一种用于射线无损检测的应力腐蚀原位试验装置

文档序号:40199416发布日期:2024-12-03 11:54阅读:84来源:国知局

本发明涉及材料力学测试,特别是涉及一种用于射线无损检测的应力腐蚀原位试验装置。


背景技术:

1、应力腐蚀是指材料、机械零件或构件在静应力(主要是拉应力)和腐蚀的共同作用下产生的失效现象。应力腐蚀试验目的为模拟样品的受力情况和工作环境,研究其应力腐蚀机理,根据试验结果改进样品材料或进行表面防护,减小应力腐蚀带来的损失。目前应力腐蚀试验装置多依据于恒载荷试验而设计,即其利用砝码、力矩、弹簧等给试样加载,来模拟工程构件受到的工作应力或外加应力。同时应力腐蚀实验装置配备环境氛围箱,通过使用不同的腐蚀介质、调整环境温度湿度来模拟更多工作环境下的应力腐蚀;目前对于应力腐蚀试验结果的评估,停留在试验结束后,使用sem扫描电镜等方法对试验样品表面的形貌特征观察。缺少对试验样品内部结构和实验中实时的观察。

2、无损检测(non-destructive examination,nde)也叫无损探伤,是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下,采用射线、超声、红外、电磁等原理技术并结合仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数检测的技术;采用射线进行检测的方法为射线无损检测,其中较为主要的是x射线和中子射线,二者均利用射线穿过物体后的衰减为来成相。中子射线与样品原子核相互作用而发生衰减,x射线的衰减与一定厚度内电子数相关。因此,中子在物质中的吸收与x射线相反,中子会被某些轻质材料(如氢,硼和锂)衰减,但会穿透许多重质材料(如钛和铅)。中子射线照相能与x射线照相互补信息。

3、原位技术可以在温度场、湿度场、力场等多场耦合的情况下,动态、实时、真实的表征该变化。目前为进一步研究应力腐蚀机理,将腐蚀后的样件进行射线检测,这种方式属于离位表征,即撤除环境(如热、力、电等)参量后的研究,其不能反映真实结构变化过程,实验重复性和精度也难以保证。

4、无损检测技术可以观测到样品内部的孔隙变化及裂纹扩展情况,同时原位试验方法可以在加载温度场、湿度场、力场等外场的情况下实时观察试验中样品的变化。

5、公开号为cn221199242u的发明专利公开了一种用于金属抗应力腐蚀开裂试验的加载装置。其装置包括固定座、内支撑架,施力件、外支撑架、测量组件,固定座架设有安装横梁;内支撑架与安装横梁相对固定;施力件与安装横梁可移动地连接,施力件与内支撑架抵接;外支撑架包括第一支撑件和第二支撑件,第一支撑件滑动安装于安装横梁,第二支撑件滑动安装于安装横梁;测量组件安装于固定座,测量组件与试样接触;其中,试样布置于内支撑架与外支撑架之间,第一支撑件与第二支撑件滑动以调节外支撑架的长度。加载装置将外支撑架与安装横梁之间设置为滑动连接,第一支撑件与第二支撑件能够沿安装横梁滑动以调节外支撑架的跨距,从而实现对不同规格试样的安装加载操作。

6、但是,该金属抗应力腐蚀开裂试验的加载装置有以下缺点:①该加载装置需要人工加载,无法实时检测样品受力情况进行反馈调节,会导致测试过程中的应力松弛;②该装置无法与射线无损检测设备相结合进行原位试验,只能进行离位试验后,再采用合适的观察方法进行观察。

7、公开号为cn219245251u的发明专利公开了一种可温控镁合金应力腐蚀试验装置,包括测试样品,万能试验机,用于对镁合金进行检测的载物平台,所述万能试验机上安装有测试机构,测试机构固定安装在万能试验机上,测试机构包括上下对位设置的上模组和下模组,上模组包括上夹具和温度计,下模组包括下夹具、恒温循环溶液槽和腐蚀介质槽,且腐蚀介质槽套设在恒温循环溶液槽的内部,高低温一体循环器设于万能试验机的一侧。

8、但是,该可温控镁合金应力腐蚀试验装置有以下缺点:①该装置腐蚀介质仓为半开放式,与外界大气接触,只能提供液体介质和大气环境,无法提供湿度可调的环境;②该装置体积庞大,结构复杂,无法与射线无损检测设备相结合进行原位实验,只能进行离位试验后,再采用合适的观察方法进行观察。

9、公开号为cn104614255a的发明专利公开了一种高温轴向加载应力腐蚀试验装置,该装置包括载荷施加系统和温度控制系统,主要设有一组哈氏合金制成的反向力架、一个烧杯、一个不锈钢加热圈、一个用聚四氟乙烯封闭的热电偶、一台温度控制器、一台可控硅触发器、一只冷凝回流管和一个橡胶塞。加热圈包裹在烧杯外部进行加热,通过温度控制器和可控硅触发器控制加热圈对烧杯进行加热,利用加热后的溶液对样品进行加热。

