[发明专利]一种超临界二氧化碳腐蚀试验装置及使用方法

权利要求书

1.一种超临界二氧化碳腐蚀试验装置，其特征在于，包括驱动气体组件、CO₂供气组件、超临界CO₂增压稳压组件、高压反应釜及加热组件、排气组件、气体吹洗组件和气体成分分析组件；其中，

驱动气体组件包括空压机(1)、过滤器A(2)、调压阀(3)、压力表A(4)、安全阀A(5)和驱动开关(6)；

CO₂供气组件包括气瓶(7)、压力表B(8)和过滤器B(9)；

超临界CO₂增压稳压组件包括气体增压泵(10)、过滤器C(11)、高压缓冲罐(12)、减压阀(13)、压力表C(14)、传感器(15)、安全阀B(16)、截止阀A(17)和流量计(18)；

高压反应釜及加热组件包括进气侧高压法兰(20)、加热炉(21)、高压炉管(22)、隔热器(23)、试样架(24)、出口侧高压法兰(25)和热电偶(26)；

排气组件包括截止阀B(27)、背压阀(28)、单向阀A(29)和废气处理器(30)；

气体吹洗组件包括截止阀C(31)、泄压阀(32)和单向阀B(33)；

气体成分分析组件包括气体成分分析仪(35)和截止阀D(36)；

其中，空压机(1)依次通过过滤器A(2)、调压阀(3)、压力表A(4)、安全阀A(5)、驱动开关(6)和气体增压泵(10)的驱动气体入口相连；气瓶(7)、压力表B(8)、过滤器B(9)依次通过管路与气体增压泵(10)的气源入口相连；

气体增压泵(10)的高压气体出口通过管路以及设置该管路上的过滤器C(11)、高压缓冲罐(12)、减压阀(13)、压力表C(14)、传感器(15)、安全阀B(16)、截止阀A(17)和流量计(18)与进气侧高压法兰(20)的高压气体入口相连；

高压炉管(22)设置在加热炉(21)内，两侧分别设置进气侧高压法兰(20)和出气侧高压法兰(25)，高压炉管(22)内设置隔热器(23)，中心放置试样架(24)，热电偶(26)通过出气侧高压法兰(25)伸入高压炉管(22)中部；

出气侧高压法兰(25)通过管路与废气处理器(30)入口相连通，管路上依次设置截止阀B(27)、背压阀(28)和单向阀A(29)，形成排气组件；

截止阀C(31)通过管路和三通一端与气体增压泵(10)入口侧相连，另一端与进气侧高压法兰入口相连，泄压阀(32)和单向阀B(33)通过三通与出气侧高压法兰出口管路相连通，单向阀B(33)出气侧与废气处理器(30)相连，形成气体吹洗组件；

气体成分分析仪(35)安装在废气处理器(30)进气口管路上，同时在过滤器B(9)和气体增压泵(10)之间的管路上通过三通引出一路气体连接至气体成分分析仪(35)，管路上设置截止阀D(36)。

2.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳腐蚀试验装置，其特征在于，气体增压泵(10)的高压气体出口到进气侧高压法兰(20)的高压气体入口之间的管路上设置加热保温带(19)。

3.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳腐蚀试验装置，其特征在于，传感器(15)的信号连接至控制器(34)，控制器(34)用于根据设定压力值计算出控制信号，输出到气体增压泵(10)上，在压力超出设定压力时使得气体增压泵停止工作。

4.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳腐蚀试验装置，其特征在于，热电偶(26)的信号连接至控制器(34)，用于控制信号输出到气体增压泵(10)和加热炉(21)上，当实测温度超出设定温度时，使得气体增压泵(10)和加热炉(21)停止工作。

5.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳腐蚀试验装置，其特征在于，所述高压炉管(22)采用高温合金材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳腐蚀试验装置，其特征在于，废气处理器(30)中装有碱性溶液。

7.一种超临界二氧化碳腐蚀试验装置的使用方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至6中任一项所述的一种超临界二氧化碳腐蚀试验装置，包括如下步骤：

试验时，打开截止阀C(31)和泄压阀(32)通过气体吹洗组件向系统通入CO₂，使得系统内的空气排出，观察气体成分分析仪(35)至排出的气体成分达到预定要求后关闭气体吹洗管路；将调压阀(3)、安全阀A(5)、减压阀(13)、安全阀B(16)以及背压阀(28)设定为预设的压力；打开可编程控制的加热炉(21)升温，将回路中温度升至试验预期温度参数；用加热保温带(19)将管路升温至40～70℃；打开空压机(1)及驱动开关(6)；打开气瓶(1)阀门和气体增压泵(10)；使得回路中压力达到试验预期压力参数，开始试验。