CN104007058B - 一种便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置。装置包括：加载主体装置（1）、应力腐蚀容器（2）、传感器系统（3）、特制夹具（4）；通过加载主体装置（1）固定试件，并通过加载螺母对试件施加拉力，力的大小由传感器系统（3）测量并显示。通过应力腐蚀容器（2）可以对拉伸试件进行选择性、多点腐蚀，还可以进行电化学试验。通过特制夹具（4）可以连接试件和声发射试验系统，进行声发射试验。本发明的优点在于：加载方便，便于携带，精确度高，可以重复使用、进行选择性腐蚀及多点同时腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及一种便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置。
背景技术
应力腐蚀是指在拉应力作用下，金属在特定腐蚀介质中引起的破坏。应力腐蚀研究是安全可靠性研究的重要领域。金属线材拉伸应力腐蚀试验装置主要用来研究金属线材在不同的应力、腐蚀介质、温度、PH值、时间耦合作用下的腐蚀性能和应力腐蚀机理。目前金属材料的恒负载光滑拉伸应力腐蚀试验需要借助大型的专用试验机来完成，该试验机体积庞大，价格昂贵，难以移动，使用不便。尽管国内外已经研制出了金属杆体材料的应力腐蚀试验装置和利用弹簧加载的便携式应力腐蚀试验装置，但仍然无法达到多次加载、选择腐蚀，多点腐蚀，重复使用、准确测量的要求。
发明内容
针对现有设备的缺陷，为了将电化学工作站和声发射仪应用于应力腐蚀试验，从而更加科学的研究不同的应力、腐蚀介质、温度、PH值、时间耦合作用对金属线材应力腐蚀性能的影响规律，本发明提供了一种便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置，该装置加载方便，便于携带，精确度高，实时监测，可以重复使用、进行选择性腐蚀及多点同时腐蚀，而且可以进行电化学试验和声发射测量。
本发明所采用的技术方案是：
一种便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置，包括：加载主体装置（1）、应力腐蚀容器（2）、传感器系统（3）、特制夹具（4），其特征在于：加载主体装置（1）为由三角钢支撑的支架，包括一个夹持部，一个加载螺母，一块垫片。金属线材的墩头一端由加载装置的夹持部固定，另一端紧贴垫片，与墩头直接接触的钢板均为高碳钢，可以施加较大的荷载。为解决重复使用的问题，垫片与钢板设有大小不一但连通的定位孔 。
为解决选择性腐蚀和多点腐蚀的问题，装置的应力腐蚀容器可以任意布置，并且可以布置多个。通过应力腐蚀容器，可以加入或者更换腐蚀溶液。借助电化学工作站，可以进行电化学测试。
为解决测试准确度和实时监测的问题，装置采用垫圈压力传感器并连接XSB-1显示控制仪。
为解决与声发射的连接问题，装置特配备了专用夹具。
本发明的有益效果是，能够方便施加大小不同的荷载，并准确测量，实时监测，可以重复使用、实现选择性腐蚀，多点腐蚀。可以控制各种试验条件，进行电化学试验和声发射试验。
附图说明
图1为本发明的试验装置立面示意图；
图2为本发明的试验装置平面示意图；
图3为专用夹具示意图；
图4为可以更换试件的定位孔示意图；
图5为传感器系统示意图；
图中：
1 加载主体装置 2 应力腐蚀容器 3 传感器系统 4 专用夹具 5线材试样
11夹持部 12加载螺栓 13垫片 21左盖板 22右盖板 23出水阀门
31垫圈式压力传感器 32 xsb-1显示控制仪 41设有凹槽钢板 42 小螺栓
51金属线材墩头 111 设有连通定位孔的高碳钢钢板 112 嵌入螺栓头的钢板
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
一种便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置，如图1所示，装置包括：加载主体装置1、应力腐蚀容器2、传感器系统3、特制夹具4。所述加载主体装置1由三块金属不锈钢 焊接而成，并设置三角支撑。金属线材的墩头51一端由加载装置的夹持部11通过钢板111和112固定，另一端紧贴垫片13，拧紧加载螺栓12，施加荷载。其中，钢板111和垫片13设有两连通的定位孔，可以更换试件，重复利用装置。
