[實(shí)用新型]一種高溫環(huán)境下防止應(yīng)力松弛的應(yīng)力腐蝕拉伸試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420403604.6
• 申請(qǐng)日: 2014-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN203941066U
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李夢源;初蘭;朱忠亮;徐鴻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/18
• 分類號(hào): G01N3/18;G01N3/02
• 代理公司: 北京麟保德和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11428
• 代理人: 史雙元

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于應(yīng)力腐蝕拉伸試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可同時(shí)研究多種電站高溫管道金屬的高溫環(huán)境下防止應(yīng)力松弛的應(yīng)力腐蝕拉伸試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

目前應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)常用原理有：恒變形應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)法、恒負(fù)荷應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)法、預(yù)制裂紋試樣應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)法。試驗(yàn)方法大致分為，拉伸試驗(yàn)，彎曲試驗(yàn)，叉形試驗(yàn)、預(yù)制變形試驗(yàn)、焊接頭試驗(yàn)、掛片試驗(yàn)等。

試驗(yàn)測量試樣的臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子，應(yīng)力裂紋擴(kuò)展速度，臨界斷裂電位等。恒變形實(shí)驗(yàn)法和預(yù)制裂紋試樣試驗(yàn)罰均不需要實(shí)驗(yàn)設(shè)備就可以完成，而恒負(fù)荷實(shí)驗(yàn)法中的試棒形狀也可以分為兩種光滑試樣和缺口試樣，恒負(fù)荷試驗(yàn)一般需采取大型應(yīng)力腐蝕設(shè)備專用拉伸試驗(yàn)機(jī)來完成，我國也有類似的產(chǎn)品使用。試驗(yàn)中也存在著一些困難，例如一般是試驗(yàn)周期較長、試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜不可移動(dòng)需要訂做、試樣試驗(yàn)形狀單一。并且上述試驗(yàn)方法多應(yīng)用于常溫常壓環(huán)境下的腐蝕介質(zhì)用的應(yīng)力腐蝕研究，部分試驗(yàn)方法在高溫高壓下就不能勝任了。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種可同時(shí)研究多種電站高溫管道金屬的高溫環(huán)境下防止應(yīng)力松弛的應(yīng)力腐蝕拉伸試驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

上固定底板和下固定底板之間通過若干根下定位螺紋支架連接；3根以上的下定位螺紋支架構(gòu)成一組；在一組下定位螺紋支架構(gòu)成的圖形的中心位置設(shè)置一根試棒，試棒的下端通過螺紋與下固定底板連接，試棒的上端通過螺紋與施力套筒連接；所述施力套筒的橫截面為正方形，豎直穿過上固定底板上對(duì)應(yīng)設(shè)置的四方孔；施力套筒外套裝加載彈簧，加載彈簧的下端設(shè)置膨脹墊塊；在施力套筒和加載彈簧的上端套裝上墊塊，壓緊螺母與施力套筒上端通過螺紋連接，并通過4根上定位螺紋支架將上墊塊與上固定底板連接。

