[發(fā)明專利]一種用于測試材料在高溫高壓氣體下拉伸性能的試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410073808.2
• 申請(qǐng)日: 2014-06-06
• 公開（公告）號(hào): CN104142271B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱志聰;劉天偉;何立峰;肖大武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川材料與工藝研究所
• 主分類號(hào): G01N3/18
• 分類號(hào): G01N3/18
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214
• 代理人: 卿誠,吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及拉伸性能試驗(yàn)，尤其是一種可用于原位測試材料在高溫高壓氣體環(huán)境下拉伸性能的試驗(yàn)裝置，氣體環(huán)境為高壓氣體，適合于屈服強(qiáng)度大于測試壓力的材料。?

背景技術(shù)

在軍事、航空航天、核能等領(lǐng)域中，高溫高壓容器的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，而容器材料在氫氣、水蒸汽等含有腐蝕性的高壓氣體環(huán)境中應(yīng)用時(shí)，使用環(huán)境會(huì)加速容器材料的腐蝕和損傷，從而帶來發(fā)生事故的隱患。?

目前缺乏在高溫、高壓氣體環(huán)境中原位測試材料力學(xué)性能的試驗(yàn)裝置，為滿足廣泛的社會(huì)需求，設(shè)計(jì)了高溫、高壓氣體環(huán)境下原位測試材料拉伸性能的試驗(yàn)裝置，該裝置安裝在萬能材料試驗(yàn)機(jī)上，測試試驗(yàn)氣體環(huán)境的最高壓力可以達(dá)到50MPa，使用該裝置可測試在不同氣體壓力與溫度環(huán)境下，材料的強(qiáng)度及塑性指標(biāo)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出一種試驗(yàn)裝置，能滿足在高溫、高壓環(huán)境下，原位進(jìn)行材料的拉伸性能試驗(yàn)。?

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種用于原位測試材料在高溫高壓氣體環(huán)境下拉伸性能的試驗(yàn)裝置。包括試樣室、上壓緊螺母、下壓緊螺母等；所述試樣室的內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)中空的腔體，腔體兩端通過上壓緊螺母和下壓緊螺母壓緊密圈封密封，所述試樣室的一側(cè)設(shè)置有與腔體連接的進(jìn)氣口，另一側(cè)設(shè)置有與腔體連接的出氣口。?

在上述技術(shù)方案中，所述上壓緊螺母通過設(shè)置的外螺紋與腔體之間螺紋連接并通過壓緊密圈實(shí)現(xiàn)密封，所述上壓緊螺母中心設(shè)置有通孔。?

在上述技術(shù)方案中，所述下壓緊螺母通過設(shè)置的外螺紋與腔體之間螺紋連接并壓緊密圈密封，所述下壓緊螺母中心設(shè)置有通孔，所述通孔中在擰緊端（六角端）設(shè)置有內(nèi)螺紋。?

在上述技術(shù)方案中，所述試樣室內(nèi)部的腔體從上壓緊螺母到下壓緊螺母之間分為三段，中間段腔體的直徑小于其余兩段的腔體直徑。?

在上述技術(shù)方案中，所述試樣室內(nèi)兩邊的腔體內(nèi)分別設(shè)置有兩個(gè)O形密封圈。?

在上述技術(shù)方案中，所述平墊圈、O形密封圈、上壓緊螺母、下壓緊螺母之間分別設(shè)置有一個(gè)雙V形壓環(huán)。?

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：在試驗(yàn)氣壓為0～50MPa，試驗(yàn)溫度為室溫～150℃（測溫范圍：-40～150℃）條件下的拉伸試驗(yàn)中，試樣可以實(shí)現(xiàn)好的動(dòng)態(tài)密封效果。該拉伸試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，技術(shù)便于推廣，拉伸試驗(yàn)中裝置可承受的高溫高壓氣體環(huán)境試驗(yàn)范圍國內(nèi)領(lǐng)先，解決了高溫、高壓氣體環(huán)境中，材料原位拉伸性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)難以獲得的具體問題，及測試中試樣室容易隨試樣的拉伸而產(chǎn)生移動(dòng)的問題。?

使用該裝置對(duì)材料的作用效果，完全不同于材料在常溫高壓下貯存后，在大氣下拉伸試驗(yàn)，或?qū)Σ牧蠁渭冞M(jìn)行常壓高溫拉伸試驗(yàn)的作用效果。使用該裝置可對(duì)材料進(jìn)行綜合的高溫、高壓及腐蝕性氣體環(huán)境中進(jìn)行力學(xué)性能測試，對(duì)材料在應(yīng)用中的安全性與可靠性論證有實(shí)際的意義，裝置為首創(chuàng)設(shè)計(jì)。?

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：?

圖1是本發(fā)明試樣室的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1是試樣，2是上壓緊螺母，3是試樣室，4是墊圈，5是V形壓環(huán)，6是O形密封圈，7是出氣口，8是下壓緊螺母，9是進(jìn)氣口。?

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明的試驗(yàn)裝置包括試樣室3，在試樣室3的左右兩側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣口9和出氣口7，試樣室3的內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)中空的腔體，腔體分別于進(jìn)氣口9與出氣口7連接；腔體在試樣室3內(nèi)分為三段，中間一段直徑最小，腔體兩端部分直徑一致，且均設(shè)置有內(nèi)螺紋。上壓緊螺母2和下壓緊螺母8分別通過腔體的內(nèi)螺紋與試樣室3密封連接；為了起到更好的密封效果，在上壓緊螺母2和下壓緊螺母8與中間段腔體之間依次設(shè)置有平墊圈4、雙V形壓環(huán)5和O形密封圈6。雙V形壓環(huán)5采用金屬制成，當(dāng)上壓緊螺母2和下壓緊螺母8通過螺紋旋入腔體并壓緊墊圈時(shí)，雙V形壓環(huán)5兩面的O形密封圈6，會(huì)在V形壓環(huán)5向心推力的作用下與試樣緊密的貼在一起，獲得好的密封效果。?

本發(fā)明中需要進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的試樣1，該試樣1的外形結(jié)構(gòu)與試樣室3的腔體結(jié)構(gòu)相匹配，試樣1兩端的光滑部分為密封區(qū)，試樣下端通過外螺紋分別與下壓緊螺母8的內(nèi)螺紋及試驗(yàn)機(jī)下夾具相連接，從而使試樣下端與下壓緊螺母8及試驗(yàn)機(jī)下夾具之間形成固定連接。由于試樣下端固定，故密封區(qū)設(shè)置較短。試樣上端螺紋與試驗(yàn)機(jī)拉伸梁夾具相連接，試驗(yàn)時(shí)由于試樣中間（測量區(qū)域）、上端密封區(qū)和螺紋部分隨試驗(yàn)機(jī)拉伸梁移動(dòng)，故密封區(qū)的設(shè)計(jì)較長，這樣可使試樣在滿足試驗(yàn)要求的前提下具有最短的長度。?