[實用新型]一種金屬材料高溫腐蝕環境變形測量裝置

有效

• 申請號: 201720143522.6
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN206832569U
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 孫冬柏;王美玲;陸永浩
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/18;G01N17/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本實用新型屬于金屬材料力學性能測試分析領域，具體涉及一種金屬材料高溫腐蝕環境變形測量裝置。

背景技術

固體材料在一定溫度下，保持應力不變時，應變隨時間延長而增加的現象稱為蠕變。材料的蠕變行為是時間、應力、溫度共同作用的結果，只要作用的時間足夠長，蠕變在應力遠小于彈性極限時也能出現。同樣，材料的蠕變行為在低溫下也會發生，但只有達到一定的溫度才能變得顯著，該溫度稱為材料的蠕變溫度。火電、核電等領域長時高溫受載條件下工作的構件，蠕變損傷是其主要的失效形式，材料的蠕變壽命是材料研發、構件設計、壽命預測和可靠性評估必須參考的基本高溫力學性能之一。

除溫度應力作用下的正常的長時蠕變損傷外，對于火電、核電領域的高溫部件而言，在其蠕變壽命內，還面臨著管道內的蒸氣氧化，管道外的煙氣腐蝕以及管道焊接接頭的開裂等嚴重的失效問題。高溫部件的腐蝕、氧化以及焊接接頭的弱化會影響管道的蠕變壽命，同時高溫部件的蠕變變形也會加速管道的氧化、腐蝕以及焊接接頭的弱化，因此，利用常規簡單高溫條件下的材料蠕變壽命預測不能準確的反映管件的真實壽命極限。根據高溫部件的實際服役環境，設計開發能夠模擬其內部高溫水蒸氣、外部高溫煙氣環境的環境模擬裝置，進行其近服役環境下的蠕變持久性能測試分析，對火電、核電等管件的壽命預測和可靠性評估有著非常重要的意義。

金屬材料高溫蠕變持久試驗過程中，準確的變形測量是試驗測試的關鍵。常規高溫蠕變測試設備一般采用引伸桿將試樣的變形引出，在高溫加熱爐外再利用位移計進行蠕變變形的間接測量。但高溫部件近服役環境模擬裝置為密封系統，試驗過程中試樣的變形的引出、引出裝置的運動、特別是引出裝置與試驗艙的配合以及動態密封變得尤為關鍵。

實用新型內容

本實用新型提出一種金屬材料高溫腐蝕環境變形測量裝置，變形測量裝置采用常規的引出式變形測量方式，引伸桿設計為高溫腐蝕環境箱內外兩部分，內外引伸桿之間以金屬波紋管連接，以保證引出裝置與高溫腐蝕環境箱之間的動態密封；外引伸桿通過引伸桿托架安裝在蠕變持久加載主機下拉桿上，并通過引伸桿定位滑塊和導軌之間的配合，實現金屬試樣蠕變變形過程中引伸桿的移動，保證變形量的精確測量。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種金屬材料高溫腐蝕環境變形測量裝置，所述金屬材料高溫腐蝕環境變形測量裝置包括：大氣爐、高溫腐蝕環境箱、變形測量組件、法蘭組件、加載組件、腐蝕氣體發生器和試樣。

進一步的，所述高溫腐蝕環境箱設置于所述大氣爐內，所述法蘭組件設置于所述高溫腐蝕環境箱兩端，所述加載組件設置于所述法蘭組件上并穿過法蘭組件延伸至所述高溫腐蝕環境箱內，所述試樣放置于所述高溫腐蝕環境箱內，所述腐蝕氣體發生器與所述高溫腐蝕環境箱連接。

進一步的，所述變形測量組件包括：第一內引伸桿、第二內引伸桿、第一外引伸桿、第二外引伸桿、第一波紋管、第二波紋管、第一托架、第二托架、定位滑塊、滑軌和位移計，所述法蘭組件包括：上法蘭和下法蘭，所述加載組件包括：上拉桿、下拉桿、上夾頭、下夾頭。

進一步的，所所述上法蘭設置于所述高溫腐蝕環境箱上端，所述下法蘭設置于所述高溫腐蝕環境箱下端。

進一步的，所述上拉桿與所述上夾頭連接，所述上夾頭穿過上法蘭中部延伸至所述高溫腐蝕環境箱內，所述下拉桿與所述下夾頭連接，所述下夾頭穿過下法蘭中部延伸至所述高溫腐蝕環境箱內，所述上夾頭和下夾頭分別夾持在試樣的兩端。

進一步的，所述第一內引伸桿、第二內引伸桿一端以卡環形式與所述試樣連接，所述第一內引伸桿、第二內引伸桿另一端穿過下法蘭和第一波紋管、第二波紋管的上端法蘭中心孔并分別與第一波紋管、第二波紋管的下端法蘭以螺紋形式連接，所述第一外引伸桿、第二外引伸桿一端分別與所述第一波紋管、第二波紋管的下端法蘭以螺紋形式連接，所述第一外引伸桿、第二外引伸桿另一端分別固定于所述第一托架、第二托架之上，所述第一托架、第二托架固定于定位滑塊之上，所述定位滑塊與所述滑軌連接，所述位移計固定于所述第一托架、第二托架之間。

進一步的，所述腐蝕氣體發生器通過管路與所述高溫腐蝕環境箱腔內連接。

進一步的，所述第一波紋管、第二波紋管上端法蘭設置螺紋并與所述下法蘭配合保證所述高溫腐蝕環境箱的密封。

本實用新型的有益效果在于，該裝置設計原理簡單，方法簡便易行，在火電、核電等領域金屬材料腐蝕環境下蠕變持久性能測試或其他需要進行腐蝕環境下力學性能中容易實現，可以實現工業化生產。

附圖說明