一种氢氧水蒸气环境的高频疲劳过热测试装置的制作方法

本发明涉及材料性能测试技术领域，尤其涉及一种氢氧水蒸气环境的高频疲劳过热测试装置。

背景技术：

在锅炉、燃气轮机等领域中，金属材料常常受到温度、水汽、腐蚀介质等多重因素的影响，导致材料的劣化，进而影响设备的安全，甚至带来严重的经济损失。因此，材料所使用的环境对材料性能的影响逐渐成为本领域技术人员研究的热点。但由于力、振动、温度和水溶氢或氧的耦合关系复杂，尤其对于氢氧水蒸气环境下的耦合数据较难实现定量分析，目前已成为对材料高频疲劳过热研究领域的一大难题。

综上所述，如何解决氢氧水蒸气环境下的耦合数据较难实现定量分析的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种氢氧水蒸气环境的高频疲劳过热测试装置，以实现氢氧水蒸气环境下的耦合数据的定量分析。

为了实现上述目的，本发明提供了一种氢氧水蒸气环境的高频疲劳过热测试装置，该装置包括氢氧水蒸气生成装置，所述氢氧水蒸气生成装置包括：

通过第一管路与环境试验装置的进气管连通的水蒸气发生器；

连接有氢氧供应管路的流量控制装置；

所述流量控制装置，设置在所述第一管路上，用于控制水蒸气中溶解氢氧的含量。

优选地，所述氢氧供应管路包括第一子供应管路和第二子供应管路，所述第一子供应管路与氧气瓶连接，所述第二子供应管路与氢气瓶连接。

优选地，所述氢氧水蒸气生成装置还包括电控柜，所述电控柜与所述流量控制装置连接。

优选地，在所述第一管路上且位于所述流量控制装置和所述进气管之间设置有高温混气阀。

优选地，所述水蒸气发生器还连接有蠕动泵，所述蠕动泵用于将水箱内的水引入所述水蒸气发生器。

优选地，所述流量控制装置包括单向阀。

优选地，所述环境试验装置的环境室为密封的。

优选地，所述环境室包括上环境室和下环境室，所述上环境室的上端通过上水冷法兰与所述环境试验装置的波纹管连接，所述上环境室的下端通过下水冷法兰与下环境室连接，所述下环境室与所述环境试验装置的下水冷拉杆连接。

优选地，所述环境室内还设置有用于与所述试样连接的热电偶。

优选地，所述环境试验装置的上夹头上设置有防水帽。

相比与背景技术介绍内容，上述氢氧水蒸气环境的高频疲劳过热测试装置，通过调节流量控制装置通入氢气和/或氧气的流量来控制第一管路的水蒸气中溶解氢氧的含量，进而可以控制通入环境试验装置的水蒸气的氢氧含量，从而实现了氢氧水蒸气环境下的耦合数据的定量分析。

附图说明

图1为本发明实施例提供的氢氧水蒸气生产装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的环境试验装置的主视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的环境试验装置的侧视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电控柜的控制流程示意图。

上图1-3中，

气瓶1、流量控制装置2、流量阀3、微调阀4、减压器5、电控柜6、单向阀7、水蒸气发成器8、高温混气阀9、蠕动泵10、高温液位计11、水箱12、上水冷拉杆13、波纹管14、上环境室15、防水帽16、试样17、热电偶18、下环境室19、热电偶座20、下水冷拉杆21、观察窗22、排水管23、下夹头24、上夹头25、排气管26、上水冷法兰27、进气管28、下水冷法兰29。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种氢氧水蒸气环境的高频疲劳过热测试装置，以实现氢氧水蒸气环境下的耦合数据的定量分析。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-4所示，本发明实施例提供的一种氢氧水蒸气环境的高频疲劳过热测试装置，该装置包括氢氧水蒸气生成装置，氢氧水蒸气生成装置包括：

通过第一管路与环境试验装置的进气管28连通的水蒸气发生器8；

连接有氢氧供应管路的流量控制装置2；

流量控制装置2，设置在第一管路上，用于控制水蒸气中溶解氢氧的含量。

相比与背景技术介绍内容，上述氢氧水蒸气环境的高频疲劳过热测试装置，通过调节流量控制装置通入氢气和/或氧气的流量来控制第一管路的水蒸气中溶解氢氧的含量，进而可以控制通入环境试验装置的水蒸气的氢氧含量，从而实现了氢氧水蒸气环境下的耦合数据的定量分析。

