本发明涉及应力腐蚀裂纹预制，尤其是涉及一种对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置及其使用方法。
背景技术：
1、核电工程、海洋工程和船舶工程等领域中所使用的大型结构件上的焊缝在长期的应力和腐蚀环境下服役，不可避免会出现应力腐蚀裂纹，严重威胁结构件的安全运行。因此，对结构件的应力腐蚀裂纹位置进行精准的维修是延长结构件服役寿命和安全运行的关键。
2、而在研究焊接结构应力腐蚀裂纹的维修技术验证过程中，难以对服役过程中的工程结构件的应力腐蚀裂纹位置进行截取，因此需要对工程结构件焊缝进行应力腐蚀裂纹的预制，从而完成对其维修工艺的深入研究工作。
3、目前，国家标准gb/t 15970《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验》所对应的应力腐蚀开裂测试多采用小试样的测试方法进行测试，未发现对大尺寸对接焊缝进行应力腐蚀裂纹的试验方法和应力腐蚀裂纹预制的装置。
4、天津钢管制造有限公司所设计的一种弯梁弯曲应力腐蚀测试装置，支点采用新型聚酰亚胺材料替代目前常用的璃棒的方法，可以避免试样加载过程中发生支点脆断的弯梁弯曲应力腐蚀测试装置，不涉及应力腐蚀裂纹的预制。
5、北京科技大学所设计的焊接构件的应力腐蚀敏感性评定方法及系统，采用数字图像相关、声发射以及电化学技术，解决了应力腐蚀裂纹萌生与扩展过程中单一监测方法的弊端，通过对应力腐蚀裂纹尖端萌生、裂纹扩展过程监测，对应力腐蚀现象进行深入研究，不涉及应力腐蚀裂纹的预制。
6、华东理工大学所设计的焊接构件的应力腐蚀敏感性评定方法及系统，涉及对焊接构件各区域的应力腐蚀敏感性评价方法，不涉及应力腐蚀裂纹的预制。
7、国核电站运行服务技术有限公司所发表的核级不锈钢大尺寸应力腐蚀裂纹的制备技术研究文章，采用慢应变速率试验，完成宽30mm的大尺寸核级316l奥氏体不锈钢试样，进行加速应力腐蚀开裂研究，不涉及大尺寸对接焊缝应力腐蚀裂纹的预制。
8、本申请人发现现有技术中至少存在以下技术问题：现有技术对应力腐蚀裂纹的研究工作多集中在应力腐蚀开裂过程的理论计算、扩展过程的观测和应力腐蚀测试领域，对焊接结构的应力腐蚀裂纹的预制工作研究和发明专利甚少，现有的应力腐蚀研究设备无法进行应力腐蚀裂纹的预制。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置及其使用方法，以解决现有技术中存在的应力腐蚀研究设备无法进行应力腐蚀裂纹预制的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
3、一种对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置，包括应力施加模块、腐蚀施加模块和监测模块，对接焊缝工件放置在所述应力施加模块中并且能够被所述应力施加模块压紧固定，所述腐蚀施加模块连接在所述对接焊缝工件的顶部并且在连接后形成用于加注腐蚀液的容纳空间，所述监测模块分别连接在所述应力施加模块上以及所述对接焊缝工件的焊缝上。
4、优选地，所述应力施加模块包括顶弯块、压块和压紧结构，所述对接焊缝工件放置在所述顶弯块的顶部，所述压块放置在所述对接焊缝工件的顶部，所述压紧结构分别与所述压块和所述顶弯块相连接并且所述压块和所述顶弯块能够将所述对接焊缝工件夹持压紧在中间，调节所述压紧结构能够调节所述压块和所述顶弯块对所述对接焊缝工件的压紧程度。
5、优选地，所述压紧结构为压紧螺栓，所述压块上开设有若干个与所述压紧螺栓数量相同并且位置相对应的螺栓通孔，所述顶弯块上开设有若干个与所述压紧螺栓数量相同并且位置相对应的螺栓连接孔，所述压紧螺栓依次与对应的所述螺栓通孔和所述螺栓连接孔螺纹连接以使所述压块与所述顶弯块通过所述压紧螺栓压紧固定。
6、优选地，所述顶弯块的顶面形状呈现为向上凸起的圆弧形状，所述压块与所述对接焊缝工件接触一侧设置有倾斜斜面。
7、优选地，所述腐蚀施加模块包括储液槽和密封结构，所述储液槽通过所述密封结构连接在所述对接焊缝工件的顶部，所述储液槽、所述密封结构和所述对接焊缝工件围合形成所述容纳空间，所述容纳空间的底部密封，所述焊缝的中部位于所述容纳空间内部，所述腐蚀液加注在所述容纳空间内部。
8、优选地，所述密封结构为密封胶体，所述储液槽的底部通过所述密封胶体连接在所述对接焊缝工件的顶部。
9、优选地，所述监测模块包括应变测量标尺、应变片和应力采集仪器，所述应变测量标尺连接在所述压块的外侧壁上，所述应变片连接在所述焊缝的顶部，所述应变片与所述应力采集仪器通信连接。
10、优选地，所述压块包括压紧部和延长部，所述压紧部与所述对接焊缝工件相接触，所述压紧部平行于所述焊缝方向的两端的底部各一体式连接有一个所述延长部，所述延长部垂直于所述焊缝方向的两个端面各连接有一个所述应变测量标尺。
11、优选地，所述应变片的数量为若干个，若干个所述应变片在所述焊缝上均匀分布。
12、一种对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置的使用方法，包括以下步骤：
13、s1.根据所需要预制的应力腐蚀裂纹确定应力数值、形变数值以及腐蚀液的成分浓度；
