CN205280480U - 一种应力腐蚀试验循环回路排气装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及应力腐蚀领域，具体为一种应力腐蚀试验循环回路排气装置，解决现有技术在较长的试验时间下腐蚀溶液循环回路由于气泡阻塞造成的循环滞留问题。该装置包括环境盒、排气盒、磁力泵、广口瓶和水浴锅，循环回路中的排气盒置于磁力泵上方，排气盒与磁力泵通过管路相连通，排气盒的排气盒出水口连接环境盒的环境盒进水口，环境盒的环境盒出水口连接广口瓶的广口瓶回水管，装有溶液的广口瓶设置于水浴锅中，广口瓶的广口瓶出水管连接磁力泵的磁力泵进水口。本实用新型可对溶液温度进行准确控制，实现高温溶液条件下的应力腐蚀试验，适合在实验室中推广使用，在钢铁、有色等大规模工业生产、检测分析等领域也可广泛应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及应力腐蚀领域，具体为一种应力腐蚀试验循环回路排气装置，适用于常压下材料的应力腐蚀试验。
背景技术
对于一些合金而言，不同批次合金在化学成分和热处理上的微小变化会导致应力腐蚀敏感性的巨大差异，因此需要找到一种能够快速评价应力腐蚀敏感性的最佳试验方法。以往人们使用交替浸泡法(例如：腐蚀环境中浸泡10min，空气环境中50min)，但该方法需要的试验周期较长。直到1966年，英国纽卡斯尔大学的Parkins等人发明了慢应变速率试验(SSRT)方法，他们使用该方法来研究中碳钢的应力腐蚀裂纹扩展问题，与交替浸泡的恒载荷或恒应变等方法相比，SSRT方法耗时最短，因此很快得到了普及应用。
美国Cortest公司(腐蚀领域测试设备著名生产商)的Beavers等人对使用慢应变速率试验方法来评价材料的应力腐蚀敏感性进行了详尽的调查。他们向NACE(美国腐蚀工程协会)和ASTM(美国材料与试验协会)成员发送调查问卷，在34份答卷中，有13份反映SSRT测试结果与传统恒载荷或横应变测试结果不吻合，8份反映SSRT技术与传统技术吻合较好，同时Beaver指出，SSRT方法用于评价铝合金的应力腐蚀敏感性未收到负面反馈意见。美国标准局的Ugiansky等人使用交替浸泡法和SSRT方法对不同热处理态的7075铝合金的应力腐蚀敏感性进行了评价，结果表明两种方法反映出了相同的应力腐蚀程度。因此，认为SSRT方法能够快速、有效的评价铝合金的应力腐蚀敏感性。
目前，慢应变速率拉伸方法已在国内各大企业、高校和科研单位得到了普遍应用。但在具体实施中出现了一些问题，例如：溶液循环时由于气泡的不断生成导致循环回路滞留；溶液温度控制不准确；溶液流速较快时对试样造成了额外的冲蚀等，使得该方法在使用中受到了一定程度的限制。
截至目前，鲜有报道关于有效解决循环回路内气泡造成回路滞留的方法，以及避免由于溶液流速过快导致额外冲蚀的措施。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型主要目的在于提供一种应力腐蚀试验循环回路排气装置，解决现有技术在较长的试验时间下，腐蚀溶液循环回路由于气泡阻塞造成的循环滞留问题，以及溶液流速过快造成额外冲蚀的问题，该装置可以安全准确地进行应力腐蚀试验。
本实用新型的技术方案如下：
一种应力腐蚀试验循环回路排气装置，该装置包括环境盒、排气盒、磁力泵、广口瓶和水浴锅，循环回路中的排气盒置于磁力泵上方，排气盒与磁力泵通过管路相连通，排气盒的排气盒出水口连接环境盒的环境盒进水口，环境盒的环境盒出水口连接广口瓶的广口瓶回水管，装有溶液的广口瓶设置于水浴锅中，广口瓶的广口瓶出水管连接磁力泵的磁力泵进水口。
所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置，排气盒为有机玻璃排气盒，磁力泵固定在排气盒底部的有机玻璃支架上。
所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置，排气盒的顶部设置排气盒吸液口，排气盒吸液口上带有橡胶管。
所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置，环境盒的侧面下部设置环境盒进水口，环境盒的侧面上部设置环境盒出水口；排气盒的侧面设置排气盒出水口；磁力泵的侧面设置磁力泵进水口；广口瓶的顶部设置广口瓶出水管、广口瓶回水管。
所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置，水浴锅的热电偶通过聚四氟管包裹后插到试样环境盒内。
所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置，在环境盒内部、靠近环境盒进水口位置安装有机玻璃挡板。
