本發(fā)明涉及應力腐蝕測量領域，具體為一種高溫徑向加載應力腐蝕試樣裝置，適用于對應力條件要求較高且溶液為高溫的體系中。

技術背景

應力腐蝕是設備承載的金屬構(gòu)件在特定的介質(zhì)環(huán)境中一種自發(fā)的延遲破壞的現(xiàn)象，是設備失效的主要原因之一。應力腐蝕可以概括為兩種：(1)氫致開裂型應力腐蝕，這種應力腐蝕有材料在大氣或含氫環(huán)境中服役時進入到材料內(nèi)部的氫和電化學陰極反應過程產(chǎn)生的氫或所控制；(2)陽極溶解型應力腐蝕，這種情況受到電化學陽極反應過程所控制。高強鋁合金、馬氏體時效鋼和不銹鋼等金屬在特定介質(zhì)中都容易發(fā)生應力腐蝕失效。對于這些材料的抗應力腐蝕性能評價，國標、ASTM和ISO等標準給出了不同的試驗方法，但是截止到目前鮮有報道在高溫、沸騰溶液環(huán)境下進行徑向加載的應力腐蝕試驗裝置。該發(fā)明是一個能夠準確控制溶液溫度和精準施加載荷的高溫徑向加載應力腐蝕試驗裝置。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明主要目的在于提供一種高溫徑向加載應力腐蝕試驗裝置，解決現(xiàn)有技術中溶液易發(fā)生泄漏以及難以在沸騰溶液中施加徑向載荷進行應力腐蝕試驗的問題，該裝置可以準確控制溶液的加熱溫度、溶液的沸騰程度和施加載荷的大小。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種高溫徑向加載應力腐蝕試樣裝置，該裝置包括載荷施加系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)以及過濾網(wǎng)和冷凝回流管，其中：

載荷施加系統(tǒng)設有帶標尺的導軌載物裝置、反向力架裝置、施力軸和壓力頭，帶標尺的導軌載物裝置由帶標尺導軌，緊固螺母和一對導軌支架組成；反向力架裝置由反向力架上橫梁、反向力架下橫梁和反向力架立柱組成，反向力架上橫梁固定在恒載荷試驗機的兩個立柱上；在反向力架下橫梁上固定有一個帶標尺導軌，導軌支架用緊固螺母安裝在帶標尺導軌上，試樣放置在導軌支架上，試樣中點和導軌標尺零點標齊，導軌支架可以根據(jù)試樣的標準，參考導軌上的標尺調(diào)節(jié)距離。

溫度控制系統(tǒng)為一臺由溫度控制器、可控硅觸發(fā)器、電壓表、電流表和溫度傳感器集成的控制箱和熱電偶、橡膠塞、燒杯、加熱圈共同組成，加熱圈通過加熱圈接口與溫度控制器連接，通過可控硅觸發(fā)器調(diào)節(jié)電壓表和電流表的輸出來控制加熱圈的加熱功率；橡膠塞安裝在反向力架立柱上端；熱電偶安裝在橡膠塞上通過溫度傳感器接口與溫度控制器連接，實現(xiàn)溫度的自動準確控制：電源接口外接220V電源，接地線與大地連接；

加熱圈包裹在燒杯外部進行加熱，通過溫度控制器和可控硅觸發(fā)器控制加熱圈對燒杯進行加熱，冷凝回流管插入橡膠塞收集溶液蒸汽并回流到燒杯內(nèi)。

壓力頭與穿過橡膠塞的施力軸相連，通過恒載荷試驗機加載作用在試樣上；反向立柱底端固定有一個聚四氟乙烯制成的過濾網(wǎng)，主要目的是為防止試樣掉落不易取出和損壞儀器。

所述的高溫徑向加載應力腐蝕試驗裝置，載荷通過與施力軸直接連接的壓力頭直接作用于試樣上，通過固定在恒載荷試驗機立柱上的反向力架上橫梁、與施力軸連接的壓力頭和固定在反向力架下橫梁的一對導軌支架加載。

所述的高溫徑向加載應力腐蝕試驗裝置，設計帶標尺的導軌，兩支架可在導軌上滑動，可以根據(jù)試驗標準和試樣尺寸，調(diào)節(jié)試樣的位置。

所述的帶標尺的導軌，導軌上的標尺零點位置與壓力頭位置在同一垂直線上；裝載試樣時，試樣中點、標尺零點和壓力頭在同一垂直方向上，標尺零點位于導軌中點，刻度標注于零點向兩邊延續(xù)，正負對稱。

所述的高溫徑向加載應力腐蝕試驗裝置，施力軸下端為螺紋，方便壓力頭的安裝，施力軸周面上設計有一條平行母線的刻劃線，刻劃線與施力軸軸線所在的面與導軌標尺面垂直；壓力頭螺紋口也有一條刻劃線，當兩條刻劃線重合時，壓力頭準確定位旋緊，并且施加力方向與導軌支架平行，與導軌標尺面法線垂直。兩條刻劃線的設計方便壓力頭的準確旋緊安裝。

本發(fā)明具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1.本發(fā)明通過與試驗機直接相連的壓力頭和反向力架，實現(xiàn)恒定徑向載荷于試樣上的施加，可以準確控制載荷大小。

