一种用于航空导管组件应力腐蚀试验的装置和方法，其装置包括由装有预加热管和热电偶的预加热容器构成的液态腐蚀介质预加热装置和由液压和安装应力施加装置、数据采集与控制系统及装有恒温加热管和热电偶的应力腐蚀容器构成的应力腐蚀装置；其中液压和安装应力施加装置由液压油充加装置和可同时安装多个试件的夹具组成；应力腐蚀容器和预加热容器通过连接管和循环泵构成循环回路。该装置可模拟航空导管组件在内部油压和外部安装应力联合作用下发生的应力腐蚀；通过液态和气态腐蚀介质相互转换、同一夹具安装多个试件、试验过程中试件不与室内空气接触等达到省时省力、提高工作效率和试验结果准确性的目的。
【技术实现步骤摘要】
一种用于航空导管组件应力腐蚀试验的装置及方法
本专利技术涉及应力腐蚀试验，特别是一种用于航空导管组件应力腐蚀试验的装置及方法。
技术介绍
应力腐蚀是材料、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。飞机的航空导管组件内部是液压油，在系统工作时要承受安装应力、液压冲击、温度等因素的作用。飞机在沿海地区停放和在大气温差环境下飞行，航空导管组件表面经过多次吸湿、蒸发使空气中的Cl-在构件表面富集，极易发生应力腐蚀。为避免因航空导管组件应力腐蚀导致飞行安全事故，需要对设计的航空导管组件进行应力腐蚀试验，根据试验结果改进航空导管组件的设计。对机械零件或构件进行应力腐蚀试验分为动态和静态两种，航空导管组件主要使用静态应力腐蚀试验。目前对航空导管组件进行应力腐蚀试验的方法，一般是先将试件(导管组件)管内充设定压力的液压油，然后将其固定安装在可对导管组件施加安装应力的夹具上，利用安装在夹具上的应力调节螺栓对试件施加设定的安装应力，然后将试件与夹具一起放入预先加热到设定温度的液态腐蚀介质(氯化钠溶液)中浸泡，浸泡达到设定时间后将其取出，放入加热到设定温度的空气中进行高温氧化，高温氧化达到设定时间后再将其重新放入加热到设定温度的液态腐蚀介质中浸泡，如此循环往复，达到规定的循环次数(一般需要200次)后停止试验，对导管组件的应力腐蚀状况进行检测，根据检测结果对导管组件的抗腐蚀性能进行评价和分析。这种试验方法存在两个缺点：一是如需对多个航空导管组件进行应力腐蚀试验，只能逐个单独进行试验，加上每个导管组件的试验要通过人工在液态腐蚀介质容器和高温气体加热容器之间转移上百次，费时费力，试验工作效率低；二是航空导管组件及其夹具在液态腐蚀介质容器和高温气体加热容器之间多次反复转移的过程中，导管组件的安装应力会发生变化，且导管组件会与室内空气接触，导致试验结果的准确性受到影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于航空导管组件应力腐蚀试验的装置和方法，以克服上述现有航空导管组件应力腐蚀试验方法的缺点。本专利技术提供的用于航空导管组件应力腐蚀试验的装置，包括液态腐蚀介质预加热装置和应力腐蚀装置；所述液态腐蚀介质预加热装置包括液态腐蚀介质预加热容器；在液态腐蚀介质预加热容器中安装有用于液态腐蚀介质预加热的预加热管和用于探测预加热容器内部温度的热电偶；预加热管与置于液态腐蚀介质预加热容器外部的控制预加热温度的数字温度控制仪和交流接触器相接；液态腐蚀介质预加热容器的下部有阀门，上部有连接管；所述应力腐蚀装置包括航空导管组件液压和安装应力施加装置、应力数据采集与控制系统、应力腐蚀容器、安装在应力腐蚀容器中的液态腐蚀介质恒温加热管、探测应力腐蚀容器内部温度的热电偶和安装在应力腐蚀容器上盖下面的空气循环风机；所述航空导管组件液压和安装应力施加装置包括航空导管组件液压油充加装置和可对航空导管组件施加安装应力的夹具；所述航空导管组件液压油充加装置包括液压源、与液压源相接的增压缸、控制增压缸压力的液压系统控制终端和置于所述应力腐蚀容器上部并通过液压管路与试件相接的液压油分配管路；液压油分配管路由一个三通转接头和两个四通转接头构成，三通转接头的一个管接头与所述液压管路相接，另外两个管接头分别与两个四通转接头的一个管接头相接，两个四通转接头的其余三个管接头分别与航空导管组件的一端相接；所述夹具包括可与所述应力腐蚀容器底部固定连接的夹具支撑板、通过升降螺栓与夹具支撑板垂直固定连接的应力施加螺栓支撑板、安装在应力施加螺栓支撑板上的两个试件夹板(用于夹持试件)和对应航空导管组件的连接点固定安装在应力施加螺栓支撑板上的应力施加螺栓；所述应力数据采集与控制系统包括应力数据采集装置和与应力数据采集装置相接的数据监测终端；其中应力数据采集装置通过导线与粘贴在试件测试考核部位处的电阻应变计相接；数据监测终端根据应力数据采集装置采集的应力数据发出指令，试验操作者根据指令通过旋拧应力施加螺栓调节施加在试件上的应力大小；所述应力腐蚀容器的下部有阀门，上部有连接管；应力腐蚀容器下部的阀门通过连通管和液态介质循环泵入口相接，液态介质循环泵出口通过连通管与所述液态腐蚀介质预加热容器的上部相接，应力腐蚀容器上部的连接管通过连通管与所述液态腐蚀介质预加热容器下部的阀门相接，构成液态腐蚀介质循环回路。