阅读说明：本技术 一种低倍组织热酸蚀装置 (Macrostructure thermal acid etching device ) 是由 刘叶华 向伯荣 李斌 李东徽 唐晓晓 于 2019-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低倍组织热酸蚀装置,包括酸蚀槽、工件清洗池、酸蚀液供给装置以及对酸蚀液供给装置内的酸蚀液加热的微波加热装置,所述酸蚀液供给装置与酸蚀槽连通。采用微波加热方式,避免了加热装置直接与酸蚀液接触,从而达到安全可靠加热酸蚀液的目的；微波加热具有升温速度快,加热效率高,能极大的节省能源损耗,降低生产成本；微波加热装置、酸蚀液供给装置及酸蚀槽均为独立的设备单元,带电元件和线路均非直接接触酸蚀液,不会受到酸蚀液的腐蚀；微波不对酸蚀槽内的酸蚀液直接被加热,而是先在酸蚀液供给装置加热后流入酸蚀槽内,解决现有设备工件直接接触加热酸蚀液可能爆炸的安全隐患,安全性高。(The invention discloses a macrostructure thermal acid etching device which comprises an acid etching tank, a workpiece cleaning pool, an acid etching liquid supply device and a microwave heating device for heating acid etching liquid in the acid etching liquid supply device, wherein the acid etching liquid supply device is communicated with the acid etching tank. The microwave heating mode is adopted, so that the heating device is prevented from directly contacting the acid etching solution, and the aim of safely and reliably heating the acid etching solution is fulfilled; the microwave heating has the advantages of high temperature rising speed, high heating efficiency, great energy consumption saving and production cost reduction; the microwave heating device, the acid etching liquid supply device and the acid etching tank are all independent equipment units, and the charged element and the circuit are not in direct contact with the acid etching liquid and cannot be corroded by the acid etching liquid; the microwave does not directly heat the acid etching solution in the acid etching tank, but flows into the acid etching tank after being heated by the acid etching solution supply device, so that the potential safety hazard that workpieces of the existing equipment are directly contacted with and heat the acid etching solution and can explode is solved, and the safety is high.)

一种低倍组织热酸蚀装置

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，特别是涉及一种低倍组织热酸蚀装置。

背景技术

金属材料在冶炼、浇铸、锻压及热处理过程中，受工艺过程及环境因素等的影响，在金属表面或内部不可避免地会产生各类缺陷，进而影响产品品质和使用性能。作为常用的金属材料，钢材的常见各类缺陷，如缩孔、热加工裂纹、疏松、偏析及非金属夹杂物等，都可以通过宏观组织检测来进行评定。

钢材的低倍宏观组织检验是用目视或不大于10倍的放大镜来检验其宏观组织和缺陷的一种检验方法。低倍组织是反映钢材品质的重要内容，均匀、致密的低倍组织是减少钢材内在缺陷和提高钢材使用性能的基本保障。常用的钢材低倍组织检验方法有低硫印检验、热酸蚀、冷酸蚀和枝晶腐蚀等，其中，低倍组织热酸蚀检验是最能体现钢材内部组织及缺陷种类、形态和分布的检验方法。

钢材的低倍组织热酸蚀检验通常采用GB/T226-2015《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检测法》，根据国家标准，低倍钢材试样酸蚀需要满足3个条件：1)酸液类型和浓度：容积比1:1的工业盐酸水溶液，2)酸液温度：60～80℃，3)酸蚀时间：与钢材的种类及具体酸蚀要求有关；将酸蚀处理结束后的钢材试样与GB/T1979-2001《结构钢低倍组织缺陷评级图》进行对比，从而实现对钢材低倍组织的热酸蚀检验。

钢材低倍组织的热酸蚀设备常见加热方式为电加热和蒸汽加热。电加热一般使用电阻棒直接接触并加热酸液或使用电炉加热盛酸容器，其不足之处在于：1)加热速度较慢且不均匀，2)安全性差，加热元器件直接接触高温、强腐蚀性的酸蚀液，一方面加热元器件容易被腐蚀，有漏电和短路的风险，另一方面酸蚀槽内的酸蚀液直接被加热，易产生酸雾，当酸雾达到一定浓度时，有***风险，3)设备成本高，一般导热好的材料不耐酸，耐酸的材料导热差，虽然石英玻璃能同时满足导热和耐酸的要求，但一方面石英脆性大且加工成型性能差，另一方面直接电加热石英容器也存在炸裂风险。除此之外，蒸汽加热方式一般作为钢材低倍热酸蚀的大型生产装置使用，实验设备大都采用电加热，而且蒸汽加热也存在明显的缺陷，热效率低、能耗大，蒸汽也会降低酸蚀液的浓度，影响钢材低倍组织检验结果的准确度，如果频繁更换酸液，则会降低生产效率。

