CN109724880A - 高温合金管件蠕变试验装置 - Google Patents

Abstract

一种高温合金管件蠕变试验装置，属于材料试验技术领域，包括保温箱体，其中，还包括盖板、管形试件、蒸汽发生管，当所述盖板盖合在所述保温箱体上时，所述连板位于所述保温箱体内；所述管形试件位于所述连板之间，其端部密封连接在所述连板上，所述蒸汽发生管通过其两端的管路与所述连板密封连接，所述蒸汽发生管端部管路上有可以封闭的注水口。在本蠕变试验装置中，管形试件和蒸汽发生管通过管路串联在一起被放置在内部充满高温气体的保温箱体内，试验前被注入在管路中的一定量的水在高温下蒸发产生的蒸汽会在管形试件内产生一定的压力，其产生的应力状态非常接近管类构件在实际工作条件下的应力状态，因而用本蠕变试验装置获得的材料蠕变数据更具有工程意义。

Description

高温合金管件蠕变试验装置

技术领域

本发明涉及一种金属材料试件，尤其是一种高温合金管件蠕变试验装置，属于材料试验技术领域。

背景技术

固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象称为蠕变，金属材料在高温条件下，发生明显的蠕变现象非常普遍，而蠕变可能导致严重的后果。所以，一般情况下，新型的高温合金材料在实际应用之前，应该进行高温蠕变试验。高温蠕变试验在蠕变试验机上进行。目前，普遍使用的蠕变试验机通常只能在试件上施加拉伸载荷（或压缩载荷），其存在的不足是：只能用于研究材料在简单拉伸应力（或压应力）条件下的蠕变规律，不能模拟工程中常见的承受内压的管类构件（例如锅炉的炉管）在三向应力状态下材料的蠕变过程。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足, 本发明提供一种高温合金管件蠕变试验装置，利用该蠕变试验装置，可以在接近实际工况条件下，进行管类构件在承受内压时的蠕变试验。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：高温合金管件蠕变试验装置，包括保温箱体，其中，还包括盖板、管形试件、蒸汽发生管，所述盖板的一个边缘与所述保温箱体铰链连接；所述盖板的一面固定连接有两个开有通孔的连板，当所述盖板盖合在所述保温箱体上时，所述连板位于所述保温箱体内；所述管形试件位于所述连板之间，其端部密封连接在所述连板上，其轴线与连板的通孔同心；所述蒸汽发生管通过其两端的管路与所述连板密封连接，在连接处管路与所述管形试件同轴心；所述蒸汽发生管端部管路上有可以封闭的注水口。

优选地，所述管形试件用法兰与所述连板密封连接。

优选地，所述蒸汽发生管的两端管路用法兰与所述连板密封连接。

优选地，所述注水口用法兰封闭。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：由于在本蠕变试验装置中，管形试件和蒸汽发生管通过管路串联在一起，并且被放置在内部充满高温气体的保温箱体内，试验前被注入在管路中的一定量的水在高温下蒸发产生的蒸汽会在管形试件内产生一定的压力，这个压力会使得管形试件内产生确定的三向应力状态，这种三向应力状态非常接近管类构件在实际工作条件下的应力状态，因而用本蠕变试验装置获得的材料蠕变数据更具有工程意义；本蠕变试验装置的管形试件固定在盖板的下面，翻开盖板时管形试件随着盖板翻出保温箱体，便于试验者安装更换管形试件；通过改变在管路中的注水量，可以在小于与保温箱体内温度相对应的水的饱和蒸汽压的压力范围内任意调节管形试件内的压力，因而可以进行不同应力条件下的蠕变试验。

附图说明

图1是本发明的工作状态下的整体结构示意图。

图2是本发明的安装管形试件状态的示意图。

其中：1—管形试件，2—蒸汽发生管，3—保温箱体，4—注水口，5—连板，6—盖板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：高温合金管件蠕变试验装置，包括保温箱体3，其中，还包括盖板6、管形试件1、蒸汽发生管2，所述盖板6的一个边缘与所述保温箱体3铰链连接；所述盖板6的一面固定连接有两个开有通孔的连板5，当所述盖板6盖合在所述保温箱体3上时，所述连板5位于所述保温箱体3内；所述管形试件1位于所述连板5之间，其端部密封连接在所述连板5上，其轴线与连板5的通孔同心；所述蒸汽发生管2通过其两端的管路与所述连板5密封连接，在连接处管路与所述管形试件1同轴心；所述蒸汽发生管2端部管路上有可以封闭的注水口4。

为了便于安装和在高温下可靠密封，本发明中， 优选地，所述管形试件1用法兰与所述连板5密封连接。

为了便于安装和在高温下可靠密封，本发明中，优选地，所述蒸汽发生管2的两端管路用法兰与所述连板5密封连接。

为了便于安装和在高温下可靠密封，本发明中，优选地，所述注水口4用法兰封闭。

操作方法和工作原理：先将盖板6打开，使得其背面朝向试验者，如图2所示的状态，将蒸汽发生管2上的管路法兰固定在连板5的外侧，将管形试件1通过其上面的法兰固定在连板5的内侧，使管形试件1和蒸汽发生管2连同并且固定在连板5上。从注水口4注入一定量的水，然后用盲法兰封闭注水口4，将盖板6盖合在保温箱体3上，管形试件1和蒸汽发生管2随之进入到保温箱体3内。加热保温箱体3内的气体使其到达预定温度，计时开始蠕变试验。根据管路及管形试件1和蒸汽发生管2的内腔容积，利用水的蒸发相关物理学公式，可以计算出保温箱体3的加热温度下的管形试件1内的压力。改变注水量，可以得到不同应力下的管形试件1的蠕变数据。当注水量增加到一定值时，管路中的水蒸气将达到饱和状态，继续增加注水量压力将不会增加，这是该蠕变试验装置所能达到的最大试验压力。

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 (4)

1.高温合金管件蠕变试验装置，包括保温箱体（3），其特征在于，还包括盖板（6）、管形试件（1）、蒸汽发生管（2），所述盖板（6）的一个边缘与所述保温箱体（3）铰链连接；所述盖板（6）的一面固定连接有两个开有通孔的连板（5），当所述盖板（6）盖合在所述保温箱体（3）上时，所述连板（5）位于所述保温箱体（3）内；所述管形试件（1）位于所述连板（5）之间，其端部密封连接在所述连板（5）上，其轴线与连板（5）的通孔同心；所述蒸汽发生管（2）通过其两端的管路与所述连板（5）密封连接，在连接处管路与所述管形试件（1）同轴心；所述蒸汽发生管（2）端部管路上有可以封闭的注水口（4）。

2.根据权利要求1所述的高温合金管件蠕变试验装置，其特征在于，所述管形试件（1）用法兰与所述连板（5）密封连接。

3.根据权利要求1所述的高温合金管件蠕变试验装置，其特征在于，所述蒸汽发生管（2）的两端管路用法兰与所述连板（5）密封连接。

4.根据权利要求1所述的高温合金管件蠕变试验装置，其特征在于，所述注水口（4）用法兰封闭。