声发射检测材料腐蚀性能的夹具及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种声发射检测材料腐蚀性能的夹具及其使用方法，该装置由阶梯螺纹波导杆、一级套筒、二级套筒、三级套筒、密封圈和声发射传感器组成，阶梯螺纹波导杆的第一外螺纹与一级套筒的内螺纹连接，阶梯螺纹波导杆的第二外螺纹置于一级套筒的第二空腔外侧；在阶梯螺纹波导杆的后端设置固定端，在固定端上设置声发射传感器；一级套筒外螺纹与三级套筒内螺纹相连，以使一级套筒置于三级套筒的第三空腔和第四空腔内；二级套筒套装在三级套筒外侧，在二级套筒和三级套筒之间设置密封圈。本发明专利技术的试样安装采用螺纹连接的方式，并通过阶梯螺纹波导杆传输腐蚀声发射和电化学信号，与传统的方式相比，本发明专利技术试样的安装、拆卸、清洗都更加便携和高效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料腐蚀性能测试领域，具体涉及一种声发射检测材料腐蚀性能的夹具及其使用方法。
技术介绍
腐蚀是材料在苛刻服役环境中发生的一种缓慢损伤过程，具有极强的隐蔽性、偶然性、突发性以及严重的破坏性等特点。电化学是一种常用的快速评价材料耐腐蚀性能的测试方法，如动电位极化、恒电位极化、循环动电位极化、电化学阻抗测试等。电化学技术主要针对小试样的破坏性检测，目的在于对材料耐蚀性的事先预测或事后评估，但无法对在役大型构件腐蚀状况进行在线检测。声发射技术是一种高灵敏度的在线无损检测技术。与腐蚀相关的钝化膜开裂、气泡破裂、应力腐蚀开裂等是典型的声发射源。目前声发射技术已成功应用于远距离输油管道泄漏检测、储罐腐蚀程度在线评估等领域。但腐蚀损伤过程中声发射机制和声发射定量评估腐蚀程度的应用研究仍然处于起步阶段。现有的同时采用声发射技术和电化学技术检测材料腐蚀性能的测试装置的主要缺点是：(1)传统的测试装置要求的被测试样尺寸太大，无法进行微小试样的测试。被测试样与腐蚀介质接触的同时还要求有足够的面积与波导杆或直接与声发射传感器连接，这就要求被测试样的尺寸必需设计的足够大。焊接接头通常是结构件最为薄弱的环节，如果想要对焊接接头的不同区域(焊缝根部、盖面、焊缝中心、高温和低温热影响等)进行声发射和电化学检测，基于取样的限制，现有的测试装置是无法实现的；(2)为了便于声发射传感器的安装，被测试样作为工作电极通常需要安装在电解池的底部，因此现有的测试装置限制了对腐蚀介质的加热和保温；(3)无法模拟多种混合气体环境下材料腐蚀性能的声发射检测和电化学检测；(4)试样安装和拆卸的操作复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于电化学腐蚀测试的样品夹具及其使用方法；本专利技术的目的还在于提供一种声发射检测材料腐蚀性能的夹具及其使用方法；本专利技术的另一个目的还在于提供一种腐蚀电化学测试装置及其使用方法；本专利技术的另一个目的还在于提供一种声发射检测材料腐蚀性能的电化学测试装置及其使用方法。用于电化学腐蚀测试的样品夹具，由阶梯螺纹波导杆、一级套筒、二级套筒、三级套筒和密封圈组成，阶梯螺纹波导杆、一级套筒、二级套筒、三级套筒和密封圈同轴设置，其中：阶梯螺纹波导杆设有第一外螺纹、第二外螺纹，第一外螺纹与一级套筒的内螺纹连接，以使阶梯螺纹波导杆的前端置于一级套筒的第一空腔和第二空腔内，第二外螺纹置于一级套筒的第二空腔外侧；在阶梯螺纹波导杆的后端设置固定端；一级套筒外螺纹与三级套筒内螺纹相连，以使一级套筒置于三级套筒的第三空腔和第四空腔内；二级套筒套装在三级套筒外侧，在二级套筒和三级套筒之间设置密封圈。