CN200972450Y - 一种盐雾腐蚀疲劳试验装置 - Google Patents

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一种盐雾腐蚀疲劳试验装置，其疲劳试验机的工作台面上安放有盐雾腐蚀箱，腐蚀箱的下端设置有盐雾排出管道和盐雾注入管道，注入管道联接盐雾施放器。盐雾施放器的结构为超声波加湿器，其内的超声波高频振荡将盐水雾化，再通过盐雾注入管道输送到盐雾腐蚀箱内。其特点是：随机运动的腐蚀箱在试样断裂时，箱体会随着试样的断裂而分开，箱体无损坏；为防止盐雾的泄漏，在设计时将水作为箱体的一部分，它除能够防止盐雾的泄漏外，另一个重要用途是使腐蚀箱能够随疲劳试验机运行而往返运动，箱体本身不至遭到疲劳破坏。本实用新型为今后开展这方面的试验检测工作提供了一种有利手段，更真实的检验材料在海洋环境下的疲劳性能。

Description

一种盐雾腐蚀疲劳试验装置
技术领域：
本实用新型属于材料腐蚀疲劳试验技术领域，尤其涉及的是一种能够对各种金属材料进行动态盐雾腐蚀疲劳的试验装置。
背景技术：
目前，将盐雾腐蚀与疲劳试验相结合，在国内外的各种技术资料以及专业刊物上记载或报道并不多见。其主要原因是：由于疲劳试验主要是根据材料的实际使用状况及使用条件的不同，需采用不同的疲劳试样和疲劳试验机，所以没有专门用于动态试验机上的盐雾腐蚀试验装置。
目前有一部分厂家也在生产盐雾腐蚀试验箱，但这种盐雾腐蚀试验箱只能对材料进行单一静止状态下的盐雾腐蚀试验。其试验方法是：将被检测材料的试验样品放入盐雾腐蚀试验箱内，然后向箱内释放盐雾，根据存放在箱内进行盐雾腐蚀时间的长短，观测记录试验样品的腐蚀状况。测试材料在盐雾状态下所受到的腐蚀破坏程度，以此检验材料抗盐雾腐蚀性能的好坏。而各种材料往往在使用过程中，除了受到环境的影响外，同时还受到循环载荷的作用。这样一来，对材料进行单一的盐雾腐蚀试验，就有一定的局限性。而目前在对材料进行检测时，采用的方法是将盐雾腐蚀试验和疲劳试验分开进行，它的不足之处：
1)无法检测到材料在盐雾环境下真实的疲劳强度值；
2)造成人力、时间的浪费。
发明内容：
为解决上述所存在问题，本实用新型提出了一种盐雾腐蚀疲劳试验装置及方法，该装置及方法主要解决了四个问题：1)盐雾的产生；2)盐雾试验箱的设计与制作；3)如何防止盐雾的泄漏；4)在疲劳试验机上如何实现盐雾腐蚀疲劳试验。
为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
所述的盐雾腐蚀疲劳试验装置，其疲劳试验机的工作台面上安放有盐雾腐蚀箱，腐蚀箱的下端设置有盐雾排出管道和盐雾注入管道，注入管道联接盐雾施放器。
所述的盐雾腐蚀疲劳试验装置，其盐雾施放器的结构为超声波加湿器，其内的超声波高频振荡将盐水雾化，再通过盐雾注入管道输送到盐雾腐蚀箱内。
所述的盐雾腐蚀疲劳试验装置，其盐雾腐蚀箱是由上箱体和下箱体构成；上箱体犹如一个罩子，倒扣在下箱体上，在上箱体的中央配置有上夹持端和上卡头，通过上密封垫实施密封；下箱体由两个箱体组成，外箱用来装水，内箱用来装试样和盐雾气体，内、外箱共用一个底板，其底板上有一个盐雾注入孔和一个盐雾排出孔，在底板的中央配置有下夹持端和下卡头，通过下密封垫实施密封；内箱的四块挡板中，除了正面的插板和外箱的挡板一样高外，其余三块板要高于外盒的四周挡板；外箱一面的侧板上有一出水孔，用于限定水位。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
