CN110940597A - 一种五氧化二钒腐蚀和硫酸腐蚀共同作用的高温疲劳测试装置 - Google Patents

一种五氧化二钒腐蚀和硫酸腐蚀共同作用的高温疲劳测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开种五氧化二钒腐蚀和硫酸腐蚀共同作用的高温疲劳测试装置，包括加热舱（1），所述加热舱（1）由相互铰接的两部分组成，在加热舱（1）的顶板和底板上均开设有过孔，所述加热舱（1）的内壁处设置有电加热装置（2）、底部设置有托盘（3），所述测试装置还包括试样夹持机构（4），所述试样夹持机构（4）由两个纵向分布且的夹持组件构成，所述夹持组件包括液压缸（5），所述液压缸（5）的工作端上连接有夹爪（6），所述夹爪（6）内夹持有连接件（7），所述连接件（7）的一端与夹爪（6）相匹配，另一端则套接有接杆（8），同时在连接件（7）的侧壁上还螺纹连接有与所述接杆（8）相匹配的锁紧顶丝（9）。

Description

一种五氧化二钒腐蚀和硫酸腐蚀共同作用的高温疲劳测试 装置
技术领域
本发明涉及一种金属疲劳测试装置，特别是一种五氧化二钒腐蚀和硫酸腐蚀共同作用的高温疲劳测试装置。
背景技术
柴油机燃烧室部件的失效问题将会直接影响柴油机的使用寿命，如果能够找到其失效的具体原因，并进行有针对性的改进，则可以大大提高柴油机的使用寿命，进而降低柴油机的使用成本。但柴油机燃烧室内的某些部件不仅仅需要经过反复、多次的拉伸操作，更重要的是它们会长期处于高温环境和腐蚀环境中，其中腐蚀环境的产生源自于五氧化二钒与燃用重油产生的硫酸的共同作用；因此如果仅仅利用常规的拉伸疲劳测试装置对工件进行测试，无法获得较为准确的数据，所以现在需要一种能够解决上述问题的方法或装置。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，布局合理，能够模拟出五氧化二钒腐蚀与硫酸腐蚀共同作用环境的疲劳测试装置。
本发明的技术解决方案是：一种五氧化二钒腐蚀和硫酸腐蚀共同作用的高温疲劳测试装置，其特征在于：所述的测试装置包括加热舱1，所述加热舱1由相互铰接的两部分组成，在加热舱1的顶板和底板上均开设有过孔，所述加热舱1的内壁处设置有电加热装置2、底部设置有托盘3，同时加热舱1内还设置有温度传感器，
所述测试装置还包括试样夹持机构4，所述试样夹持机构4由两个纵向分布且的夹持组件构成，所述夹持组件包括液压缸5，所述液压缸5的工作端上连接有夹爪6，所述夹爪6内夹持有连接件7，所述连接件7的一端与夹爪6相匹配，另一端则套接有接杆8，同时在连接件7的侧壁上还螺纹连接有与所述接杆8相匹配的锁紧顶丝9，
所述测试装置还包括硫酸吹送机构，所述硫酸吹送机构包括设置在加热舱1侧壁上的硬质硫酸喷管10，所述硬质硫酸喷管10的端部设置有朝向加热舱1形心处的喷嘴11，硬质硫酸喷管10的末端通过软管与硫酸投料室12相连通，所述硫酸投料室12的顶部连接有硫酸容器13，并且在硫酸容器13与硫酸投料室12之间的管路上还设置有流量控制阀14，所述硫酸投料室12还通过管路与高压气瓶15的出口相连，并且在高压气瓶15和硫酸投料室12之间也设置有流量控制阀14，
所述测试装置还包括五氧化二钒吹送机构，所述五氧化二钒吹送机构包括设置在加热舱1侧壁上的硬质五氧化二钒喷管16，所述硬质五氧化二钒喷管16的端部设置有朝向加热舱1形心处的喷嘴11，硬质五氧化二钒喷管16的末端通过软管与五氧化二钒投料室17相连通，所述五氧化二钒投料室17的底部设置有电热盘，同时五氧化二钒投料室17内还设置有温度传感器，所述五氧化二钒投料室17的顶部连接有五氧化二钒容器18，并且在五氧化二钒容器18与五氧化二钒投料室17之间的管路上还设置有流量控制阀14，所述五氧化二钒投料室17还通过管路与高压气瓶15的出口相连，并且在高压气瓶15和五氧化二钒投料室17之间也设置有流量控制阀14。
所述加热舱1与支撑架19相连，所述支撑架19滑动连接在支撑杆20上，并且在支撑架19上还螺纹连接有固定螺栓21，所述支撑杆20的底部设置有支撑座22，在支撑架19下方的支撑杆20上还设置有调整垫块23，所述调整垫块23上转动支撑有调整转轴，所述调整转轴的一端设置有偏心轮24，调整转轴的另一端则设置有六方或四方的扳手杆头，所述偏心轮24的边缘与支撑架19的底部接触。
本发明同现有技术相比，具有如下优点：
本种结构形式的五氧化二钒腐蚀和硫酸腐蚀共同作用的高温疲劳测试装置，其结构简单，设计巧妙，布局合理，它针对传统的疲劳测试装置无法让待测金属棒在接近于真实工作环境的条件下测试，导致测试结果不准确、缺乏实际意义等问题，设计出一种特殊的结构。它利用高压气体分别向待测金属棒的中心处吹送硫酸和熔融状态的五氧化二钒，从而构建出一种复合的酸性腐蚀环境，同时利用电加热装置和封闭的加热舱，构建出高温环境，在这种情况下进行金属拉伸疲劳强度的测试，能够获得十分真实的测量数据，对于柴油机燃烧室内部各个部件的疲劳强度数据来说，具有切实的实际意义。并且它的制作工艺简单，制造成本低廉，因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图2是本发明实施例中支撑架部分的结构示意图。
