[发明专利]厚试样在强氧化溶液中的应力腐蚀试验装置和试验方法

说明书

本发明公开了一种厚试样在强氧化溶液中的应力腐蚀试验装置，包括：腐蚀介质盒，温度控制系统，压力控制系统，溶液补充系统，试样加载机构，以及溶液收集装置。本发明还公开了使用所述应力腐蚀试验装置的试验方法。本发明采用本发明的试验装置能够对腐蚀介质的氧化压力进行控制，营造更加精确、严苛的腐蚀环境，从而实现对厚试样的SCC开裂敏感性能进行准确评价，并且，本发明的试验方法操作方便、适用范围广，经济实惠效率高。

技术领域

本发明属于金属应力腐蚀试验技术领域，具体地说，是关于一种厚试样在强氧化溶液中的应力腐蚀试验装置和试验方法。

背景技术

以铝合金为代表的结构金属材料已被广泛应用，是航空航天、船舶、桥梁、大型容器、管道、车辆等领域中主要的结构材料之一。但在实际使用过程中存在失效的风险。导致其失效的主要原因之一为应力腐蚀(SCC)。因此对金属材料的应力腐蚀敏感性进行评价具有十分重要的实际意义。

SCC现象广泛存在于各类结构金属材料中，其会导致材料提早失效，从而对使用性能产生影响。目前，常用的应力腐蚀试验及装置根据测试对象的材料不同，采用的溶液为3.5％的氯化钠、42％的氯化镁、或硫化氢等，分别属于常温常压、高温常压和气体环境。试验装置根据使用环境的不同，只能对溶液的化学组成、温度、气体气氛/压力，进行单一的调节。

现有的应力腐蚀试验对影响材料实际SCC开裂敏感性能的因素的评价还有很多欠缺，试样厚度是一个重要影响因素，但对厚试样的表征方法和经验还大大欠缺。因此需要设计一种可以合理、高效地测试评价厚试样SCC开裂敏感性能的试验方法与装置。

发明内容

本发明的目的就在于针对现有应力腐蚀试验所存在的上述缺点，提供一种针对厚试样应力腐蚀性能评价的试验装置。

为实现上述目的，本发明的厚试样在强氧化溶液中的应力腐蚀试验装置包括：

腐蚀介质盒：包括盒底、上方设有开口的盒体、以及设于开口处的盒盖；

温度控制系统：用于保持腐蚀介质盒内的温度，包括温度控制器、加热片和测温计，其中加热片和测温计均置于腐蚀介质盒内，并分别与温度控制器连接；

压力控制系统：用于保持腐蚀介质盒内的压力，包括储气罐、进气管和排气管，其中，进气管穿过盒体伸至腐蚀介质盒的内部，排气管穿过盒盖从腐蚀介质盒内伸出，且进气管和排气管上均设有电子阀；

溶液补充系统：为一个注射器，包括针管、针管前端的针头、以及前端插入针管内的推杆，针头向下穿过盒盖伸至腐蚀介质盒内；

试样加载机构：包括上拉杆和下拉杆，上拉杆从腐蚀介质盒的盒盖穿入，下拉杆从腐蚀介质盒的盒底穿入，上拉杆和下拉杆相对的两端设有夹持机构，用于夹持试样；

溶液收集装置：包括冷凝管和收集槽，冷凝管与排气管连接，收集槽位于冷凝管的正下方。

根据本发明的优选实施例，所述腐蚀介质盒的盒盖的外缘为楔形，盒体的上方开口处设有若干个紧固螺栓，且开口处的下方设有与盒盖的楔形外缘相匹配的卡槽，盒盖依靠其楔形的外缘卡入盒体的卡槽内，并通过紧固螺栓夹紧固定。

根据本发明的优选实施例，所述温度控制系统的测温计用于检测腐蚀介质盒内的温度，并反馈给温度控制器，温度控制器根据测温计反馈的温度确定是否开启加热片加热，从而将腐蚀介质盒内的温度保持在所需的范围。

根据本发明的优选实施例，所述压力控制系统的电子阀带有压力感应探头，用于感应腐蚀介质盒内的压力。

根据本发明的优选实施例，所述溶液补充系统的推杆设置为外螺纹，而针管的内壁设置为内螺纹，从而实现两者的螺纹连接。

本发明的第二个方面，提供了一种厚试样在强氧化溶液中的应力腐蚀试验方法，采用上述的应力腐蚀试验装置，包括以下步骤：