1、该盐雾腐蚀疲劳试验装置，就是要将两种试验有机的结合在一起，根据疲劳试验的特点，发明中设计制作了随机运动的盐雾腐蚀箱，它的最大优点就是在试样断裂时，箱体也会随着试样的断裂而分开，箱体无损坏。为了防止盐雾的泄漏，在设计时将水作为箱体的一部分，它除了能够防止盐雾的泄漏以外，另一个重要用途就是，使盐雾腐蚀箱能够随着试验机运行而往返运动，箱体本身不至于遭到疲劳破坏。本发明所设计的盐雾腐蚀箱，使盐雾腐蚀疲劳试验得以实现，为今后开展这一方面的试验检测工作提供了一种有利手段。通过盐雾腐蚀疲劳试验，可以更真实的检验材料在恶劣环境下的疲劳性能。
2、该盐雾腐蚀疲劳试验装置，使得金属材料在受到盐雾腐蚀的同时，又能够受到循环应力的作用，从而验证和模拟材料在处于盐雾腐蚀环境中下的剩余疲劳寿命，同时也为被测试材料在我国工农业生产，国防科技建设的实际应用中提供准确可靠的依据。
3、该盐雾腐蚀疲劳试验装置，其特点就是将盐雾腐蚀与疲劳试验进行了结合，从而实现了材料在盐雾腐蚀环境下的疲劳试验，打破了过去那种在材料试验中，盐雾腐蚀试验和疲劳试验只能分别进行的传统局面。其创新点在于通过对材料的盐雾腐蚀疲劳试验，能够准确的得到材料在盐雾腐蚀环境下的疲劳极限，从而为设计使用单位提供出材料在盐雾腐蚀条件下使用时的安全可靠的数据。
4、该盐雾腐蚀疲劳试验装置，其盐雾施放器所选用的超声波加湿器，它采用了超声波高频振荡原理将盐水雾化，通过风动装置，将水雾扩散，再通过盐雾注入管道输送到盐雾腐蚀箱内，从而达到试验所需要的盐雾环境。而盐雾中，盐的浓度的控制主要是在配制盐水时，根据腐蚀试验的技术要求，按盐和水的比例进行配制。
5、该盐雾腐蚀疲劳试验装置，为了能使盐雾腐蚀箱上下两部分能够有机的结合在一起，而又不影响试验机的正常运行，设计时，使用水将箱体上下两部分结合在一起，水在使盐雾箱上下两部分结合成一个整体的同时，还可以使试验机的做动器运行自如，同时又能够很好的防止盐雾的泄漏。
6、该盐雾腐蚀疲劳试验装置，由于盐雾具有较强的腐蚀性，为了防止盐雾的泄漏，箱体与上下夹具之间用橡胶垫固定紧，箱体上半部分的正面是一块插板，为了防止盐雾从插板的缝隙泄漏，可用橡皮泥或密封泥将缝隙密封，而试验箱上下两部分主要是靠水密封。
7、该盐雾腐蚀疲劳试验装置，使盐雾腐蚀试验与疲劳试验得以有效接合。通过对高阻尼锰铜合金进行的盐雾腐蚀疲劳试验，体现出了该装置的效果。试验进行四小时后，用肉眼就可以观察到试样上的锈蚀斑痕，而疲劳裂纹的产生和断裂就发生在锈蚀比较严重的部位。从这一点上看，盐雾腐蚀疲劳试验装置的设计与制作确实达到了所要实现的目的。整个试验装置的设计，达到了设计方案中所预期的要求。用加湿器所产生的盐雾比较理想，进入盐雾试验箱后，气体能够在箱内均匀分布，进气量的大小可以控制。水的加入不但使整个盐雾试验箱结合紧密，试验中随着机器的运动，整个箱体也能运作自如。同时，水又对试验箱上下结构之间进行了有效的密封。试样断裂后，试验箱能够与断裂的试样同时分开，保证了整个盐雾试验箱箱体的多次使用。总之，盐雾腐蚀疲劳试验装置的设计与制作，与疲劳试验结合的比较紧密，而且也非常实用。通过盐雾腐蚀疲劳试验，能够准确的得到材料在盐雾腐蚀环境下的疲劳极限。为材料在海洋环境下的使用寿命评估，提供出较为可靠的试验数据。
附图说明：
图1是盐雾腐蚀疲劳试验装置结构示意图；
图2是盐雾腐蚀箱剖面示意图；
图3是盐雾腐蚀箱分体示意图；
图4是盐雾腐蚀箱组装示意图；
图5是盐雾腐蚀箱整体示意图。
上述附图中：1.-盐雾腐蚀箱；2.-盐雾施放器；3.-疲劳试验机；4.-盐雾注入管道；5.-盐雾排出管道；6.-上箱体；7.-下箱体；8.-盐雾注入孔；9.-盐雾排出孔；10.-试样；11.-上夹持端；12.-上密封垫；13.-上卡头；14.-下卡头；15.-下密封垫；16.-下夹持端；17.-水；18.-水位限位孔。
