[发明专利]测量灭火剂及其热解产物对金属腐蚀的实验装置及方法

说明书

本发明公开了测量灭火剂及其热解产物对金属腐蚀的实验装置及方法，该装置包括：实验单元，其包括：高温高压反应釜、真空泵、压力传感器、温度控制仪、数据纪录仪、惰性气体瓶、灭火剂瓶；测试单元，其包括：金相显微镜、高精度电子天平、气相色谱仪、气相色谱质谱联用仪、傅里叶红外光谱仪、万能力学试验机、计算机。该装置不仅能够评价灭火剂及其热解产物对金属的腐蚀能力，而且还能对腐蚀后金属的腐蚀速率、力学性能变化进行测试，分析金属的腐蚀微观形貌及腐蚀深度，气体产物，灭火剂稳定性及其分解程度等，提高了装置的多功能性以及提高了实验效率。

技术领域

本发明涉及灭火剂性能测试技术领域，更具体的说是涉及测量灭火剂及其热解产物对金属腐蚀的实验装置及方法。

背景技术

截至目前，以Halon-1301和Halon-1211为代表的哈龙(Halon)灭火剂仍广泛应用于民用飞机发动机的固定式灭火系统中，但其中的Cl·、Br·会对大气臭氧层造成严重破坏，现已被严格限制生产和使用，故研发、筛选适用于航空领域的“哈龙”替代品已迫在眉睫。除优秀的灭火能力外，该类灭火剂还应具备不腐蚀金属或对金属腐蚀性低的特点。在使用卤烃气体灭火剂对火灾进行抑制时，灭火剂在高温条件下发生热解与裂解，从而产生一系列酸性气体，如氢氟酸(HF)、氢溴酸(HBr)等，合金与酸性气体接触后表面极易出现腐蚀坑，甚至裂缝，使合金力学性能大大降低。灭火剂对金属的腐蚀作用可能导致飞机机体破损、失效，将给航空安全带来巨大隐患。因此，测试评估较有潜力的哈龙替代灭火剂对于飞机典型合金的腐蚀性对于保障航空安全有着重大意义。

现有文献CN113295565A，名称为测试含氟灭火剂腐蚀性的方法和系统，上述测试方法包括如下步骤：称量金属试件的初始质量，记为m₀；将金属试件放置在灭火测试的环境中，取含氟灭火剂进行灭火测试，记录灭火时间；灭火测试结束后，称量金属试件的质量，记为m₁；根据灭火时间和金属试件的质量变化率评价灭火剂的腐蚀性，所述质量变化率＝(m₁-m₀)/m0×100％。上述测试方法能够定量评价含氟类灭火剂在灭火过程中对相关设备的腐蚀性，以区分不同灭火剂合适的应用场所。但是，该系统和方法仅仅对含氟灭火剂产物对金属的腐蚀性进行了测试，未能针对含氯、溴以及碘灭火剂进行测试，且该方法中腐蚀效果受可燃物种类、环境通风效率等因素影响，未考虑最不利腐蚀效果。此外，该测试未对腐蚀后金属的力学性能变化进行测试，未分析金属腐蚀微观形貌、腐蚀深度，灭火剂稳定性及其分解程度、热解产物等进行测试，使得测试功能单一，即如果需要测试上述的指标，还需要额外搭载实验装置进行测试，降低了实验效率。

因此，如何提供一种具有多功能测试，提高实验效率及准确性的测量灭火剂及其热解产物对金属腐蚀的实验装置及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种具有多功能测试，提高实验效率及准确性的测量灭火剂及其热解产物对金属腐蚀的实验装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

测量灭火剂及其热解产物对金属腐蚀的实验装置，包括：

实验单元，所述实验单元包括：高温高压反应釜、真空泵、压力传感器、温度控制仪、数据纪录仪、惰性气体瓶、灭火剂瓶，所述真空泵、所述压力传感器、所述温度控制仪、所述数据纪录仪、所述惰性气体瓶、所述灭火剂瓶均与所述高温高压反应釜连通，所述压力传感器与所述数据纪录仪连接；

测试单元，所述测试单元包括：金相显微镜、高精度电子天平、气相色谱仪、气相色谱质谱联用仪、傅里叶红外光谱仪、万能力学试验机、计算机，所述计算机均与所述数据纪录仪、所述金相显微镜、所述气相色谱仪、所述气相色谱质谱联用仪、所述傅里叶红外光谱仪、所述万能力学试验机连接。