CN212748531U - 一种腐蚀疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及疲劳腐蚀的试验技术，尤其涉及一种能够避免非试验材料发生电化学效应的腐蚀疲劳试验装置。本实用新型提供的上述腐蚀疲劳试验装置包括腐蚀槽、密封连接件及加热模块。所述腐蚀槽由抗腐蚀材料制成，包括内槽及外环槽。所述内槽用于盛放腐蚀液。所述外环槽环绕于所述内槽之外，用于盛放导热液。所述密封连接件适于安装于所述内槽，用于密封连接试样。所述加热模块适于接触盛放于所述外环槽的所述导热液以加热所述导热液。本实用新型具有良好的密封作用、方便监测控制腐蚀液温度和浓度变化，并可以避免发生非试验材料的电化学效应，从而能够满足腐蚀疲劳试验的实际需求。

Description

一种腐蚀疲劳试验装置

技术领域

本实用新型涉及疲劳腐蚀的试验技术，尤其涉及一种能够避免非试验材料发生电化学效应的腐蚀疲劳试验装置。

背景技术

腐蚀疲劳是指在交变载荷和腐蚀介质交互作用下形成裂纹及扩展的现象。影响腐蚀疲劳的因素有三：力学因素，环境因素，冶金因素。力学因素包括工作应力，加工过程中的残余应力的等；环境因素温度、湿度、酸碱度、溶液浓度等；冶金因素主要是指合金成分、组织结构和热处理等的影响。

疲劳试验机是一种主要用于测定金属及其合金材料在室温状态下的拉伸、压缩或拉、压交变负荷的疲劳性能试验的机器，可以实现高负荷、高频率、低消耗，从而缩短试验时间，降低试验费用。

利用疲劳试验机开展腐蚀疲劳试验时，需要设置腐蚀槽确保试样与腐蚀液充分接触。然而，现有的腐蚀疲劳试验装置普遍存在腐蚀槽的密封性差、难以监测腐蚀液温度和浓度变化，以及非试验材料容易发生电化学效应等缺陷。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种能够避免发生非试验材料的电化学效应的试验装置，以满足腐蚀疲劳试验的实际需求。

实用新型内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种腐蚀疲劳试验装置，用于避免发生非试验材料的电化学效应，从而满足腐蚀疲劳试验的实际需求。

本实用新型提供的上述腐蚀疲劳试验装置，包括：

腐蚀槽，由抗腐蚀材料制成，包括：

内槽，用于盛放腐蚀液；以及

外环槽，环绕于所述内槽之外，用于盛放导热液；

密封连接件，适于安装于所述内槽，用于密封连接试样；以及

加热模块，适于接触盛放于所述外环槽的所述导热液以加热所述导热液。

优选地，在本实用新型的一些实施例中，所述密封连接件可以包括橡胶塞及橡胶塞紧固法兰。所述橡胶塞适于密封连接所述试样，并适于安装于所述内槽的底面的安装孔。所述橡胶塞紧固法兰固定连接所述橡胶塞，适于压紧所述内槽的底面的外侧以将所述橡胶塞及所述试样固定安装于所述内槽。

优选地，在本实用新型的一些实施例中，所述安装孔可以为向上收缩的锥形孔，适于配合弹性的所述橡胶塞实现密封安装。

可选地，在本实用新型的一些实施例中，所述腐蚀槽可以包括腐蚀槽盖。所述腐蚀槽盖适于安装于所述腐蚀槽的顶面以密封所述内槽与所述外环槽。

优选地，在本实用新型的一些实施例中，所述腐蚀槽盖可以设有加热模块安装孔，所述加热模块安装孔对准所述外环槽。所述加热模块适于穿过所述加热模块安装孔伸入所述外环槽以加热所述导热液。

可选地，在本实用新型的一些实施例中，所述腐蚀疲劳试验装置还可以包括溶液状态监测模块。所述溶液状态监测模块的探头适于接触盛放于所述内槽的所述腐蚀液以监测所述腐蚀液的状态。

腐蚀疲劳试验装置所述溶液状态监测模块可以通信连接所述加热模块。所述探头可以包括温度传感器。所述溶液状态监测模块适于闭环控制所述加热模块通过加热所述导热液来给所述腐蚀液传热。

可选地，在本实用新型的一些实施例中，所述腐蚀疲劳试验装置还可以包括两个夹持连接件。所述两个夹持连接件适于固定连接所述试样的两端，并适于分别固定连接疲劳机自带的两个夹持件以传递所述疲劳机提供的试验力。

优选地，在本实用新型的一些实施例中，所述夹持连接件可以包括夹头、试样紧固套及紧固螺母。所述夹头适于固定连接所述疲劳机的两个夹持件中的一者。所述试样紧固套适于螺纹连接位于所述试样一端的螺纹结构。所述紧固螺母适于紧固连接所述夹头与所述试样紧固套。