2.本發(fā)明可以加載板狀試樣或棒狀試樣，帶有導軌支架可以根據(jù)樣品試驗標準，調(diào)整支架距離。

3.本發(fā)明導軌上帶有標尺，裝載試樣時，試樣中點、標尺零點和恒載試驗機壓力頭(恒載荷位置)在同一垂直方向上，便于裝夾點位。

4.本發(fā)明反向力架底部裝有一個不會被腐蝕的聚四氟乙烯制成的過濾網(wǎng)，主要目的是為防止試樣掉落不易取出和損壞儀器。

5.本發(fā)明可以通過可控硅觸發(fā)器調(diào)節(jié)加熱圈的電壓和電流輸出進而調(diào)節(jié)加熱功率，當溶液沸騰時可以有效控制沸騰程度。

6.本發(fā)明可以通過不銹鋼加熱圈對燒杯內(nèi)的溶液進行加熱，可以有效提高加熱效率，避免燒杯內(nèi)溶液向外部空氣散熱。

7.本發(fā)明通過冷凝回流管收集溶液蒸汽進行冷卻回流到燒杯內(nèi)，可以有效減少水蒸汽蒸發(fā)，維持燒杯內(nèi)溶液濃度恒定。

8.本發(fā)明在施力軸下端為螺紋，方便壓力頭的安裝，施力軸周面上設計有一條平行母線的刻劃線，刻劃線與施力軸線所在的面與導軌標尺面垂直。壓力頭螺紋口也有一條刻劃線，當兩條刻劃線重合時，壓力頭旋緊，并且施加力方向與導軌支架平行，與導軌標尺面垂直。兩條刻劃線的設計方便壓力頭的旋緊安裝準確。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖：

圖中，1.冷凝回流管；2.反向力架上橫梁；3.橡膠塞；4.熱電偶；5.試樣；6.緊固螺母；7.帶標尺導軌；8.燒杯；9.施力軸；10.壓力頭；11.反向力架立柱；12.導軌支架；13.反向力架下橫梁；14.過濾網(wǎng)；15.加熱圈；16.電壓表；17.溫度控制器；18.電源接口；19.溫度傳感器接口；20.可控硅觸發(fā)器；21.加熱圈接口；22.接地線；23.電流表。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明結(jié)構(gòu)進行詳細地說明。

實施例

如圖1所示，本實施例高溫徑向加載應力腐蝕試驗裝置主要包括載荷施加系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)以及其他結(jié)構(gòu)組成，主要設有一個帶標尺的導軌載物支架裝置、一組哈式合金制成的反向力架、一個防掉落過濾網(wǎng)14、一個燒杯8、一個不銹鋼加熱圈15、一個用聚四氟乙烯封閉的熱電偶4、一臺溫度控制器17、一只冷凝回流管1和一個橡膠塞3，帶標尺的導軌載物支架裝置由帶標尺導軌7、緊固螺母6、一對導軌支架12組成，反向力架由反向力架上橫梁2、反向力架下橫梁13和反向力架立柱11組成。其中，反向力架上橫梁2固定在恒載荷試驗機的兩根立柱上，帶標尺導軌7固定在反向力架下橫梁13上，帶標尺導軌7上裝有導軌支架11。工作時，反向力架的兩個立柱11，施力軸9和熱電偶4穿過橡膠塞3，然后在施力軸9上旋上壓力頭10并調(diào)整好壓力頭10位置，將試樣5放置在導軌支架12上，按照試驗要求調(diào)整導軌支架12之間的距離，并使試樣中點、標尺零點和恒載試驗機壓力頭(恒載荷位置)在同一垂直方向上，擰緊緊固螺母6。將載荷施加系統(tǒng)的橡膠塞3以下部分浸泡在盛滿溶液的燒杯8內(nèi)，通過橡膠塞3蓋住燒杯8口并使用硅膠密閉，加熱圈15包裹在燒杯8外部進行加熱，通過溫度控制器17和可控硅觸發(fā)器20控制加熱圈15對燒杯8進行加熱，冷凝回流管1插入橡膠塞3收集溶液蒸汽并回流到燒杯8內(nèi)，該裝置使用于高溫溶液或沸騰鹽溶液環(huán)境下試樣承受恒徑向載荷的體系中。

本實施例中，反向力架上橫梁2采用40Cr鋼制作，反向力架下橫梁13和兩根反向立柱11采用哈式合金制作，熱電偶4套裝在聚四氟乙烯管內(nèi)，加熱圈15采用不銹鋼薄板制作。

本實施例中，徑向載荷通過與恒載荷試驗機的施力軸9直接連接的壓力頭10直接作用于試樣5上，通過固定在恒載荷試驗機立柱上的反向力架上橫梁2、與恒載荷試驗機施力軸9連接的壓力頭10和固定在反向力架下橫梁13的導軌支架12加載。

實施例結(jié)果表明，本發(fā)明裝置操作簡便，即可加載板狀試樣也可加載棒狀試樣，能夠保證加載力方向和大小的準確性，也能有效控制加熱溫度、沸點程度，易于觀察試樣應力腐蝕變化狀態(tài)。該裝置體積尺寸較小，適合在實驗室中廣泛推廣使用，在鋼鐵、有色等大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)、檢測分析等領域也廣泛應用。