[发明专利]一种深海耐压结构蠕变性能测试装置

说明书

本发明公开了一种深海耐压结构蠕变性能测试装置，涉及测试技术领域，该装置中，待测试的深海耐压结构置于压力筒本体中，压力筒本体提供深海压力试验环境，压力筒本体置于温度试验箱中，通过温度控制系统可以调节温度试验箱内的气体温度至试验所需的温度并保持恒定，不仅可以模拟深海环境温度，从而更精确的测试得到海水温度下的蠕变特性，还能保持待测试的深海耐压结构的温度恒定，从而减小温度造成的冷热变形对测试结果的影响，保证了长期蠕变特性测试的测试精度。

技术领域

本发明涉及测试技术领域，尤其是一种深海耐压结构蠕变性能测试装置。

背景技术

深海耐压结构是各种深海装备、机械的承载体，特别是对于载人型深海潜水器，由于要保证人员的安全，因此对深海耐压结构的长期可靠性要求极高。传统的深海耐压结构主要采用刚强度钢材，但随着深海装备潜深的不断增加，钛合金以其比强度高和抗腐蚀性好等特性而越来越多的被应用于深海耐压结构的建造。但是钛合金材料在常温高压下长期工作，会产生不可忽视的蠕变现象，金属结构的蠕变变形主要表现为在恒定应力下也会持续发生的变形，可能造成结构几何形状不满足应用要求，几何缺陷放大，极限承载能力下降，甚至发生失稳破坏。因此在深海耐压结构投入使用之前，需要通过模型试验对钛合金的深海耐压结构的蠕变特性进行试验研究，从而为长期服役的深海耐压结构的安全性评估方法提供支撑。

根据金属蠕变的一般规律，蠕变变形量与应力水平正相关，在结构应力较大的典型部位，蠕变变形也比较明显，因此目前在对深海耐压结构的蠕变特性进行试验研究时，通常是在这些部位布置应变片，再将整个模型置于模拟深海环境的压力筒中，就可以模拟深海耐压结构在深海压力下的常温蠕变行为。但在目前的试验研究过程中，采用的压力筒主要针对短时间的一次承载能力，对温度变化不敏感，而深海耐压结构常温蠕变试验需要持续的试验试件通常达到数月，环境温度会对应变测试造成较大影响，严重影响测试精度。另一方面，金属材料的蠕变速率与温度也有直接关系，深海环境下的温度与陆地上的温度也有较大差异，也会影响测试的准确度。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种深海耐压结构蠕变性能测试装置，利用该装置进行蠕变性能测试时能够有效减小环境温度对试验结果的影响，使得蠕变性能测试更精确。

本发明的技术方案如下：

一种深海耐压结构蠕变性能测试装置，包括待测试的深海耐压结构，该装置包括：压力筒本体、温度试验箱、应变片、压力传感器、压力表、温度传感器、加载截止阀、高压水泵、温度控制系统以及应变压力测试系统；

待测试的深海耐压结构设置在压力筒本体中，压力筒本体连接通水管路，通水管路上依次设置有加载截止阀和高压水泵，压力筒本体中充满液体；压力筒本体设置在温度试验箱中，温度试验箱连接通气管路，通气管路连接温度控制系统，温度试验箱中充满气体；

应变片设置在待测试的深海耐压结构的待测试位置，应变片的导线引出至温度试验箱外并连接应变压力测试系统；压力传感器与压力筒本体内的液体接触，压力传感器的导线引出至温度试验箱外并连接应变压力测试系统；压力表设置在温度试验箱内且压力表连接压力传感器，温度试验箱开设有观察窗口，观察窗口正对压力表，压力表用于显示压力传感器感应到的压力值；温度传感器设置在压力筒本体内和/或温度试验箱内，温度传感器的导线引出至温度试验箱外并连接温度控制系统，温度控制系统包括显示屏，显示屏用于显示温度传感器感应到的温度值。

其进一步的技术方案为，压力筒本体包括压力筒筒体和压力筒封头，压力筒封头与压力筒筒体可拆卸的组合密封在一起，压力传感器设置在压力筒封头上并探入压力筒本体内与液体接触，压力传感器的导线位于压力筒本体外；压力筒封头上开设有水密线缆孔，应变片的导线以及设置在压力筒本体内的温度传感器的导线通过水密线缆孔引出至压力筒本体外；