CN112304744A - 一种q460输电铁塔塔材在低温环境下的冲击试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Q460输电铁塔塔材在低温环境下的冲击试验装置，包括：冷却装置、温度控制装置、低温试验平台和识别装置；所述冷却装置和低温试验平台通过导气管连接，所述温度控制装置设置在所述冷却装置和低温试验平台之间，所述识别装置与所述低温试验平台无线连接；所述温度控制装置用于调节所述冷却装置为所述低温试验平台提供冷源；所述低温试验平台用于对试样进行低温韧性冲击试验；所述识别装置用于获取所述低温试验平台中的试验数据并基于所述试验数据计算冲击功。本发明提供的技术方案不用将试样降温后再拿出来就可以直接进行低温韧性冲击试验，提高了试验结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及输变电工程领域，具体涉及一种Q460输电铁塔塔材在低温环境下的冲击试验装置。
背景技术
由于发电场与负荷分布的严重不均匀，借助输电铁塔支撑的输电线路成为连接发电场和负荷的传输中介，部分输电铁塔位于温度较低的区域，而低温会加大钢材脆性，这种现象被称为低温冷脆，低温环境对钢材的冲击性能有很大影响，这种低温导致输电铁塔钢材发生脆性断裂事故，造成严重的危害，如何解决输电铁塔钢结构的低温韧性问题引起人们的重视。
采用冲击试验用以测定金属材料抗缺口敏感性(韧性)的试验。试验过程是制备有一定形状和尺寸的金属试样，使其具有U形缺口或V形缺口，在冲击试验机上处于简支梁状态，以试验机举起的摆锤作一次冲击，使试样沿缺口冲断，用折断时摆锤重新升起高度差计算试样的吸收功。可在不同温度下作冲击试验。吸收功值(焦耳)大，表示材料韧性好，对结构中的缺口或其他的应力集中情况不敏感。对重要结构的材料近年来趋向于采用更能反映缺口效应的V形缺口试样做冲击试验。
而对于低温环境下的冲击试验，现有的方法多半是将冲击试样放置在低温环境下保持一定的时间，当冲击试样的温度达到试验温度后，将试样快速从低温环境中取出放置在常温中进行冲击试验，由于降温后的试样在常温中会与空气发生热交换，从而试样温度会有小幅提高，进而影响试验结果的准确性。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种Q460输电铁塔塔材在低温环境下的冲击试验装置，包括：
冷却装置、温度控制装置、低温试验平台和识别装置；
所述冷却装置和低温试验平台通过导气管连接，所述温度控制装置设置在所述冷却装置和低温试验平台之间，所述识别装置与所述低温试验平台无线连接；
所述温度控制装置用于调节所述冷却装置为所述低温试验平台提供冷源；所述低温试验平台用于对试样进行低温韧性冲击试验；所述识别装置用于获取所述低温试验平台中的试验数据并基于所述试验数据计算冲击功。
优选的，所述冷却装置，包括：
低温源(1)、气压表(2)、阀门(3)、开关(4)、导气管(5)；
所述气压表(2)和阀门(3)分别设置在所述低温源(1)的顶端，所述导气管(5)的一端与低温源(1)连接，所述导气管(5)的另一端与低温试验平台连接，所述开关(4)设置在导气管(5)上；
所述低温源(1)用于存储冷源，所述气压表(2)用于显示低温源(1)内冷源的含量，所述阀门(3)用于向低温源(1)内注入冷源并防止冷源挥发，所述开关(4)用于控制低温源(1)向低温试验平台提供冷源，所述导气管(5)用于传输冷源。
优选的，所述低温源(1)中存储的冷源为液态氮。
优选的，所述导气管(5)采用橡胶材料。
优选的，所述低温试验平台，包括：
低温箱门(7)、冲击试样(8)、工作台(9)、低温箱(10)、摆锤(11)、连杆(12)、表盘(13)和电机(14)；
所述低温箱(10)为密闭的透明结构，用于为冲击试样(8)、工作台(9)、摆锤(11)、连杆(12)和表盘(13)提供密闭的低温环境；
所述低温箱门(7)设置在低温箱(10)的侧面，导气管(5)与低温箱门(7)连接，所述低温箱门(7)用于通过开合所述低温箱门(7)在工作台(9)上放置和取出冲击试样(8)；
所述电机(14)通过设置在低温箱(10)上的孔与连杆(12)的一端连接，连杆(12)的另一端与摆锤(11)连接，所述电机(14)用于为摆锤(11)提供动能，控制摆锤的高度；
所述工作台(9)固定设置在地面上，工作台(9)的顶端设置有表盘(13)，连杆(12)的一端穿过表盘(13)的中心孔与表盘(13)活动连接，所述表盘(13)用于显示摆锤(11)的角度。