所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置，环境盒出水口的口径大于环境盒进水口的口径。
所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置的使用方法，试样穿设于腐蚀环境盒中，并在环境盒的底部用硅胶进行密封，将试样两端装夹在拉伸试验机上；将环境盒进水口与排气盒出水口通过橡胶管相连，将环境盒出水口与广口瓶回水管连接，将磁力泵进水口与广口瓶出水管连接，将磁力泵顶部与排气盒底部通过橡胶管连接，将排气盒和磁力泵通过支架固定；将水浴锅的热电偶插入到环境盒的热电偶插口内，实现对溶液温度的准确控制，用于常温或高温溶液条件下的应力腐蚀试验。
所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置的使用方法，循环回路内的气体，一部分来自于试样与溶液发生阴极电化学反应生成的氢气，一部分来自于高温溶液条件下产生的水蒸气，一部分来自于广口瓶内回流的溶液搅拌产生的气泡，随着试验时间的增加聚集在循环回路内，造成循环滞留；磁力泵工作时，将广口瓶内的溶液抽出，并送入排气盒内，在正常的工作状态下排气盒内部充满溶液；当循环回路内由于溶液温度较高而产生水蒸气聚集在磁力泵中时，或者广口瓶内回流的溶液搅拌产生的气泡会沿着硅胶管上升至排气盒中，进入排气盒的气体会自动上升到排气盒的顶部；排气盒侧面的排气盒出水口连接试样环境盒下方的环境盒进水口，溶液从试样环境盒上方的环境盒出水口流出，通过橡胶管回到广口瓶内，完成一次溶液循环。
所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置的使用方法，排气盒顶部的排气盒吸液口带有橡胶管，正常试验时，排气盒吸液口密封；当排气盒内的气体聚集时，通过针管将排气盒内的空气吸出。
本实用新型具有如下的优点和有益效果：
1.本实用新型磁力泵及排气盒通过支架组成为一体，节省空间，试验过程简单易行，操作方便。
2.本实用新型磁力泵在长时间运行过程中，循环回路内产生的气体，易聚集在磁力泵出口和溶液循环系统的连接处，导致回路滞留，在磁力泵顶端安装排气盒后，产生的气体自动升到排气盒顶端，有效解决了气体汇集造成了回路滞留问题。
3.本实用新型应力腐蚀试验环境盒由普遍使用的双侧密封改为单侧(下侧)密封，完全消除了由于腐蚀环境盒密封带来的对样品拉伸方向的力学影响。
4.本实用新型应力腐蚀试验环境盒出水口的口径大于环境盒进水口的口径，使试验过程中溶液得以顺畅循环。
5.本实用新型试样环境盒内部靠近进水口位置安装有一个有机玻璃挡板，可以有效避免当溶液流速较快时对试样造成的冲蚀。
6.本实用新型将装有溶液的广口瓶置于水浴锅内，将水浴锅的热电偶通过聚四氟包裹后插到试样环境盒内，通过水浴锅对溶液进行加热，可以进行高温溶液条件下的应力腐蚀试验。
7.本实用新型在水浴锅内倒入自来水和石蜡，石蜡自动浮于水面，可防止水浴锅内的水蒸发。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中，1.试样；2有机玻璃环境盒；3.环境盒进水口；4.环境盒出水口；5.热电偶插口；6.排气盒出水口；7.排气盒吸液口；8.排气盒；9.支架；10.磁力泵；11.广口瓶出水管；12.广口瓶回水管；13.广口瓶；14.磁力泵进水口；15.水浴锅。
具体实施方式
在具体实施过程中，本实用新型应力腐蚀试验循环回路排气装置，包括一个带有挡板的有机玻璃环境盒、一个有机玻璃排气盒、一个广口瓶、一个水浴锅、一只由聚四氟管包裹的热电偶、一个磁力泵。该装置安装使用简便，置于磁力泵上方的排气盒可以有效避免由于试验时间过长使磁力泵进气，导致的溶液循环停止的情况。该装置可对溶液温度进行准确控制，实现高温溶液条件下的应力腐蚀试验。透明有机玻璃环境盒不易损坏且便于实时观察试样的腐蚀状态。环境盒内部靠近环境盒进水口处的挡板，有效减缓了溶液对试样表面的冲蚀。该装置整体尺寸较小，操作简便，适合在实验室中推广使用，在钢铁、有色等大规模工业生产、检测分析等领域也可广泛应用。
下面结合附图对本实用新型结构进行详细地说明。
实施例
