供气系统作为盐雾试验箱的核心功能模块之一,其技术性能的优劣直接决定了喷雾介质的理化特性稳定性,进而影响整个腐蚀试验数据的准确性与可重复性。该系统的根本任务在于为试验腔体持续供应具有特定压力、洁净度、温度及湿度的压缩空气,以保障盐雾生成过程的精确可控。
一、系统架构与工作流程总览
盐雾试验箱供气系统采用模块化设计理念,主要由气源发生单元、输送管网、净化处理单元、加热加湿装置及智能控制模块五大子系统构成。其工作流程遵循"压缩-净化-调温-增湿-稳压-输送"的技术路径:环境空气经压缩机做功后转变为高压气体,通过耐压管道进入贮气罐暂存稳压;继而依次经过多级净化装置去除油水杂质;随后在饱和器内完成热湿处理,最终形成满足试验规程要求的洁净热湿空气,经精密调压后输送至喷雾喷嘴。
二、气源发生单元的技术特性
系统气源由工业级空气压缩机提供,该类压缩机通常采用活塞式或螺杆式结构,具备连续运行可靠性高、排气压力稳定等特点。压缩机将常压空气压缩至0.6-0.8MPa的表压范围,其排气量需与试验箱容积及喷雾速率精准匹配,一般按工作室容积的1.5-2倍选配空气流量。压缩机出口配置止回阀与安全阀,防止气体逆流与过压风险。从压缩机排气口至贮气罐的输送管路,采用PP高压增强管,该材料具有优异的耐压性能(瞬时耐压可达10MPa)、化学稳定性及抗老化特性,确保长期运行无泄漏。
三、贮气罐的缓冲稳压功能
贮气罐作为气压缓冲容器,其设计容积通常为压缩机每分钟排气量的0.3-0.5倍,罐体材质选用碳钢或不锈钢,并经过严格的探伤检测。罐体安装有压力表、安全阀、手动排污阀及自动排水装置,可定期排除凝结水分,维持罐内空气干燥度。贮气罐的存在有效缓解了压缩机启停造成的压力脉动,为后续净化与调湿单元提供稳定的气压输入。
四、空气净化处理的双级分离工艺
鉴于盐雾试验对压缩空气洁净度的严苛要求,系统采用二次深度分离技术,以确保油气、水汽及固体颗粒的彻底去除。
第一级分离装置为圆形受压容器,设计耐压不低于8Kg,内部集成多级过滤介质:底层铺设粒径5-10mm的洁净鹅卵石作为初级扩散层;中层填充高密度羊毛毡,利用纤维吸附原理拦截油雾微粒;上层设置螺旋式分流器,使气流产生离心效应分离液态水滴;顶部填充颗粒活性炭,吸附残余烃类有机物。容器底部设置透明视窗式排污接口,便于运行人员观察积液情况并及时排放。
第二级分离采用精密型过滤器,安装位置位于饱和器进气前端,过滤精度达到0.01μm,除油效率超过99.99%,可彻底杜绝微量油分进入饱和器污染去离子水。两级分离装置之间设置中间冷却器,将压缩空气温度降至环境温度,促使水蒸气提前冷凝析出,减轻饱和器除湿负担。
五、空气饱和器的热湿调控机制
空气饱和器作为供气系统的核心处理单元,其设计制造体现设备的技术水准。该装置采用SUS316L不锈钢制作,属于Ⅰ类压力容器,耐压强度不小于6Kg/cm²,壁厚均匀性经射线探伤检测合格。饱和器内置不锈钢电加热管,功率密度控制在3-5W/cm²,表面负荷适中,可确保长期运行不结垢。
主控制板采用PID智能算法,实时采集环境温度与试验温度,动态调节加热功率,使饱和器出口空气温度恒定在设定值±1℃范围内。对于中性盐雾试验,饱和器温度设定为47℃;酸性盐雾试验则需提升至63℃。筒内充注电导率低于5μS/cm的去离子水,水位由液位传感器与进水电磁阀联动控制,维持在水容积的1/2-2/3区间。筒体顶部设自动排气阀,用于排出不凝性气体;底部设手动排污阀,定期排放沉积杂质。此外,筒体还配置有PT100温度传感器测试孔、压力表接口及安全阀接口,构成完整的监测保护体系。
饱和器出气端采用三通接头结构,一路直接连接压力表,实时显示工作压力;另一路连接精密调压阀,将气压稳定在0.07-0.17MPa范围内,再经耐腐蚀管路输送至喷雾塔喷嘴。调压阀后设置压力缓冲罐,进一步消除压力微幅波动,确保喷雾雾化效果的均匀性。
六、系统输出特性与试验效能
经过上述多道工序处理后的压缩空气,其技术状态完全满足盐雾试验要求:温度接近试验设定温度,相对湿度达到95%以上,洁净度达到ISO 8573-1 Class 2级标准。当该空气在喷嘴处与盐溶液混合时,由于温度与压力的协同作用,可形成粒径均匀(1-5μm)、沉降量稳定(1-2ml/80cm²·h)的盐雾,确保试件表面腐蚀过程的均一性与可重复性。
七、系统维护管理要点
为保障供气系统长期稳定运行,需建立规范的维护制度:每日检查压缩机润滑油位,每周排放贮气罐及分离器积液,每月清洗羊毛毡过滤层,每季度更换精密滤芯,每年对饱和器进行除垢处理与耐压测试。同时应建立运行参数档案,记录压力、温度、流量等关键数据,为预防性维护提供依据。
盐雾试验箱供气系统是一个集流体输送、热工转换、精净过滤与智能控制于一体的复杂技术体系。其稳定运行不仅依赖高质量的硬件配置,更需科学的操作维护。深入理解系统原理,严格执行运维规程,方能确保盐雾试验长期保持高精度、高可靠性的运行品质。关于盐雾试验箱其他子系统的技术解析,敬请关注后续专题分享。