垫圈压力传感器31放置于垫片13与钢板之间，同时连接显示控制仪XSB-1 32，对荷载准确测量，实时监测。
试件5用砂纸打磨至表面光滑，一般打磨到800目。端部需要用镦头机做墩头处理，试件穿过应力腐蚀容器2的左右盖板21和22，使用中性的硅酮防霉耐候胶将盖板与试样密封，将应力腐蚀容器固定于选择性腐蚀的部位。应力腐蚀容器上端开口，可以加入配好的腐蚀溶液，若更换溶液，打开阀门23，等溶液流干，经清水冲洗后，可以再添加新的腐蚀介质。
在同一个装置上，可以布置多个应力腐蚀容器2，加入不同的腐蚀溶液，实现多点腐蚀。
将特制夹具4夹紧试样，并把声发射传感器固定于夹具，并连接声发射仪。
应力腐蚀容器里同时加入参比电极、辅助电极，并将试样腐蚀部分作为工作电极，可以进行电化学测试。
拧紧加载螺母进行加载，最后把整个装置放入恒温箱，然后连接电化学工作站和电脑主机，进行电化学测试，测量拉伸试样在不同应力、腐蚀介质、PH值、温度和腐蚀时间内的电化学参数变化情况。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置，包括：加载主体装置(1)、应力腐蚀容器(2)、传感器系统(3)、特制夹具(4)，其特征在于：
所述加载主体装置(1)包括三角钢支撑的支架，所述支架包括夹持部，加载螺母和垫片；
所述夹持部由两块厚度不同的钢板组成，较厚钢板中央嵌入加载螺栓，在螺栓头部设置一个能够放入墩头的小槽，较薄钢板设置两个直径大小不同，但相互连通的定位孔，用于实现试件的更换，所述试件通过两个加载螺栓固定连接在夹持部上；
所述传感器系统放置于支架的左侧钢板和垫片之间，支架的左侧钢板与垫片均设置连通的定位孔，且为保证试件轴心受拉，支架的左侧钢板、垫片与较薄钢板的两个定位孔位于同一水平轴线上；
所述特制夹具由两块薄钢板组成，每块钢板表面中央，做一个直径为3-5mm试样的半圆螺纹凹槽，两块钢板凹槽合并，正好夹紧试样，最后通过端部四个小螺栓，将两块钢板固定。
2.根据权利要求1所述便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置，其特征在于：所述试件端部用镦头机做墩头处理，支架左侧钢板及垫片上连通的两个定位孔大小与试件直径、墩头直径相匹配。
3.根据权利要求1所述便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置，其特征在于：开有连通的两个定位孔的较薄钢板及垫片为高碳钢，并经热处理，硬度达到HRC60。
4.根据权利要求1所述便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置，其特征在于：所述的应力腐蚀容器(2)为两相同直径圆柱体贯穿形成的三通结构，左右各有一个中央有定位孔的盖板，试件可以穿过应力腐蚀容器，使用中性的硅酮防霉耐候胶将盖板与试样密封。
5.根据权利要求1所述便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置，其特征在于：所述的应力腐蚀容器(2)，底部设有一个放水孔，由阀门控制。
6.根据权利要求1所述便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置，其特征在于：所述应力腐蚀容器(2)，在上端开口加入腐蚀溶液，同时加入参比电极、辅助电极，将试样腐蚀部分作为工作电极，把整个装置放入恒温箱，然后连接电化学工作站和电脑主机，进行电化学测试，测量拉伸试样在不同应力、腐蚀介质、PH值、温度和腐蚀时间内的电化学参数变化情况。
7.根据权利要求1所述便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置，其特征在于：所述应力腐蚀容器(2)，在同一个装置上，布置多个，加入不同的腐蚀溶液，实现多点腐蚀。
8.根据权利要求1所述便携式金属线材拉伸应力腐蚀试验装置，其特征在于：所述传感器系统为垫圈压力传感器连接显示控制仪XSB-1。
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