一种蠕变持久试验机用加热炉故障更换设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属金属材料力学性能特别是10万小时及以上长时连续蠕变持久性能测试分析领域，具体涉及一种蠕变持久试验机用加热炉故障更换设备。
【背景技术】
[0002]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。各种金属材料的蠕变温度约为0.3Tm(Tm为熔化温度，以热力学温度表示)，对于一些低熔点金属如铅、锡等，温室下就会发生蠕变。因此，对于能源、石油化工、航空航天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。
[0003]1905年英国菲利普斯(F.Philips)首先观察到金属丝的蠕变现象，但直到1922年英国迪肯森(Dickenson)发表了钢的婦变试验结果后，人们才开始认识到高温承载下金属构件均会发生蠕变，蠕变试验研究从此受到重视，并将105h蠕变断裂时所对应的应力，称为材料的蠕变断裂强度或持久强度极限，规定其为高温结构材料设计的依据。但在20世纪30年代，材料一定温度下的蠕变断裂试验不可能连续进行105h，材料的持久强度极限很难通过试验实测获得。因此，研究者陆续提出了各种高温结构材料持久强度外推方法，这些就是高温结构材料寿命评估技术的原型。随着科学技术的不断发展，大量105h甚至2X105h蠕变断裂数据的出现，科研人员尤其是工程技术人员对外推方法进行了不断的检验、分析总结和优化，形成了现有的高温结构材料蠕变寿命评估方法体系:持久强度模型(等温外推模型，时间-温度参数模型，Robinson寿命消耗模型)、蠕变变形模型(Θ预测法，蠕变曲线外推)以及基于断裂力学的蠕变损伤开裂和裂纹扩展模型。
[0004]根据国际标准的规定，利用外推模型进行金属材料蠕变持久寿命评估时，最短试验时间不应低于外推寿命的1/3，即:要获得材料蠕变断裂强度或持久强度极限，最少需要开展3300小时的长时蠕变持久试验。蠕变持久试验机用高温在长时高温的工作过程中，由于温度持续较高，炉丝与电极接触不良等原因，会导致高温炉的炉丝氧化断开。一旦高温炉的某段炉丝断开，该段的温度就会立刻下降，高温蠕变试验就无法继续进行，由此引起的试验误差具有不可恢复性，材料的性能数据就需要重新开始评估，造成资源的极大浪费，因此，保证蠕变持久试验机加热炉炉丝的长时连续工作是对金属材料的长时蠕变持久性能测试有着重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明提出一种蠕变持久试验机用高温加热炉故障更换设备，通过备用炉车21和托架导轨定位设计，能够在加热炉发生故障时在标准允许的温度偏差内完成加热炉的更换，保证蠕变持久试验机用加热炉的长时连续工作。
[0006]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种蠕变持久试验机用加热炉故障更换设备，其特征在于，所述加热炉故障更换设备通过备用炉车和托架导轨定位设计，在加热炉发生故障时在标准允许的温度偏差内完成加热炉的更换，保证蠕变持久试验机用加热炉的长时连续工作。
[0007]进一步的，所述加热炉故障更换设备包括:试验炉组件、备用炉组件与保温装置。
[0008]进一步的，所述试验炉组件包括:蠕变持久加载主机框架、炉架、第一导轨、第一炉座、试验炉、炉车定位扣，所述炉架设置于所述主机框架上，所述第一导轨设置于所述炉架上，所述第一炉座设置于所述第一导轨上并与所述第一导轨配合，所述试验炉与所述第一炉座连接，所述炉车定位扣设置于所述蠕变持久加载主机框架上用于与所述备用炉组件连接。
[0009]进一步的，所述备用炉组件包括:备用炉车、升降台、升降手柄、第二导轨、第二炉座、备用炉与炉车定位杆，所述备用炉车下方设有行走轮，所述升降手柄与升降台设置于所述备用炉车一侧，所述升降手柄控制所述升降台的升降，所述第二导轨设置于所述升降台上，所述第二炉座设置于所述第二导轨上并与所述第二导轨配合，所述备用炉与所述第二炉座连接，所述炉车定位杆设置于所述备用炉车一侧与试验炉组件的炉车定位扣连接以固定炉车。
[0010]进一步的，所述试验炉与所述备用炉为对开式式结构并可沿中线分为两半圆筒状结构。
[0011 ] 进一步的，所述保温装置设置于所述试验炉与所述备用炉上、下两端。
[0012]进一步的，所述保温装置为保温板。
[0013]通过备用炉车、导轨的精确定位设计以及工作人员的合理配置，蠕变持久试验机加热炉在800°C发生故障时，利用加热炉故障更换设备15s即可完成故障加热炉的更换，加热炉更换过程中的温降为10°C，并在5分钟之内即可稳定到原有的目标温度，稳定过程中的温度平均波动小于5°C。基本满足国际标准ISO 204-2009和国内标准GB 2039-2-12对蠕变持久试验过程中温度波动的要求。
[0014]与现有加热炉相比，本发明的特点在于，能够在蠕变持久试验机因试验炉15故障发生加热中断时，快速的进行备用炉26和试验炉15之间的更换，在标准要求的温度波动范围内保证加热炉的连续工作，从而无限次地提高蠕变持久试验机的工作寿命。
【附图说明】
[0015]图1为本发明加热炉故障更换设备结构示意图；
图2为本发明备用炉组件结构示意图；
图3为本发明实施例一加热炉故障更换过程中的温度曲线图。
【具体实施方式】
[0016]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017]相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
[0018]如图1-2所示，一种蠕变持久试验机用加热炉故障更换设备，所述加热炉故障更换设备通过备用炉车和托架导轨定位设计，能够在加热炉发生故障时在标准允许的温度偏差内完成加热炉的更换，保证蠕变持久试验机用加热炉的长时连续工作。所述加热炉故障更换设备包括:试验炉组件1