中国发明专利，申请号：CN201510855271.X，公开了一种钢材低倍组织酸蚀槽，包括由槽体和槽盖组成的酸蚀器，还包括电磁感应加热装置，所述电磁感应加热装置包括感应盘和加热盘，所述槽体置于感应盘上，所述加热盘位于槽体内腔的底部。加热盘设置在槽体的内腔，在加热过程中，直接与酸液接触，容易出现危险。

目前已有的钢材低倍组织热酸蚀设备虽然已经能实现对加热温度和时间的控制，但缺乏对酸蚀液品质的监控措施，更不能及时补充或更换酸蚀液，影响酸蚀后的钢材低倍组织缺陷的评定。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种低倍组织热酸蚀装置，能够快速安全可靠的加热酸蚀液。

本发明所采用的技术方案是：一种低倍组织热酸蚀装置，包括酸蚀槽、工件清洗池、酸蚀液供给装置以及对酸蚀液供给装置内的酸蚀液加热的微波加热装置，所述酸蚀液供给装置与酸蚀槽连通。

进一步优化，所述酸蚀液供给装置包括恒温槽和加热管，所述加热管设在微波加热装置的微波加热场内，所述加热管的进液口和出液口通过第一循环管路和恒温槽连通，所述恒温槽通过第二循环管路和酸蚀槽连通。

进一步优化，还包括控制系统，所述控制系统包括热电偶、pH计、酸液补充装置和控制器，所述热电偶和pH计设置在恒温槽内，所述热电偶和pH计的输出端与控制器连接，所述酸液补充装置通过耐酸蚀的管道与恒温槽连通，所述微波加热装置和酸液补充装置和控制器电性连接。

进一步优化，还包括酸雾回收装置，所述酸雾回收装置包括酸雾收集罩和冷凝净化装置，所述酸雾收集罩设在酸蚀槽的上方用于收集酸蚀槽产生的酸雾，所述酸雾收集罩与冷凝净化装置连通，所述冷凝净化装置与恒温槽连通。

进一步优化，还包括废液中和池，所述酸蚀槽上设有废液排放管，所述废液排放管与废液中和池连通。

进一步优化，所述酸蚀槽、工件清洗池、恒温槽和管道均由PP材料制成。

进一步优化，所述加热管由聚四氟乙烯材料制成。

本发明的有益效果：微波加热装置产生的微波场穿透酸蚀液供给装置的容器壁后直接作用到酸蚀液上，酸蚀液在微波场中的自身介电损耗而自热，避免了加热装置直接与酸蚀液接触，从而达到安全可靠加热酸蚀液的目的；

微波加热具有升温速度快，加热效率高，能极大的节省能源损耗，降低生产成本；

微波加热装置、酸蚀液供给装置及酸蚀槽均为独立的设备单元，带电元件和线路均非直接接触酸蚀液，不会受到酸蚀液的腐蚀；

微波不对酸蚀槽内的酸蚀液直接被加热，而是先在酸蚀液供给装置加热后流入酸蚀槽内，解决现有设备工件直接接触加热酸蚀液可能***的安全隐患，安全性高。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的实施方式的低倍组织热酸蚀装置，包括酸蚀槽100、工件清洗池200、酸蚀液供给装置以及对酸蚀液供给装置内的酸蚀液加热的微波加热装置400，酸蚀液供给装置与酸蚀槽100连通。

微波加热装置400产生的微波场穿透酸蚀液供给装置的容器壁后直接作用到酸蚀液上，酸蚀液在微波场中的自身介电损耗而自热，避免了加热装置直接与酸蚀液接触，从而达到安全、可靠的加热酸蚀液的目的。

酸蚀液供给装置中的酸蚀液被加热到60～80℃后，流入酸蚀槽100中，将待酸蚀的工件投入酸蚀槽100中，按规定酸蚀一定的时间后取出，经过工件清洗池200洗掉工件上残留的酸液，再进行下一步的组织检验。

微波加热具有升温速度快，加热效率高，能极大的节省能源损耗，降低生产成本；

微波加热装置400、酸蚀液供给装置及酸蚀槽100均为独立的设备单元，热酸蚀装置中的带电元件和线路均非直接与酸蚀液接触，因此不会受到酸蚀液的腐蚀；

微波加热装置400不对酸蚀槽100内的酸蚀液直接被加热，而是先对酸蚀液供给装置中加热后，再流入酸蚀槽100内，解决现有设备工件直接接触加热酸蚀液可能***的安全隐患，因此安全性高。

