[實用新型]一種含水蒸汽的變應力高溫時效裝置

有效

• 申請號: 201420585131.6
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN204255888U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 鐘萬里;李慎蘭;王偉;李文勝;王志武;宋濤
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院;武漢大學
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本實用新型涉及一種實驗室模擬高溫時效試驗裝置，尤其涉及一種含水蒸汽的可變應力時效的新型高溫時效試驗裝置。

背景技術

高溫時效是一種以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用。現有高溫時效裝置主要包括：固定在包裹有電阻絲的高溫爐內的試樣夾持裝置，爐子外層包裹有保溫材料，內壁為高合金耐熱耐腐蝕金屬材料可高效傳遞熱量同時具有較高的使用壽命，爐內溫度可通過溫控裝置控制電阻絲的工作來調節。

現在大多數高溫時效裝置都是在特定溫度下采用恒定的應力來進行模擬試驗，這對于長期高溫高壓水蒸汽條件下服役的電廠鍋爐用鋼來說模擬條件與實際工況相差較遠，仍然采用傳統高溫時效裝置所獲得的結果與實際結果相差較大。例如，火電廠鍋爐長期處于高溫高壓水蒸汽條件下服役，傳統的時效裝置并不能模擬得到水蒸汽條件下的工況；再比如，電廠鍋爐蒸汽參數并不是長期不變的，根據實際運行條件需要作出適當的調整，有時候甚至會出現較大的降參數運行，這都是傳統時效裝置所不能模擬得到的。為了獲得與實際工況更為接近的時效試驗結果，有必要設計一種時效應力可變、同時含有水蒸汽狀態的高溫時效裝置。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種能夠實現時效應力可調又含有水蒸汽狀態的高溫時效裝置。

解決上述技術問題，本實用新型采取如下方案：

一種含水蒸汽的變應力高溫時效裝置，包括一固定在一固定裝置2上、內有加熱電阻絲8的高溫爐，爐內設有試樣夾持裝置、爐外包裹有保溫層11，爐內壁9為高合金耐熱耐腐蝕金屬材料，爐內溫度通過溫控裝置控制所述加熱電阻絲8調節，其特征是：所述的高溫爐的頂蓋和爐底開有孔，爐體上開有水蒸汽輸入口和排出口3，輸入口通過蒸汽管外接水蒸汽發生裝置13，蒸汽管上設有流量計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。

在上述基礎上，本實用新型還可以做進一步的改進：

所述的固定裝置通過液壓調節垂直方向的高度，以此調節磁鐵塊15與電磁鐵芯16間距。

所述的爐內設有溫度計6，溫度計6和加熱電阻絲8分別接入溫控終端7內，設定好溫度后可以實現溫度的自我調節。

所述的排出口3設在爐頂蓋。

高溫時效爐通過導管與水蒸汽發生爐連接，利用閥門和流量計可控制爐內水蒸汽的含量；試樣夾持裝置中間夾持時效試樣，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力，電磁鐵的磁力大小可通過磁力控制裝置由程序控制調節電流大小來控制，由此可以為試樣施加可調控的應力值。

工作時，首先將試樣的外螺紋與夾持裝置的內螺紋連接固定好，試樣置于時效爐內之后通過固定裝置液壓整體調節時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定溫度開始加熱時效爐，隨后打開水蒸汽發生裝置，按照預定的流量向時效爐中通入水蒸汽，流量通過流量計監控，爐內的水蒸汽可以通過爐頂水蒸汽排出孔排除，使得爐內水蒸汽為流動狀態，當溫度達到設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，進而控制試樣承受的應力大小，試驗時試樣的應力可以為恒定值，也可以調節電流大小來改變試樣的應力值。根據磁感應強度H＝N×I/Le，其中H為磁場強度(A/m)，N為勵磁線圈匝數，I為勵磁電流大小(A)，Le為有效磁路長度(m)，由此可知在N和Le不變的情況下，調節電流I的大小可以調節磁感應強度的大小，從而調節磁力的大小。磁力開啟之后試樣由于持續受到拉力的影響，鐵塊與電磁鐵芯的間距會越來越小，此時需要通過調節固定裝置液壓閥，將時效爐整體上移，保證整個試驗過程中鐵塊與電磁鐵芯的距離保持在5mm左右。

本實用新型具有以下優點和積極效果：

(1)可以實現水蒸汽狀態下的時效試驗，與實際工況更為接近；

(2)可以實現應力可調的時效試驗；

(3)結構簡單，生產容易。

附圖說明