14、s2.将对接焊缝工件放置在应力施加模块中，通过所述应力施加模块压紧所述对接焊缝工件，在所述应力施加模块和所述对接焊缝工件的焊缝上连接监测模块，调节所述应力施加模块的压紧程度，使所述监测模块获取的应力数值和形变数值达到步骤s1中所述的应力数值和形变数值；
15、s3.在所述对接焊缝工件上连接腐蚀施加模块，向所述腐蚀施加模块中加注步骤s1中所述的成分浓度的腐蚀液；
16、s4.当所述对接焊缝工件的焊缝上出现对应的应力腐蚀裂纹后，吸出所述腐蚀液，拆除所述腐蚀施加模块，从所述应力施加模块上取下所述对接焊缝工件。
17、本发明的有益效果为：对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置可以通过应力施加模块和腐蚀施加模块同时向焊缝施加应力和腐蚀，并且通过监测模块精准控制应力应变的施加，对接焊缝工件在同时受到应力和腐蚀的作用后，焊缝应力腐蚀敏感区域易出现应力腐蚀裂纹，从而完成裂纹的预制作业，装置适用于大尺寸焊缝应力腐蚀裂纹的预制，并且还可以通过改变焊缝的材料属性和对应腐蚀液的成分浓度配比，完成不同材料对接焊缝应力腐蚀裂纹的预制。
1.一种对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置，其特征在于，包括应力施加模块(1)、腐蚀施加模块(2)和监测模块(3)，对接焊缝工件(4)放置在所述应力施加模块(1)中并且能够被所述应力施加模块(1)压紧固定，所述腐蚀施加模块(2)连接在所述对接焊缝工件(4)的顶部并且在连接后形成用于加注腐蚀液的容纳空间，所述监测模块(3)分别连接在所述应力施加模块(1)上以及所述对接焊缝工件(4)的焊缝上。
2.根据权利要求1所述的对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置，其特征在于，所述应力施加模块(1)包括顶弯块(11)、压块(12)和压紧结构(13)，所述对接焊缝工件(4)放置在所述顶弯块(11)的顶部，所述压块(12)放置在所述对接焊缝工件(4)的顶部，所述压紧结构(13)分别与所述压块(12)和所述顶弯块(11)相连接并且所述压块(12)和所述顶弯块(11)能够将所述对接焊缝工件(4)夹持压紧在中间，调节所述压紧结构(13)能够调节所述压块(12)和所述顶弯块(11)对所述对接焊缝工件(4)的压紧程度。
3.根据权利要求2所述的对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置，其特征在于，所述压紧结构(13)为压紧螺栓，所述压块(12)上开设有若干个与所述压紧螺栓数量相同并且位置相对应的螺栓通孔，所述顶弯块(11)上开设有若干个与所述压紧螺栓数量相同并且位置相对应的螺栓连接孔，所述压紧螺栓依次与对应的所述螺栓通孔和所述螺栓连接孔螺纹连接以使所述压块(12)与所述顶弯块(11)通过所述压紧螺栓压紧固定。
4.根据权利要求2所述的对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置，其特征在于，所述顶弯块(11)的顶面形状呈现为向上凸起的圆弧形状，所述压块(12)与所述对接焊缝工件(4)接触一侧设置有倾斜斜面。
5.根据权利要求1所述的对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置，其特征在于，所述腐蚀施加模块(2)包括储液槽(21)和密封结构(22)，所述储液槽(21)通过所述密封结构(22)连接在所述对接焊缝工件(4)的顶部，所述储液槽(21)、所述密封结构(22)和所述对接焊缝工件(4)围合形成所述容纳空间，所述容纳空间的底部密封，所述焊缝的中部位于所述容纳空间内部，所述腐蚀液加注在所述容纳空间内部。
6.根据权利要求5所述的对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置，其特征在于，所述密封结构(22)为密封胶体，所述储液槽(21)的底部通过所述密封胶体连接在所述对接焊缝工件(4)的顶部。
7.根据权利要求2所述的对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置，其特征在于，所述监测模块(3)包括应变测量标尺(31)、应变片(32)和应力采集仪器(33)，所述应变测量标尺(31)连接在所述压块(12)的外侧壁上，所述应变片(32)连接在所述焊缝的顶部，所述应变片(32)与所述应力采集仪器(33)通信连接。
8.根据权利要求7所述的对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置，其特征在于，所述压块(12)包括压紧部(121)和延长部(122)，所述压紧部(121)与所述对接焊缝工件(4)相接触，所述压紧部(121)平行于所述焊缝方向的两端的底部各一体式连接有一个所述延长部(122)，所述延长部(122)垂直于所述焊缝方向的两个端面各连接有一个所述应变测量标尺(31)。
9.根据权利要求7所述的对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置，其特征在于，所述应变片(32)的数量为若干个，若干个所述应变片(32)在所述焊缝上均匀分布。
10.一种对接焊缝应力腐蚀裂纹预制装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：