图3是本发明实施例中试样夹持机构的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1、图2、图3所示：一种五氧化二钒腐蚀和硫酸腐蚀共同作用的高温疲劳测试装置，它包括加热舱1，所述加热舱1由相互铰接的两部分组成，在加热舱1的顶板和底板上均开设有过孔，所述加热舱1的内壁处设置有电加热装置2、底部设置有托盘3，同时加热舱1内还设置有温度传感器，
所述测试装置还包括试样夹持机构4，所述试样夹持机构4由两个纵向分布且的夹持组件构成，所述夹持组件包括液压缸5，所述液压缸5的工作端上连接有夹爪6，所述夹爪6内夹持有连接件7，所述连接件7的一端与夹爪6相匹配，另一端则套接有接杆8，同时在连接件7的侧壁上还螺纹连接有与所述接杆8相匹配的锁紧顶丝9，
所述测试装置还包括硫酸吹送机构，所述硫酸吹送机构包括设置在加热舱1侧壁上的硬质硫酸喷管10，所述硬质硫酸喷管10的端部设置有朝向加热舱1形心处的喷嘴11，硬质硫酸喷管10的末端通过软管与硫酸投料室12相连通，所述硫酸投料室12的顶部连接有硫酸容器13，并且在硫酸容器13与硫酸投料室12之间的管路上还设置有流量控制阀14，所述硫酸投料室12还通过管路与高压气瓶15的出口相连，并且在高压气瓶15和硫酸投料室12之间也设置有流量控制阀14，
所述测试装置还包括五氧化二钒吹送机构，所述五氧化二钒吹送机构包括设置在加热舱1侧壁上的硬质五氧化二钒喷管16，所述硬质五氧化二钒喷管16的端部设置有朝向加热舱1形心处的喷嘴11，硬质五氧化二钒喷管16的末端通过软管与五氧化二钒投料室17相连通，所述五氧化二钒投料室17的底部设置有电热盘，同时五氧化二钒投料室17内还设置有温度传感器，所述五氧化二钒投料室17的顶部连接有五氧化二钒容器18，并且在五氧化二钒容器18与五氧化二钒投料室17之间的管路上还设置有流量控制阀14，所述五氧化二钒投料室17还通过管路与高压气瓶15的出口相连，并且在高压气瓶15和五氧化二钒投料室17之间也设置有流量控制阀14。
所述加热舱1与支撑架19相连，所述支撑架19滑动连接在支撑杆20上，并且在支撑架19上还螺纹连接有固定螺栓21，所述支撑杆20的底部设置有支撑座22，在支撑架19下方的支撑杆20上还设置有调整垫块23，所述调整垫块23上转动支撑有调整转轴，所述调整转轴的一端设置有偏心轮24，调整转轴的另一端则设置有六方或四方的扳手杆头，所述偏心轮24的边缘与支撑架19的底部接触。
本发明实施例的五氧化二钒腐蚀和硫酸腐蚀共同作用的高温疲劳测试装置的工作过程如下：首先在加热舱1处于开启的状态下，将待测的金属棒连接在试样夹持机构4中，具体说是在待测金属棒的两端分别套接连接杆8，然后将连接杆8插入到连接件7中，并利用锁紧顶丝9将连接件7固定，然后关闭加热舱1并锁死，此时待测金属棒整体全都处于加热舱1的内腔之中；
通过控制系统控制电加热装置2工作，温度传感器实时检测加热舱1内的温度，并将温度数值发送给控制系统，以便于操作者掌握加热舱1内的温度；通过这种方式可以模拟出高温环境；同时打开硫酸吹送机构中的流量控制阀14，在高压气体的作用下，下落到硫酸投料室12中的硫酸会通过硫酸喷管10和喷嘴11喷射到待测金属棒的表面，与此同时，打开五氧化二钒吹送机构中的流量控制阀14，在高压气体的作用下，下落到五氧化二钒投料室17中的五氧化二钒颗粒会通过五氧化二钒喷管16和喷嘴11喷射到待测金属棒的表面，二者共同模拟出腐蚀环境；其中五氧化二钒的颗粒会在电热盘的作用下预热，进入高温环境的加热腔1后变成熔融状态，并粘附在金属棒的表面，
在该环境下，两个液压缸5同时同步做幅度相同但方向相反的直线运动，对金属棒进行疲劳拉伸试验；由于在加热舱1内模拟出高温环境，同时又在金属棒上喷撒硫酸和五氧化二钒，构建出复合酸性的腐蚀环境，最大限度地模拟出柴油机燃烧室内的真实环境，从而可以获得更加精准的测试结果。
为了保证硫酸和五氧化二钒能够喷在金属棒的中心处，在连接待测金属棒后、关闭加热舱1之前，可利用扳手掐住调整转轴端部的六方或四方的扳手杆头，并转动调整转轴，这样便可以带动调整转轴另一端的偏心轮24转动，进而驱动偏心轮24上方的支撑架19相对于支撑杆20做纵向的运动，由于试样夹持机构4的水平高度不会发生改变，因此上述动作会驱动加热舱1相对于夹持在试样夹持机构4上的待测金属棒发生运动，然后利用固定螺栓21将支撑架19与支撑杆20固定，从而保证硫酸和五氧化二钒能够喷在金属棒的中心处；当测试的金属棒长度不同时，可利用上述方式进行调整。