进一步的，酸蚀液供给装置包括恒温槽310和加热管320，加热管320设在微波加热装置400的微波加热场内，加热管320的进液口和出液口通过第一循环管路910和恒温槽310连通，恒温槽310通过第二循环管路920和酸蚀槽100连通。

本发明的酸蚀液供给装置也可以采用其他的方式，如直接选用恒温槽310，恒温槽310由可透波的材料制成，微波加热装置400产生的微波直接作用到恒温槽310中的酸蚀液。

热酸蚀装置在工作的时候，启动第一循环管路910的输送泵装置，恒温槽310中的酸蚀液沿着第一循环管路910进入加热管320，微波加热装置400产生的微波场对加热管320中的酸蚀液，经过加热的酸蚀液再流入恒温槽310中，恒温槽310维持一个相对密封的环境，减少热量损耗，保证恒温槽310中的酸蚀液温度维持在一个相对稳定的范围。

待恒温槽310中的酸蚀液达到设定温度(60～80℃)以后，打开第二循环管路920的输送泵，恒温槽310中的酸蚀液送到酸蚀槽100中。酸蚀槽100和恒温槽310中的酸液处于不断的循环、交换过程，从而不断的补充因热量损耗导致酸蚀槽100中的酸蚀液温度降低的情况；以及不断补充酸蚀槽100被消耗的酸液，保证其具有足够的酸液浓度。

进一步的，还包括控制系统，控制系统包括热电偶610、pH计620、酸液补充装置630和控制器，热电偶610和pH计620设置在恒温槽310内，热电偶610和pH计620的输出端与控制器连接，酸液补充装置630通过耐酸蚀的管道与恒温槽310连通，微波加热装置400和酸液补充装置630均和控制器电性连接。

因为酸蚀液的温度要保持在60～80℃，在工件的酸蚀过程中，酸蚀槽100酸蚀液的热量被大量吸收和损耗。因此，酸蚀槽100和恒温槽310中酸蚀液温度会不断降低。当热电偶610监测到恒温槽310中的温度低于设定的温度，并反馈给控制器。控制器重新启动微波加热装置400和第一循环管路910再次对酸蚀液加热，直到将恒温槽310中的酸蚀液加热到设定温度后，停止继续加热。需要说明的是，由于酸蚀槽100为敞口设计，不适宜将热电偶610和pH计620设在酸蚀槽100中。

同时，随着酸蚀工序的进行，酸蚀槽100中的酸液不断被消耗，酸蚀液的浓度不断降低，当pH计620监测到酸蚀液的浓度低于设定的浓度阈值以后，控制器受到反馈，控制酸液补充装置630向恒温槽310中补充酸液，从而补充酸蚀液中被消耗的酸液，提高酸液浓度，确保酸蚀槽中的酸液保持在一个合理的范围。

进一步的，还包括酸雾回收装置，酸雾回收装置包括酸雾收集罩710和冷凝净化装置720，酸雾收集罩710设在酸蚀槽100的上方用于收集酸蚀槽100产生的酸雾，酸雾收集罩710通过耐酸蚀的管道与冷凝净化装置720连通，冷凝净化装置720与恒温槽310连通。

酸蚀液一般采用1:1的工业盐酸水溶液，盐酸在使用过程中，尤其是经过加热后，容易产生酸雾，如果不处理的直接排放的话，会造成环境污染。本申请通过设置酸雾回收装置，生产的时候，启动风机730，酸蚀槽100产生的酸雾被酸雾收集罩710吸收，经过冷凝净化装置720冷凝作用成液体回收到恒温槽310中，不仅能解决现有技术酸雾排放污染环境的弊端，还能减少原料浪费和降低生产成本。

进一步的，还包括废液中和池800，酸蚀槽100上设有废液排放管，废液排放管与废液中和池800连通。

随着酸蚀液长时间的使用后，需要将酸蚀槽100中的酸蚀液全部排放后，更换全新的酸蚀液，废酸液排放到中和池800内中和，中和池800中也可以设置pH计，监测废液是否完全中和，中和完全后再进行进一步的排放处理。

进一步的，酸蚀槽100、工件清洗池200、恒温槽310以及装置中的管道均由PP材料制成。在80℃下PP仍具有良好的耐酸、碱、盐液及多种有机溶剂，且不易变形，从而提高了设备使用寿命。

进一步的，加热管320由聚四氟乙烯材料制成，聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性，提高了设备使用寿命。

当然，本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。