[發(fā)明專利]煤制氣環(huán)境中的試樣疲勞裂紋擴展速率檢測裝置

在審

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• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113588434A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 張林;張萬亮;周成雙;張凱宇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/36;G01N3/02
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

本發(fā)明公開了一種煤制氣環(huán)境中試樣疲勞裂紋擴展速率檢測裝置，包括疲勞試驗機，充有高壓煤制氣氣體的高壓氣體環(huán)境箱和位于高壓氣體環(huán)境箱中的壓力檢測機構(gòu)；高壓氣體環(huán)境箱的上端和下端的開口分別與疲勞試驗機的上拉伸桿和下拉伸桿密封連接，試樣7上部和下部分別與上拉伸桿和下拉伸桿固定連接；高壓氣體環(huán)境箱一側(cè)設有可密封的轉(zhuǎn)動門；所述壓力檢測機構(gòu)包括水平支撐板，設于水平支撐板左側(cè)的豎向擋板。本發(fā)明具有可以穩(wěn)定地檢測煤制氣環(huán)境中試樣疲勞裂紋擴展速率的特點。

技術領域

本發(fā)明涉及煤制氣環(huán)境中的試樣疲勞試驗技術領域，尤其是涉及一種穩(wěn)定性好的煤制氣環(huán)境中的試樣疲勞裂紋擴展速率檢測裝置。

背景技術

在普通箔式應變敏感元件的實際應用過程中，安裝敏感元件時通常使用有機膠粘劑進行粘貼，如硝化纖維素型、聚酯樹脂型、環(huán)氧樹脂型和酚醛樹脂型等，上述膠粘劑在含有CH₄、CO₂、CO、H₂、H₂O、H₂S的煤制氣環(huán)境中易于出現(xiàn)膠粘劑失效和老化等問題，嚴重影響敏感元件的使用壽命。CO₂和H₂S與H₂O結(jié)合后會釋放H⁺離子, H⁺離子對敏感元件產(chǎn)生酸性腐蝕，易于導致敏感元件漂移、蠕變和失效。

其次，當膠粘劑與氫氣接觸時，會發(fā)生氫的吸附、侵入、溶解和擴散，使其發(fā)生吸氫膨脹現(xiàn)象，上述現(xiàn)象會導致膠粘劑形成氣泡，氣泡逐漸聚集會出現(xiàn)裂紋，最終導致膠粘劑失效，使箔式應變敏感元件掉落。

再次，普通電阻應變式引伸計的箔式應變敏感元件通常采用康銅和鎳鉻合金。由于康銅電阻率較低，導致引伸計靈敏性較差；鎳鉻合金中的鉻和鋁含量達20%左右，形成致密的氧化膜，該類氧化膜潤濕性極差，導致引線難以通過釬焊連接到箔式應變敏感元件上。

膠粘劑和應變敏感元件對煤制氣中的某些組分敏感，且會受時間、溫度和壓力的影響而發(fā)生變化，常常引起應變敏感元件滯后、零點漂移和蠕變等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術中有機膠粘劑和箔式應變敏感元件在煤制氣環(huán)境中造成的應變敏感元件脫落、零點漂移和蠕變的不足，提供了一種穩(wěn)定性好的煤制氣環(huán)境中的試樣疲勞裂紋擴展速率檢測裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種煤制氣環(huán)境中的試樣疲勞裂紋擴展速率檢測裝置，包括疲勞試驗機，充有高壓煤制氣氣體的高壓氣體環(huán)境箱和位于高壓氣體環(huán)境箱中的壓力檢測機構(gòu)；高壓氣體環(huán)境箱的上端和下端的開口分別與疲勞試驗機的上拉伸桿和下拉伸桿密封連接，試樣上部和下部分別與上拉伸桿和下拉伸桿固定連接；高壓氣體環(huán)境箱一側(cè)設有可密封的轉(zhuǎn)動門；所述壓力檢測機構(gòu)包括水平支撐板，設于水平支撐板左側(cè)的豎向擋板，設于豎向擋板右側(cè)的水平支撐板下表面的豎桿，與豎桿下端轉(zhuǎn)動連接的L形桿，設于L形桿左下方的豎向擋板側(cè)面上的應變片；豎向擋板與應變片固定連接，橫向延伸板右端與試樣左側(cè)面上部固定連接，豎桿下端與L形桿左上端之間通過縱向轉(zhuǎn)軸連接，L形桿的拐角外側(cè)面上設有弧形緩沖墊，應變片與應變測試儀電連接，弧形緩沖墊右側(cè)的L形桿包括套管和伸入套管中并與套管滑動連接的伸縮桿，L形桿右端與試樣左側(cè)面下部轉(zhuǎn)動連接。

疲勞試驗機下部設有用于帶動下拉伸桿上下往復運動的液壓油缸；試樣上加工有缺口，利用交變載荷預制沿缺口延伸的裂紋，打開轉(zhuǎn)動門將試樣上部放置到設于上拉伸桿的U形開口槽中，用圓柱銷穿過缺口上方的試樣固定孔和上拉伸桿的U形開口槽兩側(cè)的孔，使試樣和上拉伸桿連接起來；

將試樣下部放置到設于下拉伸桿的U形開口槽中，用圓柱銷穿過缺口下方的試樣固定孔和下拉伸桿的U形開口槽兩側(cè)的孔，使試樣和下拉伸桿連接起來；使水平支撐板呈水平狀態(tài)，使伸縮桿呈水平狀態(tài)；

當液壓油缸反復向下拉動試樣時，試樣缺口處的裂紋不斷延長，缺口逐漸張開，伸縮桿逐漸向右下方傾斜延伸，弧形緩沖墊逐漸靠近應變片，應變片檢測到的壓力信號輸送給應變測試儀。