在上述技术方案中，所述密封圈为橡胶密封圈。在上述技术方案中，试样的测试面的直径为5±0.01mm，长度为7～8mm。在上述技术方案中，阶梯螺纹波导杆为金属材料，例如铁素体不锈钢。在上述技术方案中，一级套筒、二级套筒、三级套筒均为绝缘材料，例如聚四氟乙烯。在进行使用时，阶梯螺纹波导杆第二外螺纹与试样的内螺纹连接，在试样的圆周面设置耦合剂层，旋转阶梯螺纹波导杆的固定端，以使与阶梯螺纹波导杆第二外螺纹相连的试样的测试面，与一级套筒的第一对齐面、三级套筒的第二对齐面平齐；利用第二套筒的内螺纹与测试装置固定相连，并对试样进行电化学腐蚀测试，以试样为工作电极，利用导线与位于测试装置外侧的阶梯螺纹波导杆相连，以采集试样上的电化学腐蚀信号。声发射检测材料腐蚀性能的夹具，由阶梯螺纹波导杆、一级套筒、二级套筒、三级套筒、密封圈和声发射传感器组成，阶梯螺纹波导杆、一级套筒、二级套筒、三级套筒、密封圈和声发射传感器同轴设置，其中：阶梯螺纹波导杆设有第一外螺纹、第二外螺纹，第一外螺纹与一级套筒的内螺纹连接，以使阶梯螺纹波导杆的前端置于一级套筒的第一空腔和第二空腔内，第二外螺纹置于一级套筒的第二空腔外侧；在阶梯螺纹波导杆的后端设置固定端，在固定端上设置与其接触的声发射传感器；一级套筒外螺纹与三级套筒内螺纹相连，以使一级套筒置于三级套筒的第三空腔和第四空腔内；二级套筒套装在三级套筒外侧，在二级套筒和三级套筒之间设置密封圈。在上述技术方案中，所述密封圈为橡胶密封圈。在上述技术方案中，试样的测试面的直径为5±0.01mm，长度为7～8mm。在上述技术方案中，阶梯螺纹波导杆和固定端均为金属材料，例如铁素体不锈钢。在上述技术方案中，一级套筒、二级套筒、三级套筒均为绝缘材料，例如聚四氟乙烯。在上述技术方案中，在固定端和声发射传感器之间设置粘合剂层。在上述技术方案中，利用磁性夹具将声发射传感器固定在固定端上。进行使用时，阶梯螺纹波导杆第二外螺纹与试样的内螺纹连接，在试样的圆周面设置耦合剂层，旋转阶梯螺纹波导杆的固定端，以使与阶梯螺纹波导杆第二外螺纹相连的试样的测试面，与一级套筒的第一对齐面、三级套筒的第二对齐面平齐；利用第二套筒的内螺纹与测试装置固定相连，并对试样进行电化学腐蚀测试，以试样为工作电极，利用导线与位于测试装置外侧的阶梯螺纹波导杆相连，以采集试样上的电化学腐蚀信号；试样在腐蚀过程中发出的声发射弹性波通过阶梯螺纹波导杆传至声发射传感器并将位移信号转化为电信号，向外传输。一种腐蚀电化学测试装置，包括电解池、电化学测试装置、加热装置和保温装置；所述电解池包括反应池、反应池盖、密封垫片、紧固装置、试样安装装置，所述反应池为圆柱形，反应池上端边缘设置有法兰，所述反应池盖和反应池顶部垫有密封垫片，反应池盖和反应池通紧固装置密封；反应池盖上设置进气管螺纹孔、排气管螺纹孔、辅助电极螺纹孔、数显温度计探头螺纹孔、鲁金毛细管螺纹孔；进气管螺纹孔与进气管连接，排气管螺纹孔与排气管连接，辅助电极螺纹孔与所述的辅助电极连接，数显温度计探头螺纹孔与数显温度计连接；鲁金毛细管螺纹孔与鲁金毛细管注液口的外螺纹相连，以使鲁金毛细管的弯曲部位于反应池中，其开口处正对作为工作电极的试样，鲁金毛细管注液口的内螺纹与参比电极外螺纹相连