具体实施方式：
从上述附图中：本实用新型的盐雾腐蚀疲劳试验装置，其疲劳试验机(3)的工作台面上安放有盐雾腐蚀箱(1)，腐蚀箱(1)的下端设置有盐雾排出管道(5)和盐雾注入管道(4)，注入管道(4)联接盐雾施放器(2)。
本实用新型的盐雾腐蚀疲劳试验装置，其盐雾施放器(2)的结构为超声波加湿器，其内的超声波高频振荡将盐水雾化，再通过盐雾注入管道(4)输送到盐雾腐蚀箱(1)内。
本实用新型的盐雾腐蚀疲劳试验装置，其盐雾腐蚀箱(1)是由上箱体(6)和下箱体(7)构成；上箱体(6)犹如一个罩子，倒扣在下箱体(7)上，在上箱体(6)的中央配置有上夹持端(11)和上卡头(13)，通过上密封垫(12)实施密封；下箱体(7)由两个箱体组成，外箱用来装水，内箱用来装试样和盐雾气体，内、外箱共用一个底板，其底板上有一个盐雾注入孔(8)和一个盐雾排出孔(9)，在底板的中央配置有下夹持端(16)和下卡头(14)，通过下密封垫(15)实施密封；内箱的四块挡板中，除了正面的插板和外箱的挡板一样高外，其余三块板要高于外盒的四周挡板；外箱一面的侧板上有一出水孔，用于限定水位。
本实用新型的盐雾腐蚀疲劳试验装置其试验步骤的为：a、将夹持试样的下夹持端(16)与盐雾腐蚀箱(1)连接好后，装在试验机下夹头(14)上夹紧；b、将试样安装在盐雾腐蚀箱(1)内的下夹持端(16)上，然后将盐雾腐蚀箱(1)上半部分连同试样上夹持端(11)一同罩在试验箱下半部分及试样上，装卡好试样；c、将试样夹持端与箱体固定紧，装入插板，将试验机上横粱落下，夹持端进入夹头后，锁紧上夹头(13)；d、用橡皮泥或密封泥将插板缝隙封住，将水倒入腐蚀箱(1)的外箱内；e、打开盐雾施放器(2)，使盐雾进入箱内；f、启动试验机进行试验。
在对高阻尼锰铜合金的盐雾腐蚀疲劳试验中，试验进行4个小时后用肉眼就可以观察到试样表面被腐蚀变黑，这表明了盐雾对试样所起到的腐蚀作用。将盐雾腐蚀环境中的试验与空气环境中的试验进行了对比，发现其试验结果有着较明显差异。对所述铜合金材料进行的盐雾试验，其结果见表1。
表1
  试样编号   最大应力Smax(MPa) 疲劳寿命N 备注   试样编号   最大应力Smax(MPa) 疲劳寿命N 备注
  1-1   132.3   107   通过   1-8   140.5   107   通过
  1-2   138.5   107   通过   1-9   146.2   662800   破坏
  1-3   144.7   4765500   破坏   1-10   138.8   3133500   破坏
  1-4   138.9   107   通过   1-11   132.3   5532300   破坏
  1-5   145.2   3744000   破坏   1-12   127.8   107   通过
  1-6   140.5   107   通过   1-13   132.0   8677900   破坏
  1-7   146.6   992700   破坏   1-14   127.0   5874100   破坏
同样的材料在空气环境中用相同的试验方法进行试验所得结果见表2。
表2
试样编号   最大应力σmax(MPa) 疲劳寿命N 备注 试样编号 最大应力σmax(MPa) 疲劳寿命N 备注
  2-1   164.9   12900   破坏   2-9   152.2   107   通过