10、但是,该高温轴向加载应力腐蚀试验装置有以下缺点:①该装置通过溶液来为样品加热,是样品处于液体环境包裹之中,只能改变温度环境,无法提供湿度可调的环境;②该装置使用的不锈钢加热圈以及杯中溶液会吸收过量的射线,导致对样品成像困难。故无法与射线无损检测设备相结合进行原位实验,只能进行离位试验后,再采用合适的观察方法进行观察。

11、综上所述,现有应力腐蚀试验机难以与射线无损检测设备相结合进行原位试验,无法观测到测试过程中样品内部组织的形貌变化或样品各相结构,难以为分析样品内部损伤和失效机理及相变提供充足的信息;且现有应力腐蚀试验机多数提供恒温液态环境,只能单一的研究某温度条件下液态环境中样品的应力腐蚀情况,无法改变或调整样品所在环境的湿度

12、因此,亟需一种用于射线无损检测的应力腐蚀原位试验装置,不仅能够与射线无损检测设备相结合进行原位实验,还能够实现温度、湿度、载荷多种环境作用下的材料损伤变形、裂纹产生等破坏行为或相变进行全程的动态监测,实现温度、湿度耦合控制和实时监测。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于射线无损检测的应力腐蚀原位试验装置,以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:一种用于射线无损检测的应力腐蚀原位试验装置,包括支撑组件,所述支撑组件的上部内设置有驱动组件,所述驱动组件的下方设置有测试组件,所述测试组件设置在所述支撑组件的下部内,所述测试组件包括样品腔,所述样品腔连通有用于控制所述样品腔内部温湿度的温湿度控制系统,所述温湿度控制系统设置在所述支撑组件的一侧,所述样品腔的顶面通过上夹具转接与所述驱动组件固定连接,所述样品腔的底部通过稳定座固定连接有力值传感器。

3、优选的,所述支撑组件包括底座和电机支撑座,所述底座与所述电机支撑座之间对称设置有光杆滑轨,所述光杆滑轨的两端分别与所述底座、所述电机支撑座固定连接,所述底座与所述电机支撑座之间设置有轴承座,所述轴承座与所述稳定座分别套设在两个所述光杆滑轨上,所述轴承座设置在所述稳定座的上方。

4、优选的,所述驱动组件包括固定连接在所述电机支撑座上的减速器,所述减速器背离所述电机支撑座的一端传动连接有电机,所述减速器传动连接有联轴器,所述联轴器贯穿所述电机支撑座的一端与所述轴承座转动连接,所述联轴器远离所述减速器的一端传动连接有丝杆,所述丝杆贯穿所述轴承座的一端螺纹连接有丝杆螺母,所述丝杆螺母远离所述丝杆的一端固定连接有丝杆螺母限位板,所述丝杆螺母限位板背离所述丝杆螺母的一端与所述上夹具转接固定连接。

5、优选的,所述样品腔内滑动连接有上夹具块和下夹具块,所述上夹具块与下夹具块之间用于放置样品。

6、优选的,所述上夹具块远离所述下夹具块的一端固定连接有上测试杆,所述上测试杆背离所述上夹具块的一端固定连接有上协调盘,所述上协调盘背离所述上测试杆的一端通过第一连接杆与所述上夹具转接固定连接。

7、优选的,所述上协调盘上固定连接有湿空气排气管和加热管道,所述湿空气排气管、所述加热管道依次贯穿所述上协调盘、所述上测试杆、与所述样品腔相连通,所述湿空气排气管、所述加热管道伸出所述样品腔外的一端与所述温湿度控制系统相连通。

8、优选的,所述下夹具块远离所述上夹具块的一端固定连接有下测试杆,所述下测试杆上嵌设有温湿度传感器,所述下测试杆背离所述下夹具块的一端固定连接有下协调盘,所述下协调盘远离所述下夹具块的一端与所述稳定座固定连接。

9、优选的,所述下协调盘上固定连接有湿空气进气管,所述湿空气进气管贯穿所述下测试杆与所述样品腔相连通,所述湿空气进气管伸出所述样品腔外的一端与所述温湿度控制系统相连通。

10、优选的,所述温湿度传感器与所述温湿度控制系统电性连接。

11、优选的,所述力值传感器与所述底座的顶面中心固定连接。

12、本发明公开了以下技术效果:

13、1.本发明通过驱动组件、测试组件以及支撑组件,能够与射线无损检测设备相结合进行原位实验。

14、2.本发明能够实现多种腐蚀介质、温度、湿度、载荷多种环境作用下的材料损伤变形、裂纹产生等破坏行为或相变进行全程的动态监测。

15、3.本发明通过对样品腔的设计,实现对样品腔进行温湿度耦合控制和实时监测。

当前第1页1 2 
网友询问留言 留言:0条
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!