CN111426572A - 一种氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，其特征在于：内槽及外槽上分别设置有腐蚀槽内盖及腐蚀槽外盖，腐蚀槽两侧均设置有挡板，腐蚀槽内盖上设置有透明观察窗，透明观察窗上安装有光学显微镜；腐蚀槽的内槽及外槽上横向贯穿设置有侧孔，侧孔内插装试样，试样左端的圆孔内竖直插装有带固定销的加载轴，加载轴上套装有弹簧，加载轴的端部螺纹安装螺母；试样右端与挡板固定；腐蚀槽的内槽上设置有进口孔，腐蚀槽的外槽上设置有出口孔，进口孔及出口孔分别通过循环液进、出口管共同连接至循环泵。本发明设计科学合理，整体结构精巧简便，试验操作简便，能够进行试件的恒载荷应力腐蚀检测，同时进行在线观测腐蚀过程。
Description
技术领域
本发明属于工件检测技术领域，涉及应力腐蚀试验装置，特别涉及一种氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置。
背景技术
应力腐蚀是力与化学耦合作用而导致的腐蚀问题，应力腐蚀试验能评定材料在不同腐蚀环境中的应力腐蚀敏感性能。应力腐蚀试验方法包括：恒应变，恒载荷和慢应变速率三种，其中恒载荷方法可以被用来研究材料发生应力腐蚀开裂的机理和应力门槛值。目前，能够实现恒载荷的应力腐蚀试验装置都比较大且昂贵，不易于移动和难以实施在线观测。另外，氢氟酸虽然是一种弱酸，却具有强腐蚀性和毒性，能腐蚀几乎所有的金属和刻蚀玻璃，常压下氢氟酸的沸点是19.54℃，室温下极易挥发，这些特性极大限制了氢氟酸腐蚀研究在实验室的开展，目前也还没有能够实现氢氟酸环境中的应力腐蚀试验设备。
因此，基于上述现有技术存在的不足之处，开发出一种能够在氢氟酸环境中进行恒载荷在线观察应力腐蚀试验的装置，保证结构轻巧，易于挪动，便于操作，同时还能防止氢氟酸挥发泄漏而引发的安全问题，对材料在氢氟酸环境中应力腐蚀问题研究具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，整体结构精巧简便，试验操作简便，能够进行试件的恒载荷应力腐蚀检测，同时进行在线观测腐蚀过程。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，其特征在于：包括底板及安装在底板上的腐蚀槽，所述腐蚀槽由内槽及外槽组成，所述内槽及外槽内均加装有氢氟酸腐蚀液，所述内槽及外槽上分别设置有腐蚀槽内盖及腐蚀槽外盖，所述腐蚀槽两侧均设置有挡板，所述腐蚀槽内盖上设置有透明观察窗，所述透明观察窗上安装有光学显微镜，所述光学显微镜外接至计算机；所述腐蚀槽的内槽及外槽上横向贯穿设置有侧孔，所述侧孔内插装试样，所述试样端部设置有圆孔，所述试样左端的圆孔内竖直插装有带固定销的加载轴，所述加载轴上套装有弹簧，所述加载轴的端部设置有螺纹，所述螺纹上安装螺母，所述螺母压紧弹簧；所述试样右端与所述挡板固定；所述腐蚀槽的内槽上设置有进口孔，所述腐蚀槽的外槽上设置有出口孔，所述进口孔及出口孔分别通过循环液进口管及循环液出口管共同连接至循环泵。
而且，所述试样右端的圆孔内插装有插销，所述插销通过紧固螺钉与所述挡板固定。
而且，所述紧固螺钉与插销之间设置有防松垫片。
而且，所述底板与挡板之间设置有支撑肋板。
而且，所述螺母与弹簧之间设置有垫片。
而且，所述腐蚀槽内盖上竖直设置有内槽紧固板，所述内槽紧固板与内槽内壁贴合，所述内槽紧固板上设置有腐蚀槽内盖缺口，所述腐蚀槽内盖缺口与所述侧孔连通。
而且，所述腐蚀槽外盖上竖直设置有外槽紧固板，所述外槽紧固板与外槽内壁及外壁均贴合，所述外槽紧固板上设置有腐蚀槽外盖缺口，所述腐蚀槽外盖缺口与所述测通连通。
而且，所述出口孔及进口孔均低于所述侧孔，且所述出口孔低于所述进口孔。
本发明的优点和有益效果为：
1、本发明的氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，结构精巧简便，能够防止氢氟酸的挥发泄漏，保证试验操作安全性；且试验方便，保证氢氟酸的循环更新，确保试验效果，能够进行恒载荷应力腐蚀试验，同时能够通过光学显微镜实现应力腐蚀试验的在线观测，便于试件的应力腐蚀开裂机理研究。