  2-2   159.0   4665400   破坏   2-10   158.0   107   通过
  2-3   153.2   107   通过   2-12   164.3   8985600   破坏
  2-4   159.5   4154100   破坏   2-13   159.0   107   通过
  2-5   155.2   107   通过   2-14   164.9   8103600   破坏
  2-6   160.0   9889800   破坏   2-15   159.5   107   通过
  2-7   153.2   107   通过   2-16   166.4   107   通过
  2-8   160.0   7525500   破坏
根据表1的结果所求得的条件疲劳极限σR(N)为：
σR(N)＝1/6[(138.5+144.7)/2+(138.9+145.2)/2+(140.5+146.6)/2+(140.5+146.2)
                                        /2
            +(132.3+127.8)/2+(138.8+132.3)/2]＝139.4MPa
根据表2的结果所求得的条件疲劳极限σR(N)为：
σR(N)＝1/7[(159.0+153.2)/2+(159.5+155.2)/2+(160.0+153.2)/2+(160.0+152.2)
                                        /2
             +(164.3+159.0)/2+(164.9+159.5)/2+(166.4+164.9)/2]＝159.4MPa
通过对同一种材料进行的空气与盐雾环境中的试验可以看出，材料在盐雾环境中的条件疲劳极限比在空气环境中的降低了12.5％。之所以出现这种情况，是因为盐雾对试样造成了腐蚀，从而使得试样光滑的表面产生了锈蚀，进而造成了应力集中，使该材料的疲劳强度有所降低。
从对锰铜合金的盐雾腐蚀疲劳试验可以看出，盐雾腐蚀疲劳试验装置的发明是成功的，达到了盐雾腐蚀与疲劳试验相结合的目的，而且试验结果也说明了，盐雾对疲劳试验中的试样具有一定的腐蚀破坏作用。

Claims (3)

1、一种盐雾腐蚀疲劳试验装置，其特征在于：其疲劳试验机(3)的工作台面上安放有盐雾腐蚀箱(1)，腐蚀箱(1)的下端设置有盐雾排出管道(5)和盐雾注入管道(4)，注入管道(4)联接盐雾施放器(2)。
2、如权利要求1所述的盐雾腐蚀疲劳试验装置，其特征在于：其盐雾施放器(2)的结构为超声波加湿器，其内的超声波高频振荡将盐水雾化，再通过盐雾注入管道(4)输送到盐雾腐蚀箱(1)内。
3、如权利要求1所述的盐雾腐蚀疲劳试验装置，其特征在于：其盐雾腐蚀箱(1)是由上箱体(6)和下箱体(7)构成；上箱体(6)犹如一个罩子，倒扣在下箱体(7)上，在上箱体(6)的中央配置有上夹持端(11)和上卡头(13)，通过上密封垫(12)实施密封；下箱体(7)由两个箱体组成，外箱用来装水，内箱用来装试样和盐雾气体，内、外箱共用一个底板，其底板上有一个盐雾注入孔(8)和一个盐雾排出孔(9)，在底板的中央配置有下夹持端(16)和下卡头(14)，通过下密封垫(15)实施密封；内箱的四块挡板中，除了正面的插板和外箱的挡板一样高外，其余三块板要高于外盒的四周挡板；外箱一面的侧板上有一出水孔。
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