优选地，在本实用新型的一些实施例中，所述夹头可以包括凹槽，用于固定所述试样的所述一端。所述试样紧固套适于在所述一端的末端留出延伸距离以使所述末端紧密接触所述凹槽的底部。所述延伸距离等于所述试样紧固套到所述凹槽的底部的距离。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了根据本实用新型的一些实施例提供的腐蚀疲劳试验装置的剖面示意图。

图2示出了根据本实用新型的一些实施例提供的腐蚀疲劳试验装置的拆解示意图。

图3示出了根据本实用新型的一些实施例提供的腐蚀疲劳试验装置的组装示意图。

附图标记：

1 夹头；

2 试样紧固套；

3 紧固螺母；

4、11 腐蚀槽盖；

5 橡胶塞；

6 腐蚀槽；

7 试样；

71 螺纹结构；

8 橡胶塞紧固法兰；

9 加热模块；

10 溶液状态监测模块；

101 探头。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本实用新型的限制。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本实用新型一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。

如上所述，现有的腐蚀疲劳试验装置仍普遍存在腐蚀槽的密封性差、难以监测腐蚀液温度和浓度变化，以及非试验材料容易发生电化学效应等缺陷。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种腐蚀疲劳试验装置，其具有良好的密封作用、方便监测控制腐蚀液温度和浓度变化，并可以避免发生非试验材料的电化学效应，从而能够满足腐蚀疲劳试验的实际需求。

请参考图1，图1示出了根据本实用新型的一些实施例提供的腐蚀疲劳试验装置的剖面示意图。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，腐蚀疲劳试验装置可以包括腐蚀槽6、密封连接件及加热模块9。

上述腐蚀槽6可以由抗腐蚀的非金属材料制成，并具有内、外两层相互隔离的独立结构。具体来说，腐蚀槽6可以包括内槽和外环槽。内槽设于腐蚀槽6的内层，用于盛放腐蚀疲劳试验所需的腐蚀液。该腐蚀液可以适应于待进行腐蚀疲劳试验的试样7的材质和实际应用场景而灵活配置。外环槽环绕于内槽之外，用于盛放水、油等导热液体介质。

在一些非限制性的实施例中，腐蚀槽6的内槽可以为圆柱状，而其外环槽可以为环绕于内槽之外的圆环状。试样7可以穿过内槽顶面及底面的圆心，并在内槽中充分接触腐蚀液以进行腐蚀疲劳试验。

上述密封连接件可以用于将待进行腐蚀疲劳试验的试样7密封地安装于腐蚀槽6内槽底面的圆心，从而防止盛放于内槽中的腐蚀液泄露。在一些实施例中，密封连接件可以包括橡胶塞5及橡胶塞紧固法兰8。

该橡胶塞5适于密封连接试样7，并适于将试样7安装于内槽底面的安装孔。在一些实施例中，一套腐蚀疲劳试验装置可以配置多个具有不同内径的橡胶塞5。试验人员可以根据试样7的实际直径，选用具有对应内径的橡胶塞5来进行密封连接，从而进一步提升橡胶塞5与试样7之间的密封性。

在完成安装的状态下，橡胶塞紧固法兰8可以固定连接橡胶塞5，适于压紧内槽的底面的外侧以将橡胶塞5及试样7固定安装于内槽。通过采用该橡胶塞紧固法兰8，可以有效地防止试样7发生径向移动，从而提升腐蚀疲劳试验的密封性。在一些优选的实施例中，内槽底面的安装孔可以为向上收缩的锥形孔。通过将橡胶塞紧固法兰8压紧内槽的底面的外侧，可以将具有弹性的橡胶塞5压入锥形的安装孔，从而进一步限制试样7的径向移动，并向试样7提供轴向摩擦力以限制试样7的轴向移动。因此，该锥形的安装孔适于配合橡胶塞紧固法兰8及弹性的橡胶塞5，进一步实现试样7的密封安装。

上述加热模块9适于接触盛放于外环槽的导热液，通过加热导热液来向盛放于内槽的腐蚀液传递热量。在一些实施例中，加热模块9可以为金属电热棒，适于通电以产生热量。导热液可以选用电化学性质稳定的导热油。导热油可以通过内槽与外环槽之间的隔板，以传热加热的方式将加热模块9产生的热量传递到腐蚀液，从而将腐蚀液的温度提升至需要的试验温度。

通过采用这种传热加热的方式，可以避免金属电热棒9与腐蚀液的直接接触，从而避免金属电热棒9、腐蚀液及试样7之间的电化学效应。同时，上述以外环槽环绕于内槽四周的结构，可以提升腐蚀液的受热均匀性。因此，上述具有内、外两层独立结构的腐蚀槽6可以防止电化学效应对腐蚀液产生影响，并提升腐蚀液的受热均匀性，从而使腐蚀疲劳试验的试验结果更加可靠。