2、本发明的氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，试样右端的圆孔内插装有插销，插销通过紧固螺钉与挡板固定，紧固螺钉与插销之间设置有防松垫片，保证试件的连接牢固性，确保应力腐蚀试验的效果。
3、本发明的氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，底板与挡板之间设置有支撑肋板，加强底板与挡板的连接稳固性。
4、本发明的氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，螺母与弹簧之间设置有垫片，对弹簧起到限位作用，防止弹簧在不同载荷形变时脱离出螺母而影响试验效果。
5、本发明的氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，腐蚀槽内盖上竖直设置有内槽紧固板，内槽紧固板与内槽内壁贴合，内槽紧固板上设置有腐蚀槽内盖缺口，腐蚀槽内盖缺口与侧孔连通；腐蚀槽外盖上竖直设置有外槽紧固板，外槽紧固板与外槽内壁及外壁均贴合，外槽紧固板上设置有腐蚀槽外盖缺口，腐蚀槽外盖缺口与测通连通，保证内槽与外槽的配合牢固性，防止氢氟酸的挥发泄漏，保证试验安全性。
6、本发明的氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，出口孔及进口孔均低于侧孔，且出口孔低于进口孔，保证氢氟酸腐蚀液的有效循环，确保试件一直浸没在氢氟酸溶液中，保证应力试验的效果。
7、本发明涉及科学合理，整体结构精巧简便，试验操作简便，能够进行试件的恒载荷应力腐蚀检测，同时进行在线观测腐蚀过程。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的另一结构示意图(计算机未示出)；
图3为本发明腐蚀槽的剖示图；
图4为本发明腐蚀槽的内部结构示意图；
图5为本发明加载轴的结构示意图；
图6为本发明试样的结构示意图。
附图标记说明
1-加载轴、2-螺母、3-垫片、4-弹簧、5-挡板、6-光学显微镜、7-计算机、8-支撑肋板、9-循环液出口管、10-循环液进口管、11-循环泵、12-腐蚀槽、13-底板、14-紧固螺钉、15-防松垫片、16-插销、17-试样、18-腐蚀槽外盖、19-腐蚀槽内盖、20-透明观察窗、21-进口孔、22-出口孔、23-外槽紧固板、24-内槽紧固板、25-内槽、26-外槽、27-固定销、28-侧孔、29-腐蚀槽外盖缺口、30-腐蚀槽内盖缺口。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，其创新之处在于：包括底板13及安装在底板上的腐蚀槽12，腐蚀槽由内槽25及外槽26组成，内槽及外槽内均加装有氢氟酸腐蚀液，内槽及外槽上分别设置有腐蚀槽内盖19及腐蚀槽外盖18，腐蚀槽两侧均设置有挡板5，底板与挡板之间设置有支撑肋板8，腐蚀槽内盖上设置有透明观察窗20，透明观察窗上安装有光学显微镜6，光学显微镜外接至计算机7；腐蚀槽的内槽及外槽上横向贯穿设置有侧孔28，侧孔内插装试样17，试样端部设置有圆孔，试样左端的圆孔内竖直插装有带固定销27的加载轴1，加载轴上套装有弹簧，加载轴的端部设置有螺纹，螺纹上安装螺母2，螺母压紧弹簧4，螺母与弹簧之间设置有垫片3，根据弹簧前后压缩量的变化，在通过胡克定律：F＝kx(其中k为弹簧刚度系数，x为弹簧变形量)确定所需的加载力施加在试样上；试样右端的圆孔内插装有插销16，插销通过紧固螺钉14与挡板固定，紧固螺钉与插销之间设置有防松垫片15；腐蚀槽的内槽上设置有进口孔21，腐蚀槽的外槽上设置有出口孔22，进口孔及出口孔分别通过循环液进口管10及循环液出口管9共同连接至循环泵11，结构精巧简便，能够防止氢氟酸的挥发泄漏，保证试验操作安全性；且试验方便，保证氢氟酸的循环更新，确保试验效果，能够进行恒载荷应力腐蚀试验，同时能够通过光学显微镜实现应力腐蚀试验的在线观测，便于试件的应力腐蚀开裂机理研究。
腐蚀槽内盖上竖直设置有内槽紧固板24，内槽紧固板与内槽内壁贴合，内槽紧固板上设置有腐蚀槽内盖缺口30，腐蚀槽内盖缺口与侧孔连通；
腐蚀槽外盖上竖直设置有外槽紧固板23，外槽紧固板与外槽内壁及外壁均贴合，外槽紧固板上设置有腐蚀槽外盖缺口29，腐蚀槽外盖缺口与测通连通，保证内槽与外槽的配合牢固性，防止氢氟酸的挥发泄漏，保证试验安全性。
