CN104655486B - 管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具，用于固定待试验的管状试样进行恒变形应力腐蚀试验，管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具包括支架、分别夹持管状试样的两端并将其分别固定在支架两侧的两组定位组件、与其中一组定位组件相连接而对管状试样施加作用力的施力组件；施力组件包括螺杆和螺母，螺杆的一端与定位组件相连接，螺杆的另一端延伸至支架之外并与螺母通过细牙螺纹相连接。本发明的夹具结构简单、成本低，能够通过手动加载而便捷地实施管状试样的恒变形应力腐蚀试验，能较为精确控制试样变形量大小并保持试样变形的恒定，能够对比不同变形状态下的应力腐蚀开裂行为，节约材料和实验室设备资。

Description

管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具

技术领域

本发明涉及材料腐蚀测试技术领域，具体为一种管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具，适用于研究应力与腐蚀的综合作用对管状试样的影响，以评价管状试样的服役性能。

背景技术

应力腐蚀开裂是由于在应力和腐蚀环境联合作用下所引起的腐蚀断裂过程，对设备承载的金属构件服役安全性产生一定的隐患。它在石油、化工、能源等工业领域时常发生，因此研究材料恒定形变和环境的综合作用，评价材料的使用安全性和寿命显得尤为重要。

目前研究应力腐蚀常用的方法有三种：恒变形、恒载荷和慢应变速率拉伸。为了模拟构件现场受力条件，一般选用恒变形法，其突出优点是多个试样可同时进行、试样条件和环境便于控制、试样的外加变形量可精确测得，是一种定量的试验方法。目前，该方法所使用的设备主要是拉伸机（或万能试验机）和应力环（或弹簧装置）。前者测试精确，但设备昂贵且占地面积大、搬运和安放均不方便；后者结构简单、适合批量试验，但大变形量时因试样的延伸可能引起弹簧的松弛或加力扭转造成试样变形。因此，需要设计一套恒变形夹具，能克服上述设备的缺点，能切实有效用于管状试样的试验中。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于对管状试样进行恒变形法应力腐蚀试验用的夹具。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具，用于固定待试验的管状试样进行恒变形应力腐蚀试验，所述的管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具包括支架、分别夹持所述的管状试样的两端并将其分别固定在所述的支架两侧的两组定位组件、与其中一组所述的定位组件相连接而对所述的管状试样施加作用力的施力组件；所述的施力组件包括螺杆和螺母，所述的螺杆的一端与所述的定位组件相连接，所述的螺杆的另一端延伸至所述的支架之外并与所述的螺母通过细牙螺纹相连接。

优选的，所述的定位组件包括一端插入所述的管状试样中的定位芯柱、卡合在所述的管状试样之外的定位箍、可拆卸地紧固所述的定位箍的连接件以及锁紧件，所述的定位芯柱、所述的管状试样、所述的定位箍上相对应地开设有连接孔，所述的连接件与所述的连接孔相配合并插入所述的连接孔中，所述的定位芯柱上插入所述的管状试样中的一端的至少一部分与所述的管状试样的内径相匹配，所述的定位芯柱的另一端伸出所述的管状试样之外并嵌入所述的支架一侧设置的与其外形相匹配的定位槽中。

优选的，所述的定位芯柱上嵌入所述的支架一侧的端部的截面呈由两条相平行的线段以及对称的位于两条相平行的线段两端的两段圆弧构成的图形，所述的支架上的定位槽或定位孔的截面与嵌入其中的所述的定位芯柱的端部的截面形状相同、尺寸匹配。

优选的，所述的定位芯柱上伸入所述的管状试样的一端的端部由中心向端部其截面直径逐渐减小而成弹头形。

优选的，所述的定位箍包括一对环绕所述的管状试样外周的一部分的箍体，每个所述的箍体的两端部均设置有向外突出的固定部，一对所述的箍体的固定部相对，所述的锁紧件设置于所述的固定部上。

优选的，所述的螺杆与一组所述的定位组件中的定位芯柱相连接。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的夹具结构简单、成本低，能够通过手动加载而便捷地实施管状试样的恒变形应力腐蚀试验，能较为精确控制试样变形量大小并保持试样变形的恒定，能够对比不同变形状态下的应力腐蚀开裂行为，节约材料和实验室设备资。

附图说明

附图1为待试验的管状试样的示意图。

附图2为本发明的夹具的主视示意图。

附图3为本发明的夹具的俯视示意图。

附图4为本发明的夹具的A-A剖视示意图。

附图5为本发明的夹具的B-B剖视示意图。

附图6为本发明的夹具的定位芯柱的主视示意图。

附图7为本发明的夹具的定位芯柱的左视示意图。

以上附图中：1、管状试样；2、支架；3、定位组件；4、施力组件；5、定位芯柱；6、定位箍；7、连接件；8、锁紧件；9、连接孔；10、螺杆；11、螺母；12、箍体；13、细槽。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：参见附图1至附图5所示，一种固定待试验的管状试样1而进行恒变形应力腐蚀试验的管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具，包括支架2、两组定位组件3以及施力组件4。

