[实用新型]一种曲柄滑块机构控制的循环氧化实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种循环氧化实验装置，具体涉及一种曲柄滑块机构控制的循环氧化实验装置。

背景技术

在现役超超临界电站机组中，过/再热器作为锅炉的关键部件，工作环境极为恶劣，其管内壁长期受到高温水蒸汽的腐蚀易形成氧化膜。这些氧化膜由于热膨胀系数小于基体合金的(现多为铁素体/马氏体钢或奥氏体钢)，在锅炉变负荷或启停时，易承受较大的热应力(通常为压应力)而发生剥落。大量实践表明，由氧化膜剥落引发的爆管是600℃超超临界锅炉管失效及电站效益降低的主要原因之一。对于目前世界各国正在大力研发的700℃先进超超临界电站过/再热器用候选合金，抗氧化性能尤其是氧化膜的抗剥落性能仍将是其关键性能指标之一。因而，评估及预测现役过/再热器用耐热钢或700℃级超临界电站过/再热器用候选合金的抗高温氧化性能(尤其是氧化膜的抗剥落性能)是亟需的。

通常，评估耐热钢和其它合金的抗高温氧化性能是通过开展高温氧化实验来实现的。高温氧化实验是研究金属或合金在不同温度、压力和气氛等环境条件下的反应动力学和氧化机理的一种手段。其主要目的是解释氧化膜生长与破坏的机制以及影响影响金属或合金抗高温氧化性能的关键因素，以期寻求抑制或减少高温氧化损失的途径。高温氧化实验包括恒温氧化动力学实验和循环氧化实验。恒温氧化实验用以测定合金在特定气氛、温度下的氧化 速率，主要采用连续称重的热重技术。而循环氧化试验用于评价氧化膜与金属基体间的黏附性，即氧化膜在温度循环变化的情况下抗开裂与剥落的性能。目前，循环氧化试验主要在马弗炉中进行，样品在高温腐蚀性条件下保温一段时间，随后取出冷却，如此反复。该法的缺点是繁琐，每一个循环周期都需实验人员参与，费时费力。而现有的热重分析仪、加热炉等均不具备自动进行热-冷循环氧化的功能。为此，迫切需要一套自动控制的、能模拟高温-低温氧化交替进行环境的实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种曲柄滑块机构控制的循环氧化实验装置，它能够自动控制模拟高温-低温氧化交替环境进行实验，节省时间。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：由加热炉和支架系统组成；支架系统包括曲柄滑块机构、支架底座以及放置在支架底座上用于放置待测样品的样品托盘，支架底座上设有能够带动支架底座移动使样品托盘进入加热炉内的电动驱动导杆；曲柄滑块机构由依次铰接的滑块、连杆以及曲柄组成，曲柄依次与钢杆以及加热炉炉门相连，连杆穿过支架底座与滑块铰接，连杆和曲柄的铰接处通过弹性件连接在机架上。

所述的加热炉包括不锈钢外壳以及设在不锈钢外壳内的炉膛，炉膛内设有加热元件，炉膛与不锈钢外壳之间设有保温层，不锈钢外壳与支架底座固定连接。

所述的加热元件采用电阻丝、硅碳棒或硅钼棒。

所述的保温层采用耐火砖或陶瓷纤维制成。

所述的支架底座上设有与不锈钢外壳相连的两根导向杆，且电动驱动导 杆位于两根导向杆之间。

所述的支架底座上开设有用于限制连杆在水平方向运动的椭圆形导槽、限制电动驱动导杆在竖直方向运动的第一圆形槽以及能够将对应导向杆限定在支架底座上的第二圆形槽。

所述的样品托盘是采用耐火砖砌筑而成的圆柱形托盘，炉膛为圆柱形，且样品托盘的直径小于等于炉膛的直径。

还包括控制加热炉内部温度、升温速率以及保温时间的温度控制单元和控制支架底座的升降和加热炉炉门的开启与闭合的时间循环控制单元。

所述的温度控制单元采用电动PID调节控制表，时间循环控制单元采用循环时间控制器。

所述的加热炉内设有用于检测加热炉炉内温度的热电偶。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型利用电动驱动导杆使装有待测样品的样品托盘进入和离开加热炉中，同时通过支架底座、曲柄滑块机构以及与曲柄滑块机构相连的弹性件相连使加热炉炉门自动开合，而且通过设定控制系统，控制加热炉内的加热参数以及电动驱动导杆的行程，能够模拟高温-低温氧化交替环境进行实验，实现合金抗氧化性能测量的自动控制，大大缩短了实验时间，节约成本，而且特别适用于不锈钢、耐热钢、高温合金等在冷-热循环的腐蚀环境中氧化膜抗剥落性能的测试。另外，本实用新型的支架底座在载有待测样品的样品托盘进入加热炉后还能起到加热炉炉门的作用，实现了一物多用的功能。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2为本实用新型支架底座的俯视图；

图3为本实用新型支架底座的正视图；