[发明专利]一种燃烧气氛下耐热材料抗热腐蚀性能评估装置及其方法

权利要求书

1.一种燃烧气氛下耐热材料抗热腐蚀性能评估装置，其特征在于，包括燃烧气氛模拟装置和换热模拟装置；

所述的燃烧气氛模拟装置包括依次连接的燃烧器(4)、炉膛(3)和引风机(9)；炉膛(3)轴线呈竖直设置；

所述的换热模拟装置包括同轴设置在炉膛(3)内的空心圆管(1)；空心圆管(1)由若干不同耐热材料的扇形柱状试样通过母线焊接密封而成；空心圆管(1)两端外侧分别与炉膛(3)密封连接；空心圆管(1)外部与炉膛(3)内部形成的环形柱状空间，环形柱状空间的两端分别设置有伸出炉膛(3)的入口段(6)和出口段(10)，环形柱状空间内通过入口段(6)和出口段(10)通入单向流动的换热介质；空心圆管(1)竖直放置，与烟气流动方向平行；

扇形柱状试样焊接组成的空心圆管(1)的两端外部通过金属橡胶密封圈(2)密封固定在炉膛(3)中，实现不同试样同时试验。

2.根据权利要求1所述的一种燃烧气氛下耐热材料抗热腐蚀性能评估装置，其特征在于，入口段(6)的伸出端连接风机(7)或水泵，出口段(10)对应的与外部环境或水箱连通。

3.根据权利要求1所述的一种燃烧气氛下耐热材料抗热腐蚀性能评估装置，其特征在于：入口段(6)和出口段(10)分别垂直伸出炉膛(3)轴线设置。

4.根据权利要求1所述的一种燃烧气氛下耐热材料抗热腐蚀性能评估装置，其特征在于，所述空心圆管(1)管壁埋有若干测温热电偶(8)。

5.一种燃烧气氛下耐热材料抗热腐蚀性能评估方法，其特征在于，基于权利要求1-4任意一项所述的装置，包括以下步骤：

步骤1，首先对热腐蚀试验的每个扇形柱状试样进行厚度测量并记录，将所有扇形柱状试样通过母线焊接密封连接后组成空心圆管(1)；

步骤2，将空心圆管(1)密封同轴设置于炉膛(3)内，冷却介质由入口段(6)引入，沿空心圆管(1)与炉膛(3)形成的环形柱状空间流动，最后由出口段(10)排出；

步骤3，通过冷却介质流速来控制空心圆管(1)的壁温，由燃烧器(4)产生烟气并控制烟气温度，通过引风机(9)控制烟气流速；根据实验要求实现不同温度不同流速下耐热材料试样在燃烧气氛下的抗热腐蚀模拟；设定时间后，将空心圆管(1)取出拆下各试样进行厚度测量、切割、浇注、镶嵌和抛光处理；

步骤4，对腐蚀后的试样沿腐蚀层厚度方向进行能谱仪线扫描实验，得到熔盐与腐蚀层界面到Cr含量与基体一致界面处的垂直深度，即腐蚀退化深度，通过对腐蚀退化深度分析评估不同耐热材料试样的抗热腐蚀性能。

6.根据权利要求5所述的一种燃烧气氛下耐热材料抗热腐蚀性能评估方法，其特征在于，扇形柱状试样焊接组成的空心圆管(1)的两端通过金属橡胶密封圈(2)密封固定在炉膛(3)中。

7.根据权利要求5所述的一种燃烧气氛下耐热材料抗热腐蚀性能评估方法，其特征在于，冷却介质采用空气，则冷却空气由风机(7)引入，先后流经入口段(6)、空心圆管(1)与炉膛(3)形成的环形柱状空间、以及出口段(10)，最后直接排入环境大气中。

8.根据权利要求5所述的一种燃烧气氛下耐热材料抗热腐蚀性能评估方法，其特征在于，冷却介质采用水，则冷却水由水泵引入，先后流经入口段(6)、空心圆管(1)与炉膛(3)形成的环形柱状空间、以及出口段(10)，最后直接排入水箱中冷却后供水泵使用。

9.根据权利要求5所述的一种燃烧气氛下耐热材料抗热腐蚀性能评估方法，其特征在于：将空心圆管(1)分别设置在烟道(14)内的氧化性、还原性或氧化-还原交替气氛的对应位置处，实现对试样段不同气氛下的抗热腐蚀模拟。