[发明专利]一种控制氧含量的高流速多状态水腐蚀实验装置的使用方法

说明书

技术领域

本发明属于腐蚀实验装置技术领域，尤其涉及一种控制氧含量的高流速多状态水腐蚀实验装置的使用方法。

背景技术

材料在高温高压水的环境中面临着严重的腐蚀问题，以核电和火电领域的高温高压水、超临界水和过热蒸汽(280℃～600℃，8～30MPa)的腐蚀为代表。火电中的过热器、再热器、高温蒸汽管道、汽轮机转子、叶片、喷嘴等蒸汽流通部件受到高温高压蒸汽的腐蚀；核电中的压力构件如压力容器、蒸汽发生器、回路管线、热交换器等受到高温高压水的腐蚀；以及超临界火电和核电中的相关部件会受到严重的超临界水腐蚀。随着我国核电和火电工业的迅速发展，它们的安全性已成为国家和民众广泛关注的重要问题。因此，需要在实验室中模拟高温高压水环境来评定核电或火电关键材料的性能、预测关键部件寿命，并提出相应的改进措施。目前，实验室中的研究装置主要针对一种状态下的水腐蚀研究，例如《一种具有自动控制功能的高温高压水循环腐蚀实验系统》(CN102401780A)，《一种实验室使用的金属材料高温水蒸汽氧化实验装置》(CN204314199U)，《金属材料高温水蒸气氧化实验装置》(101623661A)，《一种高温高压水汽环境结构材料试验装置》(CN104458400A)，《一种动态高温高压氧化实验装置》(CN103543096A)，《控制氧含量的动态高温高压蒸汽氧化实验装置及使用方法》(CN106708111A)，《一种超临界水蒸汽氧化试验装置》(CN10251986A)等等，都是针对单一状态的液态水、水汽和超临界水的氧化腐蚀研究。另外，实验室的模拟实验很多是在静态高压釜中完成，一方面由于静态高压釜中的水化学参数不易控制，不能对温度和压力的影响进行独立控制，更进一步，目前像核电中流体流速可以到每秒几米，火电中的主蒸汽管道的蒸汽可以达到每秒几十米的速度，用静态高压釜显然缺少了流速这个重要的影响因素。而目前动态循环设备的液体流量相对较小(5～200mL/min)，且一般都是采用反应釜放置实验样品，由于反应釜的尺寸比较大，导致经过样品的流体速度变得非常小。例如国内现有的动态水蒸汽氧化测试装置如《一种动态高温高压氧化实验装置》(CN103543096A)，液体流量小于8mL/min，《一种超临界水蒸汽氧化试验装置》(CN10251986A)中的液体流量可以提高到170mL/min,也远远低于实际工况流速。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前的实验室模拟腐蚀装置存在流体速度小；不能模拟真实的工况环境流速；这是因为流体速度越快，换热时间越短，对其加热越困难，所需功耗越大；常规的加热方式，对快速流体的加热比较困难；所以需要选择一种有效的快速的加热方式。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种控制氧含量的高流速多状态水腐蚀实验装置的使用方法。

本发明是这样实现的，一种控制氧含量的高流速多状态水腐蚀实验装置的使用方法，所述控制氧含量的高流速多状态水腐蚀实验装置的使用方法包括：储水箱中的实验用水由高压泵驱动在整个管路中运行，通过电感应加热后到达样品腔，对样品腔里的实验样品进行腐蚀；经过冷凝器降温，经过滤器到达储水箱完成一个循环。

进一步，所述控制氧含量的高流速多状态水腐蚀实验装置的使用方法具体包括以下步骤：

第一步，首先打开样品腔，样品插入样品腔的插槽里；

第二步，打开控制柜，启动控制电脑的实验软件；

第三步，启动水冷机，打开水冷泵；

第四步，打开超纯水制备机，等待水电阻到0.1μS/cm以下，打开第三手动调节阀，把实验用水储存在储水箱，水面到达储水箱高度的一半；

第五步，启动水化学测试旁路，打开该旁路第一循环泵，通过电导率测试计，pH计和溶解氧测试计采集电导率、pH和溶解氧数据；启动脱气膜所在的旁路，打开第二循环泵和真空泵；

第六步，选取某一温度和压力参数，得到需要水的高温蒸汽、超临界水和高温高压水状态；通过背压阀调节压力到实验压力，启动电感应加热器并设定到实验温度，加热炉的温度设定到实验温度；

第七步，调整高压计量泵的流量，使得在实验温度、压力的情况下，达到实验要求流体速度；

第八步，等待系统温度、压力、流速、氧含量达到实验设定时，开始腐蚀实验并计时。