[發(fā)明專利]一種含水蒸氣的變應(yīng)力高溫時(shí)效裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410532280.0
• 申請(qǐng)日: 2014-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN104316555A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘萬里;李慎蘭;王偉;李文勝;王志武;宋濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院;武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/00
• 分類號(hào): G01N25/00
• 代理公司: 廣州知友專利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)室模擬高溫時(shí)效試驗(yàn)裝置，尤其涉及一種含水蒸氣的可變應(yīng)力時(shí)效的新型高溫時(shí)效試驗(yàn)裝置。?

背景技術(shù)

高溫時(shí)效是一種以Larson-Miller公式為橋梁、通過利用更加高的溫度加速材料老化來模擬實(shí)際工況下材料的老化過程，在分析材料使用狀況、判斷剩余使用壽命方面都有廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有高溫時(shí)效裝置主要包括：固定在包裹有電阻絲的高溫爐內(nèi)的試樣夾持裝置，爐子外層包裹有保溫材料，內(nèi)壁為高合金耐熱耐腐蝕金屬材料可高效傳遞熱量同時(shí)具有較高的使用壽命，爐內(nèi)溫度可通過溫控裝置控制電阻絲的工作來調(diào)節(jié)。?

現(xiàn)在大多數(shù)高溫時(shí)效裝置都是在特定溫度下采用恒定的應(yīng)力來進(jìn)行模擬試驗(yàn)，這對(duì)于長(zhǎng)期高溫高壓水蒸氣條件下服役的電廠鍋爐用鋼來說模擬條件與實(shí)際工況相差較遠(yuǎn)，仍然采用傳統(tǒng)高溫時(shí)效裝置所獲得的結(jié)果與實(shí)際結(jié)果相差較大。例如，火電廠鍋爐長(zhǎng)期處于高溫高壓水蒸氣條件下服役，傳統(tǒng)的時(shí)效裝置并不能模擬得到水蒸氣條件下的工況；再比如，電廠鍋爐蒸汽參數(shù)并不是長(zhǎng)期不變的，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行條件需要作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，有時(shí)候甚至?xí)霈F(xiàn)較大的降參數(shù)運(yùn)行，這都是傳統(tǒng)時(shí)效裝置所不能模擬得到的。為了獲得與實(shí)際工況更為接近的時(shí)效試驗(yàn)結(jié)果，有必要設(shè)計(jì)一種時(shí)效應(yīng)力可變、同時(shí)含有水蒸氣狀態(tài)的高溫時(shí)效裝置。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)效應(yīng)力可調(diào)又含有水蒸氣狀態(tài)的高溫時(shí)效裝置。?

解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取如下方案：?

一種含水蒸氣的變應(yīng)力高溫時(shí)效裝置，包括一固定在一固定裝置2上、內(nèi)有加熱電阻絲8的高溫爐，爐內(nèi)設(shè)有試樣夾持裝置、爐外包裹有保溫層11，爐內(nèi)壁9為高合金耐熱耐腐蝕金屬材料，爐內(nèi)溫度通過溫控裝置控制所述加熱電阻絲8調(diào)節(jié)，其特征是：所述的高溫爐的頂蓋和爐底開有孔，爐體上開有水蒸氣輸入口和排出口3，輸入口通過蒸汽管外接水蒸氣發(fā)生裝置13，蒸汽管上設(shè)有流量計(jì)12和水蒸氣閥門14；所述的試樣夾持裝置包括穿出爐頂蓋4固定在固定裝置2上的夾持裝置上連桿5、夾持裝置下連桿1、固定重量的磁鐵塊15、電磁鐵芯16、磁力控制終端17和底座18，所述的夾持裝置下連桿1下端伸出爐底并與磁鐵塊15固連，磁鐵塊15下方為位于爐下方、設(shè)在底座18上的電磁鐵芯16，?電磁鐵芯16由磁力控制終端17控制。?

在上述基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做進(jìn)一步的改進(jìn)：?

所述的固定裝置通過液壓調(diào)節(jié)垂直方向的高度，以此調(diào)節(jié)磁鐵塊15與電磁鐵芯16間距。?

所述的爐內(nèi)設(shè)有溫度計(jì)6，溫度計(jì)6和加熱電阻絲8分別接入溫控終端7內(nèi)，設(shè)定好溫度后可以實(shí)現(xiàn)溫度的自我調(diào)節(jié)。?

所述的排出口3設(shè)在爐頂蓋。?

高溫時(shí)效爐通過導(dǎo)管與水蒸氣發(fā)生爐連接，利用閥門和流量計(jì)可控制爐內(nèi)水蒸氣的含量；試樣夾持裝置中間夾持時(shí)效試樣，試樣與夾持裝置通過螺紋相連，夾持裝置兩端一端與裝置固定連桿相連，一端與一固定重量的鐵塊相連，該鐵塊與電磁鐵共同工作為試樣施加應(yīng)力，電磁鐵的磁力大小可通過磁力控制裝置由程序控制調(diào)節(jié)電流大小來控制，由此可以為試樣施加可調(diào)控的應(yīng)力值。?

工作時(shí)，首先將試樣的外螺紋與夾持裝置的內(nèi)螺紋連接固定好，試樣置于時(shí)效爐內(nèi)之后通過固定裝置液壓整體調(diào)節(jié)時(shí)效爐的高度使得底部鐵塊與電磁鐵芯相距5mm左右；然后按照需要的溫度通過溫控終端設(shè)定溫度開始加熱時(shí)效爐，隨后打開水蒸氣發(fā)生裝置，按照預(yù)定的流量向時(shí)效爐中通入水蒸氣，流量通過流量計(jì)監(jiān)控，爐內(nèi)的水蒸氣可以通過爐頂水蒸氣排出孔排除，使得爐內(nèi)水蒸氣為流動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值之后開啟磁力控制終端，通過終端程序控制電磁鐵電流大小來控制電磁鐵芯與鐵塊的磁力大小，進(jìn)而控制試樣承受的應(yīng)力大小，試驗(yàn)時(shí)試樣的應(yīng)力可以為恒定值，也可以調(diào)節(jié)電流大小來改變?cè)嚇拥膽?yīng)力值。根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度H＝N×I/Le，其中H為磁場(chǎng)強(qiáng)度(A/m)，N為勵(lì)磁線圈匝數(shù)，I為勵(lì)磁電流大小(A)，Le為有效磁路長(zhǎng)度(m)，由此可知在N和Le不變的情況下，調(diào)節(jié)電流I的大小可以調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，從而調(diào)節(jié)磁力的大小。磁力開啟之后試樣由于持續(xù)受到拉力的影響，鐵塊與電磁鐵芯的間距會(huì)越來越小，此時(shí)需要通過調(diào)節(jié)固定裝置液壓閥，將時(shí)效爐整體上移，保證整個(gè)試驗(yàn)過程中鐵塊與電磁鐵芯的距離保持在5mm左右。?

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果：?

(1)可以實(shí)現(xiàn)水蒸氣狀態(tài)下的時(shí)效試驗(yàn)，與實(shí)際工況更為接近；?

(2)可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)力可調(diào)的時(shí)效試驗(yàn)；?

(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)容易。?

附圖說明