优选的，所述摆锤(11)的中心设置有高度信号器，用于将摆锤的实时高度反馈给识别装置(15)。
优选的，所述高度信号器采用MAJ-2015AD。
优选的，所述识别装置(15)采用EM4100-B6WS71，用于接收高度信号器发送的摆锤的实时高度，并基于所述摆锤的实时高度计算摆锤高度差和冲击试样(8)的冲击功。
优选的，所述温度控制装置调节的最低温度，包括：-60℃。
优选的，所述冲击功按下式计算：
W＝mgh
式中：W：冲击功；m：摆锤的质量；g：重力加速度；h：低温冲击试验前后摆锤的高度差。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的技术方案，包括冷却装置、温度控制装置、低温试验平台和识别装置；所述冷却装置和低温试验平台通过导气管连接，所述温度控制装置设置在所述冷却装置和低温试验平台之间，所述识别装置与所述低温试验平台无线连接；所述温度控制装置用于调节所述冷却装置为所述低温试验平台提供冷源；所述低温试验平台用于对试样进行低温韧性冲击试验；所述识别装置用于获取所述低温试验平台中的试验数据并基于所述试验数据计算冲击功，本技术方案不用将试样降温后再拿出来就可以直接进行低温韧性冲击试验，可以准确的得到Q460输电铁塔塔材的冲击功，提高了试验结果的准确性。
本发明提供的技术方案，试验温度控制更加精确。
本发明提供的技术方案，结构简单合理，适用性很强。
本发明提供的技术方案，低温冲击韧性的试验数据更加接近实际工程应用。
附图说明
图1为本发明的一种Q460输电铁塔塔材在低温环境下的冲击试验装置的整体结构示意图；
图2为本发明的一种Q460输电铁塔塔材在低温环境下的冲击试验装置示意图；
1-低温源；2-气压表；3-阀门；4-开关；5-导气管；6-温度控制装置；7-低温箱门；8-冲击试样；9-工作台；10-低温箱；11-摆锤；12-连杆；13-表盘；14-电机；15-识别装置。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
低温是造成塔材韧性降低的一个重要原因，不同的低温环境下，塔材表现出来的韧性大小不同，如果冲击试验的实际温度高于预计的试验温度，则试验结果的精确性大大降低，对实际工程应用的可参考性也不强。本发明提供的一种低温环境下冲击试验装置，能够使冲击试验时，低温冲击试验的结果更加准确，试样的温度更加准确，可以模拟低温环境下塔材的低温韧性，对不同材质的塔材在低温环境下应用提供了参考依据。
由于Q460有较好的低温韧性，可适应-60℃～常温的试验温度，因此本装置以Q460为例，验证本装置满足Q460低温韧性冲击试验的要求。
如图1所示，本发明提供的一种Q460输电铁塔塔材在低温环境下的冲击试验装置，包括冷却装置、温度控制装置、低温试验平台、识别装置15等，所述的识别装置15能够识别低温冲击试验前后摆锤的高度差h，并能根据摆锤的质量m和高度差h计算出冲击功W，如下式所示：
W＝mgh
式中：g为重力加速度。
如图2所示，所述冷却装置包括：低温源1、气压表2、阀门3、开关4、导气管5，所述低温源1能够储存液氮，所述的气压表2可以显示低温源内液氮的余量，所述阀门3为液氮的注入口，并具有密封保温作用，防止液氮从液氮罐中挥发，所述开关4主要控制低温源向低温试验平台提供冷源，所述导气管5用于传输冷源。
所述温度控制装置能够设定试验平台内的温度，并根据设定的温度来调节冷源的进入，从而保证试验平台内的温度和设定的温度一致，温度调节范围可为-60℃～常温。
所述低温试验平台包括：低温箱门7、冲击试样8、工作台9、低温箱10、摆锤11、连杆12、表盘13、电机14；所述的低温箱10为密闭的透明结构，所述低温箱10设置有低温箱门7，通过低温箱门7可以放置和取出试样。
所述电机14通过设置在低温箱10上的孔与连杆12的一端连接，连杆12的另一端与摆锤11连接，所述电机14用于为摆锤11提供动能，控制摆锤的高度；
所述工作台9固定设置在地面上，工作台9的顶端设置有表盘13，连杆12的一端穿过表盘13的中心孔与表盘13活动连接，所述表盘13用于显示摆锤11的角度。
所述电机14可以控制摆锤试验前的高度。
所述摆锤11中心具有高度信号器，可以将摆锤的实时高度反馈给识别装置。
所述的导气管用于连接低温源和温度控制装置、温度控制装置和低温箱；导气管为中空的导管，导管为橡胶材质。