本领域技术人员都应该理解的是，上述水蒸气发生器一般连接有水箱12，通过高温液位计11可以观测是否需要对水箱内补给水。

进一步地，上述氢氧供应管路包括第一子供应管路和第二子供应管路，上述第一子供应管路与氧气瓶连接，上述第二子供应管路与氢气瓶连接。上述氢氧供应管路通过气瓶的方式连接，使得整个装置的便携性更强。当然可以理解的是上述气瓶连接的方式供应氢氧仅仅是本发明实施例的一种优选地举例而已。还可以是氢氧供应管路直接与氢氧气体发生器连接的方式，或本领域技术人员常用的其他任何形式。

进一步地，上述氢氧水蒸气生成装置还包括电控柜6，该电控柜6与流量控制装置2连接。通过与流量控制装置连接可设定氢气和/或氧气流量。当然可以理解的是上述电控柜还可以与水蒸气发生器8连接，进而可以设定水蒸气的流量。通过电控柜控制流量，使得对气体流量的控制更加方便智能准确。上述电控柜的控制流程具体如图4所示：电控柜开启并进行初始化设置100；设定水蒸气流量；设定氢气和/或氧气流量200；气体混合300；通入环境试验装置的进气管400；接收实验结束指令后控制流量阀闭锁500；关闭电源600。当然理解的是上述设定水蒸气流量和设定氢气和/或氧气流量，可根据实际试验需求进行任意设定。

进一步地，在第一管路上且位于流量控制装置和进气管之间设置有高温混气阀9。当然可以理解的是上述高温混气阀连通的方式仅仅是本发明实施例的一种优选地举例而已，还可以单独的容器进行混合的方式，再由阀体引入环境试验装置的进气管；或本领域技术人员常用的其他方式。

进一步地，上述水蒸气发生器8还连接有蠕动泵10，该蠕动泵10用于将水箱内的水引入水蒸气发生器8。通过设置蠕动泵，使得水蒸气产出时能够保证水蒸气发生器整体的气密性，更容易保证真空度。当然可以理解的是上述蠕动泵仅仅是本发明实施例的一种优选的举例，还可以是本领技术人员常用的其他泵体。

进一步地，上述流量控制装置2包括单向阀7。通过设置单向阀有效的保证了流量阀流通量的准确性，同时还能防止水蒸气进入气瓶。当然可以理解的是，上述气瓶还可以理解有减压器5和微调阀4，通过减压阀可以降低气瓶引出气体的的高压，同时通过微调阀，可以进一步对气体流量进行更加细微的调节。

进一步地，上述环境试验装置的环境室为密封的。通过设置密封的环境装置，保证了试样的试验环境的密封性，同时在密闭空间内对试样加热，提高了升温效率，同时能防止试验过程中可能产生的有害气体排出，造成环境污染。

进一步地，上述环境室包括上环境室15和下环境室19，上环境室15的上端通过上水冷法兰27与环境试验装置的波纹管14连接，上环境室15的下端通过下水冷法兰29与下环境室19连接，下环境室19与环境试验装置的下水冷拉杆21连接。当然可以理解的是上述环境室分为上环境室和下环境室仅仅是本发明实施例的一种优选地方式而已，还可以是环境室为一整体结构的形式，并且上述水冷法兰的连接方式也是本发明实施例的一种优选的举例，还可以是本领域技术人员常用的其他连接方式。另外，上述下环境室19上还可以设置有观察窗22。通过观察窗可是对环境试验装置内的试样进行观察。当然可以理解的是上述观察窗的形式仅仅是本发明实施例的一种优选的举例，还可以是在其他位置设置观察窗，或者环境室整体为透明材料制成等等。

进一步地，上述环境室内还设置有用于与试样17连接的热电偶18。通过热电偶直接与试样连接使得对于试样的实时温度检测更加准确，上述连接的方式可以是直接与试样绑在一起，或本领域技术人员常用的其他方式等等。

进一步地，上述环境试验装置的上夹头25上设置有防水帽16。通过对上夹头设置防水帽，在试样试验过程中，避免了水蒸气因受冷凝结成水低落至试样上，对试样的实验结果造成影响。

当然可以理解的是，为了实现高频疲劳过热的测试，本领域技术人员都应该理解的是，该装置另外应该还包括用于给试样加载的高频疲劳试验机的加载主机，该加载主机一般由高频激振器、上横梁、弓形环、上连杆、下连杆、立柱、传感器、配重底座、地脚等构成；该装置还包括大气炉、大气炉支架和温度控制系统等用于控制环境试验装置的温度。通过本发明提供的装置能够准确检测试样在其近服役环境下的各项材料性能，特别针对火电、核电、燃气轮机等领域用关键高温材料的实际服役状态，尤其应用于其材料环境-载荷耦合条件下的高频振动失效机理的研究。

以上对本发明所提供的、一种氢氧水蒸气环境的高频疲劳过热测试装置进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。