所述下定位螺紋支架共有4組。

所述加載彈簧的材料為GH4145高溫彈簧專用鎳基合金材料。

所述膨脹墊塊的材料為高溫膨脹材料15Cr、20Cr、40Cr、15MnVB、30CrMrSi中的一種。

所述膨脹墊塊的厚度為0.2mm。

每4根下定位螺紋支架構(gòu)成一組，4根下定位螺紋支架分別位于一個(gè)正方形的4個(gè)頂點(diǎn)位置。

本實(shí)用新型的技術(shù)效果為：

本實(shí)用新型可用于實(shí)驗(yàn)室同時(shí)研究多種不同試棒，結(jié)合高溫高壓試驗(yàn)常用裝置，例如電站運(yùn)行情況模擬高溫高壓靜態(tài)反應(yīng)釜，高溫蒸汽試驗(yàn)臺(tái)，連續(xù)式超臨界水反應(yīng)試驗(yàn)系統(tǒng)等裝置，研究材料在高溫環(huán)境下抗應(yīng)力腐蝕能力的試驗(yàn)裝置，同時(shí)，該裝置亦可有效的防止高溫環(huán)境下力學(xué)加載失效的問題。本實(shí)用新型將多組試棒安裝在同一裝置同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，保證對(duì)比試驗(yàn)處于的相同環(huán)境，更有利于數(shù)據(jù)的分析。在加載彈簧加載力范圍內(nèi)，可自行調(diào)整試棒尺寸，用于不同情況下應(yīng)力腐蝕的性能研究。

附圖說明

圖1為多組高溫環(huán)境下拉伸應(yīng)力腐蝕開裂試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為單一拉伸應(yīng)力腐蝕開裂試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為上底板試樣連接處示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)：

1-壓緊螺母；2-上墊塊；3-加載彈簧；4-施力套筒；5-膨脹墊塊；6-試棒；7-上固定底板；8-下固定底板；9-上定位螺紋支架；10-下定位螺紋支架。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供了一種高溫環(huán)境下防止應(yīng)力松弛的應(yīng)力腐蝕拉伸試驗(yàn)裝置，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

該裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，在上固定底板7和下固定底板8之間通過若干根下定位螺紋支架10連接；每4根下定位螺紋支架10構(gòu)成一組，分別位于一個(gè)正方形的4個(gè)頂點(diǎn)位置；在一組下定位螺紋支架10構(gòu)成的正方形的中心位置設(shè)置一根試棒6，試棒6的下端通過螺紋與下固定底板8連接，試棒6的上端通過螺紋與施力套筒4連接；所述施力套筒4的橫截面為正方形，豎直穿過上固定底板7上對(duì)應(yīng)設(shè)置的四方孔；施力套筒4外套裝加載彈簧3，加載彈簧3的下端設(shè)置膨脹墊塊5，在加熱時(shí)起到防止力學(xué)加載彈簧3及施力套筒4在高溫下的應(yīng)力松弛問題，對(duì)普通應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)臺(tái)無法保持應(yīng)力恒定的問題進(jìn)行了一定的修正；在施力套筒4和加載彈簧3的上端套裝上墊塊2，壓緊螺母1與施力套筒4上端通過螺紋連接，并通過4根上定位螺紋支架9將上墊塊2與上固定底板7連接。

加載彈簧3的材料為GH4145高溫彈簧專用鎳基合金材料；膨脹墊塊5的材料為高溫膨脹材料15Cr、20Cr、40Cr、15MnVB、30CrMrSi中的一種，厚度為0.2mm。

使用時(shí)，先安裝好試棒6，上固定底板7和下固定底板8之間通過下定位螺紋支架10保持位置恒定。根據(jù)試驗(yàn)施加載荷的要求，旋緊壓緊螺母1和上定位螺紋支架9上端的螺母，使上墊塊2向下壓緊加載彈簧3，使其保持在一定的受壓狀態(tài)。此時(shí)，施力套筒4和試棒6在加載彈簧3的彈力作用下處于受拉狀態(tài)，最終根據(jù)上墊塊的位置，使試棒6達(dá)到試驗(yàn)要求的壓力載荷，即為一個(gè)受力實(shí)施方案。在試驗(yàn)裝置中同時(shí)安裝四組試棒，上固定底板7和下固定底板8之采用耐高溫耐腐蝕的材料做成，將整個(gè)裝置置于實(shí)驗(yàn)室高溫高壓靜態(tài)反應(yīng)釜，高溫蒸汽試驗(yàn)臺(tái)，連續(xù)式超臨界水反應(yīng)試驗(yàn)系統(tǒng)等裝置中。同時(shí)在加載彈簧加載力范圍內(nèi)，通過調(diào)節(jié)底板緊固螺紋支架位置，改變配合試棒尺寸，用于不同情況下應(yīng)力腐蝕的性能研究。