使用上述装置进行航空导管应力腐蚀试验的方法，包括以下步骤：步骤1、组装试件(航空导管组件)与夹具将试件通过夹具的夹板固定在夹具的应力施加螺栓支撑板上；然后旋拧安装在应力施加螺栓支撑板上的应力施加螺栓，使其前端对试件施加安装应力，由粘贴在试件测试考核部位的电阻应变计将该安装应力经过应力数据采集装置传递给数据监测终端，数据监测终端根据设定的安装应力数值发出指令，由人工通过旋拧应力施加螺栓调节安装应力的大小，直到使施加的安装应力达到设定值；然后利用连接应力施加螺栓支撑板和夹具支撑板的升降调节螺栓调节应力施加螺栓支撑板的上下高度，使试件处于应力腐蚀容器中适当高度，确保其考核部位能全部浸入应力腐蚀容器中的液体腐蚀介质中；至此完成试件与夹具的组装；步骤2、向试件充加液压油将航空导管组件液压油充加装置中的液压油分配管路与试件的上端口密封连接，然后向试件管内充加液压油，通过航空导管组件液压油充加装置中的液压系统控制终端的实时监测和调整使试件管内液压油的压力达到设定值；步骤3、对试件进行应力腐蚀关闭液态腐蚀介质预加热容器下部的阀门，向液态腐蚀介质预加热容器中填加液态腐蚀介质，预加热管通过安装在电源控制箱中的数字温度控制仪和交流接触器控制将液态腐蚀介质加热到设定温度，先关闭应力腐蚀容器下部的阀门，然后打开液态腐蚀介质预加热容器下部的阀门，靠液态腐蚀介质预加热容器和应力腐蚀容器的位置高度差，使液态腐蚀介质预加热容器中预热的液态腐蚀介质流入应力腐蚀容器中，将试件浸没，同时使应力腐蚀容器中的恒温加热管在电源控制箱中的数字温度控制仪和交流接触器控制下使预热的液态腐蚀介质维持设定的温度，在此温度下试件浸泡达到设定的时间后打开应力腐蚀容器下部的阀门，同时关闭腐蚀介质预加热容器下部的阀门，启动液态介质循环泵，把应力腐蚀容器中的液态腐蚀介质转移至液态腐蚀介质预加热容器中，通过恒温加热管使液态腐蚀介质维持其设定温度；在空气循环风机的辅助下恒温加热管将应力腐蚀容器中的空气加热到在设定空气温度后维持不变，试件在此空气环境中高温氧化达到设定时间，然后重新开启腐蚀介质预加热容器下部的阀门，同时关闭应力腐蚀容器下部的阀门，使腐蚀介质预加热容器中的预热液态腐蚀介质重新排入应力腐蚀容器中，试件再次在恒温液态腐蚀介质中进行应力腐蚀；如此循环，直至达到规定次数为止；步骤4、将步骤3经过应力腐蚀试验后的试件连同其夹具从应力腐蚀容器中取出，将试件逐个从夹具上拆卸下来，然后对试件的应力腐蚀状况进行检测，根据检测结果对试件的抗应力腐蚀性能进行评价和分析。本专利技术的有益效果：1、本专利技术可以模拟航空导管组件所述内部油压和外部安装应力联合作用、并在不同温度条件下的液态腐蚀介质和空气腐蚀介质环境中所发生的应力腐蚀。2、本专利技术可实现液态腐蚀介质和空气腐蚀介质的相互转换，不需人工反复转移试件，不仅省时省力，大幅度提高试验工作效率，而且避免了本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于航空导管组件应力腐蚀试验的装置，其特征在于：包括液态腐蚀介质预加热装置和应力腐蚀装置；所述液态腐蚀介质预加热装置包括液态腐蚀介质预加热容器(11)；在液态腐蚀介质预加热容器中安装有用于液态腐蚀介质预加热的预加热管(9)和用于探测预加热容器内部温度的热电偶(28)；预加热管与置于液态腐蚀介质预加热容器外部的控制预加热温度的数字温度控制仪和交流接触器相接；液态腐蚀介质预加热容器的下部有阀门(29)，上部有连接管(14)；所述应力腐蚀装置包括航空导管组件液压和安装应力施加装置、应力数据采集与控制系统、应力腐蚀容器(5)、安装在应力腐蚀容器中的液态腐蚀介质恒温加热管(18)、探测应力腐蚀容器内部温度的热电偶(19)和安装在应力腐蚀容器上盖下面的空气循环风机；所述航空导管组件液压和安装应力施加装置包括航空导管组件液压油充加装置和可对航空导管组件施加安装应力的夹具；所述航空导管组件液压油充加装置包括液压源