，以使参比电极中参比液能够流至针对试样的开口处；鲁金毛细管的开口处、作为工作电极的试样以及辅助电极位于同一水平面上；所述的试样安装装置由阶梯螺纹波导杆、一级套筒、二级套筒、三级套筒、密封圈组成，阶梯螺纹波导杆、一级套筒、二级套筒、三级套筒和密封圈同轴设置，其中：阶梯螺纹波导杆设有第一外螺纹、第二外螺纹，在阶梯螺纹波导杆的后端设置固定端；第一外螺纹与一级套筒的内螺纹连接，以使阶梯螺纹波导杆的前端置于一级套筒的第一空腔和第二空腔内，第二外螺纹置于一级套筒的第二空腔外侧；一级套筒外螺纹与三级套筒内螺纹相连，以使一级套筒置于三级套筒的第三空腔和第四空腔内；二级套筒套装在三级套筒外侧，在二级套筒和三级套筒之间设置密封圈；所述电化学测试装置包括辅助电极夹头、参比电极夹头、工作电极夹头、电化学数据处理系统；所述辅助电极夹头、参比电极夹头和工作电极夹头分别与电解池上的辅助电极、参比电极以及阶梯螺纹波导杆的固定端相连，然后通过信号传输线与电化学数据处理系统相连；所述的加热装置设置在反应池的外侧，保温装置设置在加热装置的外侧，加热装置的内壁设置温度传感器，用于检测反应池中电解液的温度变化。在上述技术方案中，所述紧固装置的数量为6～8组，紧固装置由“弓”形紧固装置夹头、紧固螺钉和紧固本文档来自技高网...

【技术保护点】
声发射检测材料腐蚀性能的夹具，其特征在于：由阶梯螺纹波导杆、一级套筒、二级套筒、三级套筒、密封圈和声发射传感器组成，阶梯螺纹波导杆、一级套筒、二级套筒、三级套筒、密封圈和声发射传感器同轴设置，其中：阶梯螺纹波导杆设有第一外螺纹、第二外螺纹，第一外螺纹与一级套筒的内螺纹连接，以使阶梯螺纹波导杆的前端置于一级套筒的第一空腔和第二空腔内，第二外螺纹置于一级套筒的第二空腔外侧；在阶梯螺纹波导杆的后端设置固定端，在固定端上设置与其接触的声发射传感器；一级套筒外螺纹与三级套筒内螺纹相连，以使一级套筒置于三级套筒的第三空腔和第四空腔内；二级套筒套装在三级套筒外侧，在二级套筒和三级套筒之间设置密封圈。

【技术特征摘要】
1.声发射检测材料腐蚀性能的夹具，其特征在于：由阶梯螺纹波导杆、一级套筒、二级套筒、三级套筒、密封圈和声发射传感器组成，阶梯螺纹波导杆、一级套筒、二级套筒、三级套筒、密封圈和声发射传感器同轴设置，其中：阶梯螺纹波导杆设有第一外螺纹、第二外螺纹，第一外螺纹与一级套筒的内螺纹连接，以使阶梯螺纹波导杆的前端置于一级套筒的第一空腔和第二空腔内，第二外螺纹置于一级套筒的第二空腔外侧；在阶梯螺纹波导杆的后端设置固定端，在固定端上设置与其接触的声发射传感器；一级套筒外螺纹与三级套筒内螺纹相连，以使一级套筒置于三级套筒的第三空腔和第四空腔内；二级套筒套装在三级套筒外侧，在二级套筒和三级套筒之间设置密封圈。2.根据权利要求1所述的声发射检测材料腐蚀性能的夹具，其特征在于：所述密封圈为橡胶密封圈。3.根据权利要求1所述的声发射检测材料腐蚀性能的夹具，其特征在于：试样的测试面的直径为5±0.01mm，长度为7～8mm。4.根据权利要求1所述的声发射检测材料腐蚀性能的夹具，其特征在于：阶梯螺纹波导杆为金属材料，例如铁素...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐连勇，张志强，韩永典，荆洪阳，赵雷，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12