请结合参考图2及图3，图2示出了根据本实用新型的一些实施例提供的腐蚀疲劳试验装置的拆解示意图，而图3示出了根据本实用新型的一些实施例提供的腐蚀疲劳试验装置的组装示意图。

如图2及图3所示，在本实用新型的一些实施例中，腐蚀槽6可以包括腐蚀槽盖4、11。腐蚀槽盖4、11适于安装于腐蚀槽6的顶面，用于密封内槽与外环槽。在一些实施例中，腐蚀槽盖4、11的下表面可以设有凹槽。在安装状态下，内槽与外环槽之间的隔板可以嵌入该凹槽，以进一步提升内槽与外环槽之间的密封性。

在一些实施例中，腐蚀槽盖4、11可以设有一个或多个加热模块安装孔。该加热模块安装孔可以对准腐蚀槽6的外环槽。在需要调节腐蚀液温度时，加热模块9可以穿过加热模块安装孔伸入外环槽来与导热液充分接触，并通过加热导热液来对腐蚀液进行传热加热。在一些实施例中，多个加热模块安装孔可以均匀地环绕于试样安装孔的周围，从而提升对腐蚀液的加热均匀性。

如图1及图2所示，在一些优选的实施例中，腐蚀疲劳试验装置还可以包括溶液状态监测模块10。该溶液状态监测模块可以包括探头101。该探头101适于穿过腐蚀槽盖4、11伸入内槽来与盛放于内槽的腐蚀液充分接触，从而监测腐蚀液的状态。该探头101包括但不限于温度传感器、PH值探测器、电导率探测器中的一者或多者，用于对腐蚀液的温度、PH值、电导率等一种或多种状态进行监测。通过设置该状态监测模块10，可以实时监测腐蚀液的浓度、温度等状态，掌握关键试验条件的异常情况，从而保障试验结果的可靠性。

在一些实施例中，溶液状态监测模块10可以通信连接加热模块9，根据探头101采集的腐蚀液温度的反馈数据，闭环控制加热模块9通过加热导热液来给腐蚀液传热。通过采用这种闭环控制的方式，可以满足任意温度环境下的试验条件，同时保障试验条件的稳定性，从而使腐蚀疲劳试验的试验结果更加可靠。

本领域的技术人员可以理解，上述内槽为圆柱状而外环槽为圆环状的方案，只是本实用新型提供的一个具体的实施例，主要用于清楚地展示本实用新型的构思，并提供一种便于公众实施的具体方案，而非用于限制本实用新型的保护范围。

可选地，在其他实施例中，内槽也可以选用具有矩形等其他截面形状的柱状结构，而外环槽也可以选用对应的环状结构。

优选地，在另一些实施例中，内槽可以选用球状结构，而外环槽可以选用具有更大半径的球状结构，并包裹于内槽之外，从而进一步提升腐蚀液受热的均匀性。

如图2及图3所示，在本实用新型的一些实施例中，腐蚀疲劳试验装置还可以包括两个夹持连接件。这两个夹持连接件适于固定连接试样7的两端，并适于分别固定连接疲劳机自带的两个夹持件以传递疲劳机提供的试验力，从而满足拉-拉加载、拉-压加载的试验条件。通过设置夹持连接件夹持试样7并传递疲劳机提供的试验力，可以避免疲劳机自带的夹持件直接接触试样7，从而避免泄露的腐蚀液对疲劳机自带的夹具产生腐蚀。由于夹持连接件的加工成本远低于比疲劳机自带的夹具，即使腐蚀槽6渗漏破坏夹持连接件，也可以有效地降低更换成本。

具体来说，夹持连接件可以包括夹头1、试样紧固套2及紧固螺母3。在一些实施例中，该夹头1可以通过螺纹结构固定连接疲劳机的两个夹持件中的任意一者，用于将试样7固定连接到疲劳机以进行腐蚀疲劳试验。在一些实施例中，该试样紧固套2适于螺纹连接位于试样7对应一端的螺纹结构71，用于将疲劳机提供的试验力传递到试样7上以进行腐蚀疲劳试验。在一些实施例中，该紧固螺母3适于紧固连接夹头1与试样紧固套2，用于限制夹头1与试样紧固套2之间的相对移动。

