[发明专利]一种适用于管状试样的老化箱

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料测试技术领域，具体的是一种适用于管状试样的老化箱。

背景技术

近年来，随着高分子材料行业的快速发展与技术的成熟，非金属承压设备采用全高分子、高分子复合材料或者高分子涂层材料以在表面改性、力学承载、工程防腐等方面部分甚至全部取代金属材料情况越来越多，并在我国的民生建设、经济发展等重要领域起到重要作用。但由于承压设备服役环境的特殊性，其许多部件往往都受到自然环境与工业环境等多重老化因素诱导。对特种设备而言，高分子材料老化主要的危害是造成其性能损失，导致材料的不合于使用问题。相关行业中高分子材料许多情况下都是最主要防腐措施或者最薄弱的部位，是容易诱发设备失效的重点环节。与之相对应的是，由于研究工作的开展不足，导致我国的检测单位对其老化与失效的认知缺乏，相关的检测标准的严重滞后，给相关设备的安全运行带来难以预知的风险。

一般来说，造成高分子材料老化原因主要是由于结构或组分内部具有易引起老化的低能键如具有不饱和双键、支链、羰基、末端上的羟基，等等。对于特种设备所用的高分子材料来说，引起老化环境因素多种多样，主要原因多为阳光(紫外)、氧气(或其他气态氧化质，如臭氧、氯气等)、热、水、应力、以及自然环境如海水、盐雾等。其中，以高能射线为主导因素的光氧老化是最重要的老化形式。

对于高分子老化研究工作而言，如何建立高分子材料的加速老化方法和对老化后的高分子材料的性能评价指标是非常重要的。在实际工况下由于高分子材料的老化是一个缓慢的过程，因此需要对其老化进程进行加速以减少试验时间。目前一般的方法是采用紫外灯、氙灯等高能光源进行辐照对光氧老化进行加速、通过盐雾、湿热和周浸等方法等对热氧老化和涂层失效与基体腐蚀进行加速、进而通过力学性能指标、色差、涂层附着力等判定材料的耐老化能力。

然而对于特种设备而言，单一研究材料的性能而不结合设备构形往往不能对设备失效进行有效表征。特别是承压设备，由于其工作特性，其表征往往需要进行水压爆破等性能试验，因此需要对整件设备进行均匀的加速老化来模拟致其老化的实际工况，因此对加速老化的设备要求极为严格。然而，目前市场上(包括国际市场)常用的加速老化箱均只能针对平板构形的片状试样进行处理，对于复杂构形的高分子/高分子复合材料的特种设备无法适用，难以满足相关工程试验的需要，给后续试验以及标准制定带来很大的桎梏。

发明内容

为了解决普通的高分子老化箱不适合制作管状高分子试样的问题。本发明提供了一种适用于管状试样的老化箱，该适用于管状试样的老化箱能够针对高分子材料制的压力管道/气瓶进行外表面实验室光源加速老化试验，并能为进一步的试验提供合格的外表面老化程度均匀的管状高分子试样。

本发明为解决其技术问题采用的技术方案是：一种适用于管状试样的老化箱，包括用于固定管状试样的试样夹具和多个长条形的老化光源，试样夹具能够驱动该老化箱所处理的管状试样以管状试样的轴线为轴转动，多个长条形的老化光源分布在试样夹具的周围，每个长条形的老化光源的长度方向均与该老化箱所能处理的管状试样的轴线平行，每个长条形的老化光源到该老化箱所能处理的管状试样的轴线的距离均相同。

所述适用于管状试样的老化箱还包括光强探头，光强探头位于该老化箱所能处理的管状试样的上方，同时光强探头还位于与该老化箱所能处理的管状试样的外边缘平齐的位置。

光强探头通过探头夹具与探头滑轨连接，光强探头和探头夹具能够沿着探头滑轨往复移动，该探头滑轨沿该老化箱所能处理的管状试样的径向设置。

光强探头和多个长条形的老化光源均与光强控制系统连接，该光强控制系统能够根据光强探头接收到的实际辐照强度自动调整老化光源的供电电流实现管状试样接收到的辐照度恒定。

老化光源以标准方式设置，该标准方式设置为多个长条形的老化光源均匀分布在试样夹具的周围，老化光源的数量为标准值，该标准值为A；A的计算公式为：

A＝x₁×D，x₁＝2πr×x₀；