙立柱固定支架、運(yùn)動(dòng)軸、劃頭等，能實(shí)現(xiàn)高溫高壓下對(duì)試樣表面進(jìn)行原位單次劃傷和往復(fù)多次的腐蝕磨損研究，并可通過(guò)安裝在高壓釜上的高溫高壓參比電極和高溫高壓工作、輔助電極配合電化學(xué)工作站將劃傷或腐蝕磨損過(guò)程中試樣表面膜由發(fā)生破壞到再鈍化這一過(guò)程的信號(hào)檢測(cè)出來(lái)。
文檔編號(hào)G01N3/32GK202177558SQ20112026238
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者柯偉, 王儉秋, 酈曉慧, 韓恩厚 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所