所述的识别装置15在温箱外面，可以接收高度信号器，从而计算摆锤高度差和试样的冲击功。
本实施例中所述高度信号器采用MAJ-2015AD，所述识别装置15可以采用EM4100-B6WS71，用于接收高度信号器发送的摆锤的实时高度，并基于所述摆锤的实时高度计算摆锤高度差和冲击试样8的冲击功。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种Q460输电铁塔塔材在低温环境下的冲击试验装置，其特征在于，包括：
冷却装置、温度控制装置、低温试验平台和识别装置；
所述冷却装置和低温试验平台通过导气管连接，所述温度控制装置设置在所述冷却装置和低温试验平台之间，所述识别装置与所述低温试验平台无线连接；
所述温度控制装置用于调节所述冷却装置为所述低温试验平台提供冷源；所述低温试验平台用于对试样进行低温韧性冲击试验；所述识别装置用于获取所述低温试验平台中的试验数据并基于所述试验数据计算冲击功。
2.如权利要求1所示的冲击试验装置，其特征在于，所述冷却装置，包括：
低温源(1)、气压表(2)、阀门(3)、开关(4)、导气管(5)；
所述气压表(2)和阀门(3)分别设置在所述低温源(1)的顶端，所述导气管(5)的一端与低温源(1)连接，所述导气管(5)的另一端与低温试验平台连接，所述开关(4)设置在导气管(5)上；
所述低温源(1)用于存储冷源，所述气压表(2)用于显示低温源(1)内冷源的含量，所述阀门(3)用于向低温源(1)内注入冷源并防止冷源挥发，所述开关(4)用于控制低温源(1)向低温试验平台提供冷源，所述导气管(5)用于传输冷源。
3.如权利要求2所示的冲击试验装置，其特征在于，所述低温源(1)中存储的冷源为液态氮。
4.如权利要求2所示的冲击试验装置，其特征在于，所述导气管(5)采用橡胶材料。
5.如权利要求2所示的冲击试验装置，其特征在于，所述低温试验平台，包括：
低温箱门(7)、冲击试样(8)、工作台(9)、低温箱(10)、摆锤(11)、连杆(12)、表盘(13)和电机(14)；
所述低温箱(10)为密闭的透明结构，用于为冲击试样(8)、工作台(9)、摆锤(11)、连杆(12)和表盘(13)提供密闭的低温环境；
所述低温箱门(7)设置在低温箱(10)的侧面，导气管(5)与低温箱门(7)连接，所述低温箱门(7)用于通过开合所述低温箱门(7)在工作台(9)上放置和取出冲击试样(8)；
所述电机(14)通过设置在低温箱(10)上的孔与连杆(12)的一端连接，连杆(12)的另一端与摆锤(11)连接，所述电机(14)用于为摆锤(11)提供动能，控制摆锤的高度；
所述工作台(9)固定设置在地面上，工作台(9)的顶端设置有表盘(13)，连杆(12)的一端穿过表盘(13)的中心孔与表盘(13)活动连接，所述表盘(13)用于显示摆锤(11)的角度。
6.如权利要求5所示的冲击试验装置，其特征在于，所述摆锤(11)的中心设置有高度信号器，用于将摆锤的实时高度反馈给识别装置(15)。
7.如权利要求6所示的冲击试验装置，其特征在于，所述高度信号器采用MAJ-2015AD。
8.如权利要求6所示的冲击试验装置，其特征在于，所述识别装置(15)采用EM4100-B6WS71，用于接收高度信号器发送的摆锤的实时高度，并基于所述摆锤的实时高度计算摆锤高度差和冲击试样(8)的冲击功。
9.如权利要求1所示的冲击试验装置，其特征在于，所述温度控制装置调节的最低温度，包括：-60℃。
10.如权利要求1所示的冲击试验装置，其特征在于，所述冲击功按下式计算：
W＝mgh
式中：W：冲击功；m：摆锤的质量；g：重力加速度；h：低温冲击试验前后摆锤的高度差。
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|---|---|---|---|---|
| CN113063650A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-07-02 | 天津市新天钢钢铁集团有限公司 | 在20℃～-40℃温度条件下钢板扩孔试验方法 |
| CN113447373A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-09-28 | 山东金池重工股份有限公司 | 一种耐磨钢球抗冲击韧性试验机 |
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