[发明专利]一种可监测焊缝局部应力及非均匀腐蚀的装置及方法

权利要求书

1.一种可监测焊缝局部应力及非均匀腐蚀的装置，其特征在于，包括拉伸支架、试验容器、焊缝试件、腐蚀监测系统和应力监测系统，所述焊缝试件的两端分别可拆卸地固定在拉伸支架的内侧，所述试验容器用于贮存腐蚀介质，其上设有溶液进口和溶液出口，所述试验容器设有若干开口，所述焊缝试件的中部通过固定压板紧靠在试验容器的开孔上，所述腐蚀监测系统和应力监测系统均连接在所述焊缝试件远离试验容器一面的中部。

2.根据权利要求1所述的可监测焊缝局部应力及非均匀腐蚀的装置，其特征在于，所述拉伸支架为矩形框架，其中内侧中一端设有固定连接在其上的第一夹紧块，所述矩形框架的另一端开设通孔，螺纹拉杆可拆卸地连接在该通孔内，所述螺纹拉杆靠近于第一夹紧块的端部设有固定在其上的第二夹紧块，另一端连接有梯形螺母，所述梯形螺母用于对夹持在第一夹紧块与第二夹紧块之间的焊缝试件施加预紧力。

3.根据权利要求2所述的可监测焊缝局部应力及非均匀腐蚀的装置，其特征在于，所述第一夹紧块和第二夹紧块的主体部分规格相同，其上开设匹配焊缝试件厚度的定位槽，所述焊缝试件的两端均设有焊缝试件定位孔，所述第一夹紧块和第二夹紧块均开设夹紧块定位孔，焊缝试件通过定位销和夹紧块定位孔安装在第一夹紧块和第二夹紧块上。

4.根据权利要求1所述的可监测焊缝局部应力及非均匀腐蚀的装置，其特征在于，所述试验容器由4组紧固螺栓将前端盖、筒身以及后端盖连接紧固，筒身顶部布置所述溶液进口及溶液出口，筒身顶部布置有温度探头及pH探头；所述焊缝试件通过固定压板紧靠在带开孔的后端盖上。

5.根据权利要求1所述的可监测焊缝局部应力及非均匀腐蚀的装置，其特征在于，所述焊缝试件取材于完整焊缝结构，并通过线切割将试件拉伸段的母材区、热影响区以及焊趾区进行空间上的分离。

6.根据权利要求4所述的可监测焊缝局部应力及非均匀腐蚀的装置，其特征在于，所述后端盖上开有3个孔，开孔尺寸与焊缝试件上每个焊缝区域的宽度相同，孔间距与焊缝试件三个区域的分布间隔相一致，通过后端盖上的三个开孔，焊缝试件上的三个区域可以与试验容器中的腐蚀介质相连，进而可以开展焊缝腐蚀试验。

7.根据权利要求1所述的可监测焊缝局部应力及非均匀腐蚀的装置，其特征在于，所述焊缝试件的一个面为测量面，另一个面为腐蚀面。在腐蚀面上，焊缝三个区域分别与试验容器内介质接触，在测量面上，一方面布置应力应变片，通过引线与应力监测系统相连进行局部应力监测；另一方面布置电流电压引出线，通过四线法与腐蚀监测系统相连进行焊缝非均匀腐蚀监测。

8.一种权利要求1～7任一项所述可监测焊缝局部应力及非均匀腐蚀的装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01：将应力应变片以及引出线布置在焊缝试件表面；

S02：将焊缝试样装配入拉伸支架，调节梯形螺纹改变拉伸试件的预紧拉力；

S03：将焊缝试件与试验容器紧固，并在试验容器顶部布置好温度及pH探头；

S04：通过焊缝试件上的引出线将试件与腐蚀监测系统及应力监测系统连接起来；

S05：通过溶液进出口对试验容器进行腐蚀介质的加注；

S06：通过切换应力监测系统控制开关，对焊缝三个区域定时进行应力测量；

S07：通过切换腐蚀监测系统控制开关，对焊缝三个区域定时进行腐蚀深度测量；

S08：通过对比焊缝三个区域的局部应力及腐蚀变化，评估焊缝结构的性能状态。