如图1所示，在一些优选的实施例中，夹头1靠近试样7的末端可以设有凹槽，用于固定试样7连接本夹持连接件的一端。通过设置该凹槽，可以防止试样7与夹持连接件之间的径向移动。在一些更优的实施例中，试样紧固套2适于通过螺纹结构71进一步向试样7的中间旋入一段距离，从而在试样7对应的一端的末端留出一段延伸距离。该延伸距离可以等于试样紧固套2到凹槽的底部的距离，以使试样7对应的一端的末端紧密接触凹槽的底部。通过设置匹配的延伸距离及凹槽深度，试样紧固套2可以通过螺纹结构71向试样7提供向上的拉力，同时，凹槽底部可以向试样7提供向下的压力。该拉力和压力方向相反，可以相互抵消并进一步固定试样7。在疲劳机对试样7进行拉-压加载时，夹持连接件可以通过螺纹结构71向试样7提供向上的拉力，或同时通过螺纹结构71及夹头1向试样7提供向下的压力，从而确保试样7在疲劳加载拉-压过程中受到的力与实际加载力一致。

以下将描述一些利用上述腐蚀疲劳试验装置来进行腐蚀疲劳试验的实施例，以便公众更清楚地了解本实用新型的构思，以及如何实施本实用新型。可以理解的是，这些进行腐蚀疲劳试验的实施例是一些非限制性的案例，并非用于限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的一些实施例中，利用上述腐蚀疲劳试验装置来进行腐蚀疲劳试验的操作方式可以包括以下步骤：

1)先将试样7两端加工出螺纹，将试样7穿入到橡胶塞5，再将腐蚀槽6及橡胶塞紧固法兰8穿过试样7与橡胶塞5配合安装好；

2)接着将试样紧固套2通过螺栓紧固的方式与试样7连接，试样7伸出试样紧固套2的长度与夹头1凹槽底部紧密接触，确保在拧紧紧固螺母3时试样7两端与夹头凹槽紧紧压在一起，从而确保在疲劳加载拉-压过程中试样受力与实际加载力一致；

3)将安装好的整套夹具及试样7通过夹头1与疲劳机自带的夹头连接；

4)在腐蚀槽6的外环槽加入一定量导热液体，内环槽加入一定量的腐蚀液；

5)将加热装置9和溶液状态监测系统10穿过腐蚀槽盖11后和腐蚀槽盖4配合盖好腐蚀槽，并利用溶液状态监测系统10调节腐蚀液温度至需要的试验温度，以开始腐蚀疲劳试验。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (10)

1.一种腐蚀疲劳试验装置，其特征在于，包括：

腐蚀槽，由抗腐蚀材料制成，包括：

内槽，用于盛放腐蚀液；以及

外环槽，环绕于所述内槽之外，用于盛放导热液；

密封连接件，适于安装于所述内槽，用于密封连接试样；以及

加热模块，适于接触盛放于所述外环槽的所述导热液以加热所述导热液。

2.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述密封连接件包括橡胶塞及橡胶塞紧固法兰，所述橡胶塞适于密封连接所述试样，并适于安装于所述内槽的底面的安装孔，所述橡胶塞紧固法兰固定连接所述橡胶塞，适于压紧所述内槽的底面的外侧以将所述橡胶塞及所述试样固定安装于所述内槽。

3.如权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述安装孔为向上收缩的锥形孔，适于配合弹性的所述橡胶塞实现密封安装。

4.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述腐蚀槽包括腐蚀槽盖，所述腐蚀槽盖适于安装于所述腐蚀槽的顶面以密封所述内槽与所述外环槽。

5.如权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述腐蚀槽盖设有加热模块安装孔，所述加热模块安装孔对准所述外环槽，所述加热模块适于穿过所述加热模块安装孔伸入所述外环槽以加热所述导热液。

6.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，还包括：

溶液状态监测模块，所述溶液状态监测模块的探头适于接触盛放于所述内槽的所述腐蚀液以监测所述腐蚀液的状态。

7.如权利要求6所述的试验装置，其特征在于，所述溶液状态监测模块通信连接所述加热模块，所述探头包括温度传感器，所述溶液状态监测模块适于闭环控制所述加热模块通过加热所述导热液来给所述腐蚀液传热。

8.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，还包括：

两个夹持连接件，适于固定连接所述试样的两端，并适于分别固定连接疲劳机自带的两个夹持件以传递所述疲劳机提供的试验力。

9.如权利要求8所述的试验装置，其特征在于，所述夹持连接件包括夹头、试样紧固套及紧固螺母，所述夹头适于固定连接所述疲劳机的两个夹持件中的一者，所述试样紧固套适于螺纹连接位于所述试样一端的螺纹结构，所述紧固螺母适于紧固连接所述夹头与所述试样紧固套。

10.如权利要求9所述的试验装置，其特征在于，所述夹头包括凹槽，用于固定所述试样的所述一端，所述试样紧固套适于在所述一端的末端留出延伸距离以使所述末端紧密接触所述凹槽的底部，所述延伸距离等于所述试样紧固套到所述凹槽的底部的距离。

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