Claims (2)

1.一种五氧化二钒腐蚀和硫酸腐蚀共同作用的高温疲劳测试装置，其特征在于：所述的测试装置包括加热舱（1），所述加热舱（1）由相互铰接的两部分组成，在加热舱（1）的顶板和底板上均开设有过孔，所述加热舱（1）的内壁处设置有电加热装置（2）、底部设置有托盘（3），同时加热舱（1）内还设置有温度传感器，
所述测试装置还包括试样夹持机构（4），所述试样夹持机构（4）由两个纵向分布的夹持组件构成，所述夹持组件包括液压缸（5），所述液压缸（5）的工作端上连接有夹爪（6），所述夹爪（6）内夹持有连接件（7），所述连接件（7）的一端与夹爪（6）相匹配，另一端则套接有接杆（8），同时在连接件（7）的侧壁上还螺纹连接有与所述接杆（8）相匹配的锁紧顶丝（9），
所述测试装置还包括硫酸吹送机构，所述硫酸吹送机构包括设置在加热舱（1）侧壁上的硬质硫酸喷管（10），所述硬质硫酸喷管（10）的端部设置有朝向加热舱（1）形心处的喷嘴（11），硬质硫酸喷管（10）的末端通过软管与硫酸投料室（12）相连通，所述硫酸投料室（12）的顶部连接有硫酸容器（13），并且在硫酸容器（13）与硫酸投料室（12）之间的管路上还设置有流量控制阀（14），所述硫酸投料室（12）还通过管路与高压气瓶（15）的出口相连，并且在高压气瓶（15）和硫酸投料室（12）之间也设置有流量控制阀（14），
所述测试装置还包括五氧化二钒吹送机构，所述五氧化二钒吹送机构包括设置在加热舱（1）侧壁上的硬质五氧化二钒喷管（16），所述硬质五氧化二钒喷管（16）的端部设置有朝向加热舱（1）形心处的喷嘴（11），硬质五氧化二钒喷管（16）的末端通过软管与五氧化二钒投料室（17）相连通，所述五氧化二钒投料室（17）的底部设置有电热盘，同时五氧化二钒投料室（17）内还设置有温度传感器，所述五氧化二钒投料室（17）的顶部连接有五氧化二钒容器（18），并且在五氧化二钒容器（18）与五氧化二钒投料室（17）之间的管路上还设置有流量控制阀（14），所述五氧化二钒投料室（17）还通过管路与高压气瓶（15）的出口相连，并且在高压气瓶（15）和五氧化二钒投料室（17）之间也设置有流量控制阀（14）。
2.根据权利要求1所述的五氧化二钒腐蚀和硫酸腐蚀共同作用的高温疲劳测试装置，其特征在于：所述加热舱（1）与支撑架（19）相连，所述支撑架（19）滑动连接在支撑杆（20）上，并且在支撑架（19）上还螺纹连接有固定螺栓（21），所述支撑杆（20）的底部设置有支撑座（22），在支撑架（19）下方的支撑杆（20）上还设置有调整垫块（23），所述调整垫块（23）上转动支撑有调整转轴，所述调整转轴的一端设置有偏心轮（24），调整转轴的另一端则设置有六方或四方的扳手杆头，所述偏心轮（24）的边缘与支撑架（19）的底部接触。
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