(3)、与液压源相接的增压缸(2)、控制增压缸压力的液压系统控制终端(1)和置于所述应力腐蚀容器(5)上部并通过液压管路(4)与试件相接的液压油分配管路；液压油分配管路由一个三通转接头(15)和两个四通转接头(16)构成，三通转接头的一个管接头(22)与所述液压管路相接，另外两个管接头分别与两个四通转接头的一个管接头相接，两个四通转接头的其余三个管接头分别与航空导管组件的一端相接；所述夹具包括可与所述应力腐蚀容器(5)底部固定连接的夹具支撑板(17)、通过升降螺栓(25)与夹具支撑板垂直固定连接的应力施加螺栓支撑板(27)、安装在应力施加螺栓支撑板上的两个试件夹板(26)和对应航空导管组件的连接点固定安装在应力施加螺栓支撑板上的应力施加螺栓(24)；所述应力数据采集与控制系统包括应力数据采集装置(7)和与应力数据采集装置相接的数据监测终端(8)；其中应力数据采集装置通过导线与粘贴在试件测试考核部位处的电阻应变计相接；数据监测终端根据应力数据采集装置采集的应力数据发出指令，试验操作者根据指令通过旋拧应力施加螺栓调节施加在试件上的应力大小；所述应力腐蚀容器(5)的下部有阀门(20)，上部有连接管(21)；应力腐蚀容器下部的阀门(20)通过连通管(13)和液态介质循环泵(12)入口相接，液态介质循环泵出口通过连通管(14)与所述液态腐蚀介质预加热容器的上部相接，应力腐蚀容器上部的连接管(21)通过连通管(6)与所述液态腐蚀介质预加热容器下部的阀门(29)相接，构成液态腐蚀介质循环回路。...
【技术特征摘要】
1.一种用于航空导管组件应力腐蚀试验的装置，其特征在于：包括液态腐蚀介质预加热装置和应力腐蚀装置；所述液态腐蚀介质预加热装置包括液态腐蚀介质预加热容器(11)；在液态腐蚀介质预加热容器中安装有用于液态腐蚀介质预加热的预加热管(9)和用于探测预加热容器内部温度的热电偶(28)；预加热管与置于液态腐蚀介质预加热容器外部的控制预加热温度的数字温度控制仪和交流接触器相接；液态腐蚀介质预加热容器的下部有阀门(29)，上部有连接管(14)；所述应力腐蚀装置包括航空导管组件液压和安装应力施加装置、应力数据采集与控制系统、应力腐蚀容器(5)、安装在应力腐蚀容器中的液态腐蚀介质恒温加热管(18)、探测应力腐蚀容器内部温度的热电偶(19)和安装在应力腐蚀容器上盖下面的空气循环风机；所述航空导管组件液压和安装应力施加装置包括航空导管组件液压油充加装置和可对航空导管组件施加安装应力的夹具；所述航空导管组件液压油充加装置包括液压源(3)、与液压源相接的增压缸(2)、控制增压缸压力的液压系统控制终端(1)和置于所述应力腐蚀容器(5)上部并通过液压管路(4)与试件相接的液压油分配管路；液压油分配管路由一个三通转接头(15)和两个四通转接头(16)构成，三通转接头的一个管接头(22)与所述液压管路相接，另外两个管接头分别与两个四通转接头的一个管接头相接，两个四通转接头的其余三个管接头分别与航空导管组件的一端相接；所述夹具包括可与所述应力腐蚀容器(5)底部固定连接的夹具支撑板(17)、通过升降螺栓(25)与夹具支撑板垂直固定连接的应力施加螺栓支撑板(27)、安装在应力施加螺栓支撑板上的两个试件夹板(26)和对应航空导管组件的连接点固定安装在应力施加螺栓支撑板上的应力施加螺栓(24)；所述应力数据采集与控制系统包括应力数据采集装置(7)和与应力数据采集装置相接的数据监测终端(8)；其中应力数据采集装置通过导线与粘贴在试件测试考核部位处的电阻应变计相接；数据监测终端根据应力数据采集装置采集的应力数据发出指令，试验操作者根据指令通过旋拧应力施加螺栓调节施加在试件上的应力大小；所述应力腐蚀容器(5)的下部有阀门(20)，上部有连接管(21)；应力腐蚀容器下部的阀门(20)通过连通管(13)和液态介质循环泵(12)入口相接，液态介质循环泵出口通过连通管(14)与所述液态腐蚀介质预加热容器的上部相接，应力腐蚀容器上部的连接管(21)通过连通管(6)与所述液态腐蚀介质预加热容器下部的阀门(29)相接，构成液态腐蚀介质循环回路。2.使用权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张凌云，刘国庆，王俊，陈瑶，孙伟光，周帅，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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