支架2呈矩形框形，待试验的管状试样1沿该支架2的长度方向设置于其中，管状试样1的两端分别通过定位组件3固定在支架2的相对的两条侧边上。具体的，每组定位组件3均包括定位芯柱5、定位箍6、连接件7以及锁紧件8。如附图6和附图7所示，定位芯柱5包括插入管状试样1的端部之内的一端部和位于管状试样1端部之外的一端部。其中，插入管状试样1内的那一端部的长度较长，其截面呈圆形，且其至少一部分与管状试样1的内径相匹配，从而能够从中央支撑管状试样1。进一步的，定位芯柱5上伸入管状试样1的一端的端部由中心向端部其截面直径逐渐减小而成弹头形。而定位芯柱5位于管状试样1外的那一端部的截面呈由两条相平行的线段以及对称的位于两条相平行的线段两端的两段圆弧构成的图形，在支架2的对边上也开设有与定位芯柱5该端形状相同、尺寸匹配的定位槽，而可以将定位芯柱5嵌设入支架2上，并防止其受力转动。定位箍6卡合在管状试样1之外而箍住管状试样1。本实施例中，定位箍6包括一对环绕管状试样1外周的一部分的箍体12，每个箍体12的两端部均设置有向外突出的固定部，当将箍体12安装于管状试样1之外时，一对箍体12的固定部相对。锁紧件8设置在固定部上，例如采用四个螺栓作为锁紧件8，两两一组分别位于箍体12两侧的固定部上，从而将箍体12锁紧。在定位芯柱5、管状试样1、定位箍6上相对应地开设有连接孔9，连接件7采用销钉，其与连接孔9相匹配并插入连接孔9中，从而将定位芯柱5、管状试样1、定位箍6的相对位置锁定。为了能够更好的固定管状试样1，可以在管状试样1的两端部分别沿其轴向开设细槽13，且连接孔9的位置需要与管状试样1的端部具有一定距离，不能过近。施力组件4与其中一组定位组件3相连接而对管状试样1施加作用力。施力组件4包括螺杆10和螺母11，螺杆10的一端与其所连接的定位组件3中的定位芯柱5的端部相连接，螺杆10的另一端延伸至支架2之外并与螺母11通过细牙螺纹相连接。定位箍6上可以设置与支架2相平行的平面，而将连接孔9开设于该平面处。

对管状试样1进行恒变形应力腐蚀试验前，一方面预先在管状试样1上标记圆点状钢印，并在体式显微镜或电子显微镜下观察并测量记录两圆点间距D1，还需要将管状试样1安装在该夹具上。首先按照大致相同的角度位置将定位芯柱5完全插入到管状试样1的两端部之中，再将其放置到支架2内，再使定位芯柱5的端部移出管状试样1并插入到支架2上的定位槽中而固定。由于定位芯柱5的外径与管状试样1的内径具有细微差别，因此轻轻滑动管状试样1即可使定位芯柱5滑出。然后，在管状试样1的两端部卡合定位箍6，再安装连接件7和锁紧件8，从而将管状试样1与支架2固定在一起。最后，安装施力组件4。将螺杆10的一端部旋紧于一个定位芯柱5中心开设的螺孔中，再将螺母11安装于螺杆10上，完成试样安装，即可进行试验。用扭力扳手旋转螺母11，记录扭力扳手显示的力矩，待力矩达到试验所需的力矩时，卸下夹具，并将夹具放置在体式显微镜或电子显微镜下观察并测量记录两圆点间距D2，管状试样1的变形量△D= D2-D1，若△D小于试验所需的变形量，则重复上述操作，直至达到所需的变形量为止；将加载好的夹具放入特定的环境室中，开始试验。

该夹具通过螺栓加载的方式控制试样长度方向变形量，改变其受力状态，其结构简单、体积小、造价低、效率高，尤其便于应力对比，对管状试样1在环境中服役行为的评价有很好的实用性。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具，用于固定待试验的管状试样进行恒变形应力腐蚀试验，其特征在于：所述的管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具包括支架、分别夹持所述的管状试样的两端并将其分别固定在所述的支架两侧的两组定位组件、与其中一组所述的定位组件相连接而对所述的管状试样施加作用力的施力组件；所述的施力组件包括螺杆和螺母，所述的螺杆的一端与所述的定位组件相连接，所述的螺杆的另一端延伸至所述的支架之外并与所述的螺母通过细牙螺纹相连接；

所述的定位组件包括一端插入所述的管状试样中的定位芯柱、卡合在所述的管状试样之外的定位箍、可拆卸地紧固所述的定位箍的连接件以及锁紧件，所述的定位芯柱、所述的管状试样、所述的定位箍上相对应地开设有连接孔，所述的连接件与所述的连接孔相配合并插入所述的连接孔中，所述的定位芯柱上插入所述的管状试样中的一端的至少一部分与所述的管状试样的内径相匹配，所述的定位芯柱的另一端伸出所述的管状试样之外并嵌入所述的支架一侧设置的与其外形相匹配的定位槽中。

2.根据权利要求1所述的管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具，其特征在于：所述的定位芯柱上嵌入所述的支架一侧的端部的截面呈由两条相平行的线段以及对称的位于两条相平行的线段两端的两段圆弧构成的图形，所述的支架上的定位槽或定位孔的截面与嵌入其中的所述的定位芯柱的端部的截面形状相同、尺寸匹配。

3.根据权利要求1所述的管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具，其特征在于：所述的定位芯柱上伸入所述的管状试样的一端的端部由中心向端部其截面直径逐渐减小而成弹头形。

4.根据权利要求1所述的管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具，其特征在于：所述的定位箍包括一对环绕所述的管状试样外周的一部分的箍体，每个所述的箍体的两端部均设置有向外突出的固定部，一对所述的箍体的固定部相对，所述的锁紧件设置于所述的固定部上。

5.根据权利要求1所述的管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具，其特征在于：所述的螺杆与一组所述的定位组件中的定位芯柱相连接。