出口孔及进口孔均低于侧孔，且出口孔低于进口孔，保证氢氟酸腐蚀液的有效循环，确保试件一直浸没在氢氟酸溶液中，保证应力试验的效果。
本发明试验装置的腐蚀试验操作原理为：
将制备好的氢氟酸溶液倒一部分至腐蚀槽外槽内，当试验液高于出口孔时停止，接着向腐蚀槽内槽添加氢氟酸溶液，当添加的氢氟酸溶液完全浸没试样并通过腐蚀槽内槽的侧孔向外槽泄露时，停止添加，并开启循环泵调节适合流速使得腐蚀槽内槽的腐蚀液总是浸没试样；
接下来依次将腐蚀槽外盖和腐蚀槽内盖盖上，最后将透明观察窗安装在腐蚀槽内盖上设置的凹槽内，将光学显微镜安装在透明观察窗上，通过计算机开始腐蚀试验；
试验结束后，将光学显微镜挪走，接着通过循环泵将腐蚀槽外槽的腐蚀液抽出，抽完后将螺母、垫片、弹簧和加载轴依次取出，腐蚀拉断的试样也取出，另外将紧固螺钉、防松垫片及插销也依次取出，另一侧拉断的试样也取出，最后将腐蚀槽内外盖取出，将内槽剩余的腐蚀液倒入回收液容器内，完成试验操作。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (8)
1.一种氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，其特征在于：包括底板及安装在底板上的腐蚀槽，所述腐蚀槽由内槽及外槽组成，所述内槽及外槽内均加装有氢氟酸腐蚀液，所述内槽及外槽上分别设置有腐蚀槽内盖及腐蚀槽外盖，所述腐蚀槽两侧均设置有挡板，所述腐蚀槽内盖上设置有透明观察窗，所述透明观察窗上安装有光学显微镜，所述光学显微镜外接至计算机；所述腐蚀槽的内槽及外槽上横向贯穿设置有侧孔，所述侧孔内插装试样，所述试样端部设置有圆孔，所述试样左端的圆孔内竖直插装有带固定销的加载轴，所述加载轴上套装有弹簧，所述加载轴的端部设置有螺纹，所述螺纹上安装螺母，所述螺母压紧弹簧；所述试样右端与所述挡板固定；所述腐蚀槽的内槽上设置有进口孔，所述腐蚀槽的外槽上设置有出口孔，所述进口孔及出口孔分别通过循环液进口管及循环液出口管共同连接至循环泵。
2.根据权利要求1所述的氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，其特征在于：所述试样右端的圆孔内插装有插销，所述插销通过紧固螺钉与所述挡板固定。
3.根据权利要求2所述的氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，其特征在于：所述紧固螺钉与插销之间设置有防松垫片。
4.根据权利要求1所述的氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，其特征在于：所述底板与挡板之间设置有支撑肋板。
5.根据权利要求1所述的氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，其特征在于：所述螺母与弹簧之间设置有垫片。
6.根据权利要求1所述的氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，其特征在于：所述腐蚀槽内盖上竖直设置有内槽紧固板，所述内槽紧固板与内槽内壁贴合，所述内槽紧固板上设置有腐蚀槽内盖缺口，所述腐蚀槽内盖缺口与所述侧孔连通。
7.根据权利要求1所述的氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，其特征在于：所述腐蚀槽外盖上竖直设置有外槽紧固板，所述外槽紧固板与外槽内壁及外壁均贴合，所述外槽紧固板上设置有腐蚀槽外盖缺口，所述腐蚀槽外盖缺口与所述测通连通。
8.根据权利要求1所述的氢氟酸环境下的恒载荷应力腐蚀在线观测试验装置，其特征在于：所述出口孔及进口孔均低于所述侧孔，且所述出口孔低于所述进口孔。
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2020
- 2020-03-13 CN CN202010172963.5A patent/CN111426572A/zh active Pending
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