如图1所示，本实施例应力腐蚀试验循环回路排气装置，主要包括试样1、有机玻璃环境盒2、排气盒8、磁力泵10、广口瓶13和水浴锅15，循环回路中的有机玻璃排气盒8置于磁力泵10上方，排气盒8的底部与磁力泵10通过橡胶管相连，磁力泵10固定在排气盒8底部的有机玻璃支架9上。有机玻璃环境盒2的侧面下部设置环境盒进水口3，有机玻璃环境盒2的侧面上部设置环境盒出水口4；排气盒8的侧面设置排气盒出水口6，排气盒8的顶部设置排气盒吸液口7；磁力泵10的侧面设置磁力泵进水口14；装有溶液的广口瓶13设置于水浴锅15中，广口瓶13的顶部设置广口瓶出水管11、广口瓶回水管12。排气盒8顶部的排气盒吸液口7带有一个橡胶管，正常试验时此管密封，当排气盒8内聚集的气体过多时，可通过针管将排气盒8内的空气吸出。
循环回路内的气体，一部分来自于试样与溶液发生阴极电化学反应生成的氢气，一部分来自于高温溶液条件下产生的水蒸气，一部分来自于广口瓶内回流的溶液搅拌产生的气泡，随着试验时间的增加聚集在循环回路内，造成循环滞留。磁力泵10工作时，将广口瓶13内的溶液抽出，并送入排气盒8内，在正常的工作状态下排气盒8内部充满溶液，当循环回路内产生气体聚集在磁力泵10(水泵)中时，会沿着硅胶管上升至排气盒8中，并自动上升到排气盒8的顶部。排气盒8侧面的排气盒出水口6连接试样有机玻璃环境盒2下方的环境盒进水口3，溶液从试样有机玻璃环境盒2上方的环境盒出水口4流出，通过橡胶管回到广口瓶13内，完成一次溶液循环。
试验时，将试样1穿设于腐蚀有机玻璃环境盒2中，并在有机玻璃环境盒2的底部用硅胶进行密封，然后将试样1装夹在拉伸试验机上，环境盒进水口3与排气盒出水口6通过橡胶管相连，环境盒出水口4与广口瓶回水管12连接，磁力泵进水口14与广口瓶出水管11连接，磁力泵10顶部与排气盒8底部通过橡胶管连接，排气盒8和磁力泵10通过支架9固定。水浴锅15的热电偶插入到环境盒的热电偶插口5内，实现对溶液温度的准确控制，用于常温或高温溶液条件下的应力腐蚀试验。
本实施例中，为了避免溶液腐蚀，将水浴锅15的热电偶通过聚四氟管包裹后插到试样有机玻璃环境盒2内，通过水浴锅15对溶液进行加热。为了避免水浴锅15内的水蒸发，将自来水和石蜡倒入水浴锅内，石蜡自动浮于水面，可防止水浴锅内的水蒸发。为了避免溶液流速过快冲蚀试样1，在有机玻璃环境盒2内部、靠近环境盒进水口3位置安装有机玻璃挡板，可以有效避免当溶液流速较快时对试样造成的冲蚀。
实施例结果表明，本实用新型装置操作简便，即可用于板状试样也可用于棒状试样，能够有效排除循环回路内生成的气体，准确控制溶液的加热温度，易于实时观察试样应力腐蚀状态。该装置整体尺寸较小，适合在实验室中推广使用，在钢铁、有色等大规模工业生产、检测分析等领域也可广泛应用。
Claims (7)
1.一种应力腐蚀试验循环回路排气装置，其特征在于，该装置包括环境盒、排气盒、磁力泵、广口瓶和水浴锅，循环回路中的排气盒置于磁力泵上方，排气盒与磁力泵通过管路相连通，排气盒的排气盒出水口连接环境盒的环境盒进水口，环境盒的环境盒出水口连接广口瓶的广口瓶回水管，装有溶液的广口瓶设置于水浴锅中，广口瓶的广口瓶出水管连接磁力泵的磁力泵进水口。
2.按照权利要求1所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置，其特征在于，排气盒为有机玻璃排气盒，磁力泵固定在排气盒底部的有机玻璃支架上。
3.按照权利要求1所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置，其特征在于，排气盒的顶部设置排气盒吸液口，排气盒吸液口上带有橡胶管。
4.按照权利要求1所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置，其特征在于，环境盒的侧面下部设置环境盒进水口，环境盒的侧面上部设置环境盒出水口；排气盒的侧面设置排气盒出水口；磁力泵的侧面设置磁力泵进水口；广口瓶的顶部设置广口瓶出水管、广口瓶回水管。
5.按照权利要求1所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置，其特征在于，水浴锅的热电偶通过聚四氟管包裹后插到试样环境盒内。
6.按照权利要求1所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置，其特征在于，在环境盒内部、靠近环境盒进水口位置安装有机玻璃挡板。
7.按照权利要求1所述的应力腐蚀试验循环回路排气装置，其特征在于，环境盒出水口的口径大于环境盒进水口的口径。
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| CN106896019A (zh) * | 2015-12-17 | 2017-06-27 | 中国科学院金属研究所 | 一种应力腐蚀试验循环回路排气装置及其使用方法 |
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