[發(fā)明專利]一種自動(dòng)控壓式內(nèi)壓蠕變爆破試驗(yàn)裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010582666.8
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN111678800A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李江;唐麗英;詹英杰;王慶武;徐安;李季;劉雪峰;何曉東;王博涵;侯淑芳;寧娜;周榮燦
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司;華能集團(tuán)技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/18
• 分類號(hào): G01N3/18;G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發(fā)明公開了一種自動(dòng)控壓式內(nèi)壓蠕變爆破試驗(yàn)裝置及方法，該試驗(yàn)裝置包括循環(huán)回路系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)。該裝置采用電腦控制超高壓氣泵、電控進(jìn)氣針閥、電控背壓閥來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控壓、補(bǔ)壓，壓力控制精度高，保證了試樣內(nèi)壓力的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，壓力范圍在0至100MPa之間，溫度可以由加熱爐控制在室溫到1000℃之間，可以滿足不同試驗(yàn)條件需求。本發(fā)明還設(shè)置有超溫、超壓自動(dòng)保護(hù)功能，斷電保護(hù)功能，保證設(shè)備長期穩(wěn)定可靠。與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控壓狀態(tài)下高溫內(nèi)壓蠕變爆破試驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料高溫蠕變試驗(yàn)研究技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自動(dòng)控壓式內(nèi)壓蠕變爆破試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

高溫蠕變持久性能為高溫部件設(shè)計(jì)、選材及服役后部件壽命評(píng)估都提供了重要依據(jù)。目前常規(guī)高溫蠕變持久強(qiáng)度試驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行高溫單向拉伸蠕變或持久試驗(yàn)，而在實(shí)際工況中承壓金屬管材在高溫環(huán)境承受環(huán)向和軸向的二維應(yīng)力，傳統(tǒng)的單向拉伸試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際工況差距較大，為此國內(nèi)外專家提出了內(nèi)壓蠕變試驗(yàn)方法，并已經(jīng)形成了相關(guān)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(DL/T 369-2010電站鍋爐管內(nèi)壓蠕變試驗(yàn)方法)。內(nèi)壓蠕變試驗(yàn)中內(nèi)壓的大小直接決定了試樣受到應(yīng)力的大小，其準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性往往對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響重大，專利CN200920274875.5公開了一種金屬管內(nèi)壓蠕變試驗(yàn)裝置，專利CN201820275843.6也公開了一種模擬燃煤電廠鍋爐管服役環(huán)境的內(nèi)壓蠕變試驗(yàn)裝置，但目前的試驗(yàn)裝置通常采用人工觀察壓力降數(shù)值，定期手動(dòng)補(bǔ)壓的方法，該方法不僅會(huì)耗費(fèi)大量人力，而且對(duì)操作人員技術(shù)要求較高，否則很有可能由于壓力上升滯后的原因而導(dǎo)致試樣管內(nèi)超壓，試驗(yàn)壓力穩(wěn)定性難以保證。為此迫切需要研發(fā)一套能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)壓、控壓的高溫內(nèi)壓蠕變爆破試驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的以上弊端，提供了一種自動(dòng)控壓式內(nèi)壓蠕變爆破試驗(yàn)裝置及方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種自動(dòng)控壓式內(nèi)壓蠕變爆破試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括循環(huán)回路系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)；其中，循環(huán)回路系統(tǒng)包括用管路依次連接的氣源、手動(dòng)針閥、過濾器、超高壓氣泵、穩(wěn)壓器、高壓爆破閥A、高壓單向閥A、電控進(jìn)氣針閥、緩沖罐、壓力測點(diǎn)、高壓單向閥B、高壓爆破閥B、螺旋盤管、電控背壓閥、低壓單向閥和尾氣回收裝置；加熱系統(tǒng)包括預(yù)熱器、加熱電爐、爐管和管狀試樣；其中管狀試樣置于加熱電爐內(nèi)的爐管內(nèi)，試樣入口端通過預(yù)熱器與低溫進(jìn)氣管路相連；壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)包括壓力控制柜及其控制電腦，其中壓力控制柜通過信號(hào)導(dǎo)線連接超高壓氣泵、電控進(jìn)氣針閥、壓力測點(diǎn)和電控背壓閥，試驗(yàn)時(shí)，控制電腦通過控制上述部件的啟停狀態(tài)及其閥門的開度來達(dá)到自動(dòng)控壓的目標(biāo)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述超高壓氣泵為高揚(yáng)程低流量氣泵，打開所述高壓氣泵用氣泵最小流量將回路加壓至目標(biāo)壓力P₀所用時(shí)間應(yīng)≥20分鐘。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述緩沖罐設(shè)置在高壓低溫段，其體積≥4倍高壓管路體積，用于減緩壓力波動(dòng)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，整套設(shè)備壓力控制精度為±1％以內(nèi)，還設(shè)置有超溫、超壓自動(dòng)保護(hù)功能，斷電保護(hù)功能。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，在低壓單向閥和電控背壓閥之間設(shè)有抽真空支路，該抽真空支路上設(shè)有真空泵針閥和真空泵。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，電控背壓閥前設(shè)有一定長度的螺旋盤管，用于空冷管內(nèi)工質(zhì)，保證工質(zhì)在進(jìn)入電控背壓閥之前已降溫至電控背壓閥的適用溫度范圍內(nèi)。