[实用新型]一种金属材料高温腐蚀环境变形测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于金属材料力学性能测试分析领域，具体涉及一种金属材料高温腐蚀环境变形测量装置。

背景技术

固体材料在一定温度下，保持应力不变时，应变随时间延长而增加的现象称为蠕变。材料的蠕变行为是时间、应力、温度共同作用的结果，只要作用的时间足够长，蠕变在应力远小于弹性极限时也能出现。同样，材料的蠕变行为在低温下也会发生，但只有达到一定的温度才能变得显著，该温度称为材料的蠕变温度。火电、核电等领域长时高温受载条件下工作的构件，蠕变损伤是其主要的失效形式，材料的蠕变寿命是材料研发、构件设计、寿命预测和可靠性评估必须参考的基本高温力学性能之一。

除温度应力作用下的正常的长时蠕变损伤外，对于火电、核电领域的高温部件而言，在其蠕变寿命内，还面临着管道内的蒸气氧化，管道外的烟气腐蚀以及管道焊接接头的开裂等严重的失效问题。高温部件的腐蚀、氧化以及焊接接头的弱化会影响管道的蠕变寿命，同时高温部件的蠕变变形也会加速管道的氧化、腐蚀以及焊接接头的弱化，因此，利用常规简单高温条件下的材料蠕变寿命预测不能准确的反映管件的真实寿命极限。根据高温部件的实际服役环境，设计开发能够模拟其内部高温水蒸气、外部高温烟气环境的环境模拟装置，进行其近服役环境下的蠕变持久性能测试分析，对火电、核电等管件的寿命预测和可靠性评估有着非常重要的意义。

金属材料高温蠕变持久试验过程中，准确的变形测量是试验测试的关键。常规高温蠕变测试设备一般采用引伸杆将试样的变形引出，在高温加热炉外再利用位移计进行蠕变变形的间接测量。但高温部件近服役环境模拟装置为密封系统，试验过程中试样的变形的引出、引出装置的运动、特别是引出装置与试验舱的配合以及动态密封变得尤为关键。

实用新型内容

本实用新型提出一种金属材料高温腐蚀环境变形测量装置，变形测量装置采用常规的引出式变形测量方式，引伸杆设计为高温腐蚀环境箱内外两部分，内外引伸杆之间以金属波纹管连接，以保证引出装置与高温腐蚀环境箱之间的动态密封；外引伸杆通过引伸杆托架安装在蠕变持久加载主机下拉杆上，并通过引伸杆定位滑块和导轨之间的配合，实现金属试样蠕变变形过程中引伸杆的移动，保证变形量的精确测量。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种金属材料高温腐蚀环境变形测量装置，所述金属材料高温腐蚀环境变形测量装置包括：大气炉、高温腐蚀环境箱、变形测量组件、法兰组件、加载组件、腐蚀气体发生器和试样。

进一步的，所述高温腐蚀环境箱设置于所述大气炉内，所述法兰组件设置于所述高温腐蚀环境箱两端，所述加载组件设置于所述法兰组件上并穿过法兰组件延伸至所述高温腐蚀环境箱内，所述试样放置于所述高温腐蚀环境箱内，所述腐蚀气体发生器与所述高温腐蚀环境箱连接。

进一步的，所述变形测量组件包括：第一内引伸杆、第二内引伸杆、第一外引伸杆、第二外引伸杆、第一波纹管、第二波纹管、第一托架、第二托架、定位滑块、滑轨和位移计，所述法兰组件包括：上法兰和下法兰，所述加载组件包括：上拉杆、下拉杆、上夹头、下夹头。

进一步的，所所述上法兰设置于所述高温腐蚀环境箱上端，所述下法兰设置于所述高温腐蚀环境箱下端。

进一步的，所述上拉杆与所述上夹头连接，所述上夹头穿过上法兰中部延伸至所述高温腐蚀环境箱内，所述下拉杆与所述下夹头连接，所述下夹头穿过下法兰中部延伸至所述高温腐蚀环境箱内，所述上夹头和下夹头分别夹持在试样的两端。

进一步的，所述第一内引伸杆、第二内引伸杆一端以卡环形式与所述试样连接，所述第一内引伸杆、第二内引伸杆另一端穿过下法兰和第一波纹管、第二波纹管的上端法兰中心孔并分别与第一波纹管、第二波纹管的下端法兰以螺纹形式连接，所述第一外引伸杆、第二外引伸杆一端分别与所述第一波纹管、第二波纹管的下端法兰以螺纹形式连接，所述第一外引伸杆、第二外引伸杆另一端分别固定于所述第一托架、第二托架之上，所述第一托架、第二托架固定于定位滑块之上，所述定位滑块与所述滑轨连接，所述位移计固定于所述第一托架、第二托架之间。

进一步的，所述腐蚀气体发生器通过管路与所述高温腐蚀环境箱腔内连接。

进一步的，所述第一波纹管、第二波纹管上端法兰设置螺纹并与所述下法兰配合保证所述高温腐蚀环境箱的密封。

本实用新型的有益效果在于，该装置设计原理简单，方法简便易行，在火电、核电等领域金属材料腐蚀环境下蠕变持久性能测试或其他需要进行腐蚀环境下力学性能中容易实现，可以实现工业化生产。

附图说明