一种片状试样应力腐蚀加载装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及应力腐蚀测试领域，具体为一种片状试样应力腐蚀加载装置及使用方法。加载装置支撑板与两个固定板的下边缘缺口配套后采用紧固螺钉进行连接；两个螺柱均带有凹槽，两个固定板上均设置带有凸面的通孔，两个螺柱的凹槽与两个固定板上通孔的凸面相配合；两个螺柱的一端均通过螺纹连接试样夹头；短螺柱的另一端与螺母连接；长螺柱的另一端上设置有弹簧和垫片，最后与螺母连接；片状试样两端分别夹在两个试样夹头的缺口处，并通过两个销钉进行紧固，形成加载装置。本发明专利技术设计巧妙，操作简单方便，成本低廉，不仅适用于常温常压腐蚀环境中的应力腐蚀测试，当采用特种耐蚀合金加工制备时也可用于高温高压环境中进行应力腐蚀测试。

【技术实现步骤摘要】
一种片状试样应力腐蚀加载装置及使用方法
本专利技术涉及应力腐蚀测试领域，具体为一种片状试样应力腐蚀加载装置及使用方法。
技术介绍
应力腐蚀是腐蚀性环境、材料和应力(如：残余应力、工程应力等)共同作用的结果。应力腐蚀失效是一种非常普遍的失效形式，广泛存在于石油化工、海洋工程、核电厂等各种工业及自然环境中。由于应力腐蚀往往会导致关键设备部件的泄露或断裂，易造成巨大的损失。因此，在关键设备部件选材和寿命预测及评估中，应力腐蚀敏感性是一个非常关键的数据。为了快速研究材料的应力腐蚀敏感性，各行业的技术人员和科研人员制定了大量的实验标准和实验方法，如：U型弯曲实验、带缝隙弯曲梁实验、恒载拉伸实验及慢应变速率拉伸(SSRT)实验等。其中，采用恒载拉伸试验时，试样截面上的应力分布均匀、稳定，但是，当加载载荷较低时，实验周期可能非常长，实验效率低。此外，一般情况下，试样的尺寸较大，需要的载荷较大，需要专用的恒载拉伸机进行试验，试验成本高。近年来，我国一直在推进工业建设的自主化。以核电行业为例，我国已经从完全的国外技术及装备技术引进，到目前已近实现的三代核电技术的完全自主化，核电关键材料及装备制造也已经基本实现了自主化。但是，我们目前仍严重缺乏关键材料的基础数据，如关键材料的应力腐蚀敏感性数据等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种片状试样应力腐蚀加载装置及使用方法，该加载装置设计简单、加载载荷精确可控、使用方便，可适用于各种腐蚀性环境中研究不同金属材料的应力腐蚀行为。本专利技术的技术方案如下：一种片状试样应力腐蚀加载装置，加载装置上下水平的支撑条、支撑板与左右竖直的固定板II、固定板组成框架结构，水平设置的支撑板两端与相对平行竖直设置的固定板I和固定板II的下边缘内侧缺口配套卡接，并分别采用紧固螺钉I和紧固螺钉II进行连接；螺柱I和螺柱II分别带有凹槽II和凹槽I，固定板I和固定板II上均设置带有凸面的通孔，螺柱I上的凹槽II与固定板I上的带有凸面的通孔呈定位配合，螺柱II上的凹槽I与固定板II上的带有凸面的通孔呈定位配合；螺柱I伸至所述框架结构内的一端通过螺孔II连接试样夹头I的一端，螺柱I伸至所述框架结构外的部分依次套设弹簧和垫片，并安装螺母I紧固；螺柱II伸至所述框架结构内的一端通过螺孔II连接试样夹头II的一端，螺柱II伸至所述框架结构外的另一端安装螺母II紧固；水平的片状试样一端安装于试样夹头I另一端的缺口处，并通过销钉I穿设于片状试样进行紧固，水平的片状试样另一端安装于试样夹头II另一端的缺口处，并通过销钉II穿设于片状试样进行紧固，形成加载装置。所述的片状试样应力腐蚀加载装置，固定板I和固定板II的下边缘均开设有贯通的缺口，缺口与支撑板相配合，缺口的高度与支撑板的高度一致；支撑板的两端设置有螺孔I，固定板I和固定板II下边缘缺口处设置与螺孔I对应的通孔；紧固螺钉I穿设于固定板I上的通孔、支撑板一端的螺孔I，使固定板I与支撑板进行紧固连接；紧固螺钉II穿设于固定板II上的通孔、支撑板另一端的螺孔I，使固定板II与支撑板进行紧固连接。所述的片状试样应力腐蚀加载装置，加载装置顶部平行设置两个水平的支撑条，支撑条两端下边缘缺口分别与固定板I、固定板II顶端通过卡接紧密配合。所述的片状试样应力腐蚀加载装置，固定板I和固定板II的中部均开设带有凸面的通孔，该凸面贯穿于通孔内的底部，螺柱I与试样夹头I配合部分的底部开设与凸面对应的凹槽II，螺柱II与试样夹头II配合部分的底部开设与凸面对应的凹槽I。所述的片状试样应力腐蚀加载装置，试样夹头I和试样夹头II与螺柱I和螺柱II连接的一端端面中心处开设螺孔II，螺孔II分别与螺柱I和螺柱II上带有凹槽的一端通过螺纹连接；试样夹头I和试样夹头II的另一端端面中心处沿水平方向开设缺口，试样夹头I和试样夹头II与缺口垂直的方向上分别开设通孔II，片状试样的两端分别通过销钉I和销钉II进行固定。所述的片状试样应力腐蚀加载装置，当在常温或温度低于100℃环境中进行试验时，除弹簧外的各部分采用耐蚀材料进行加工制备，弹簧采用弹簧钢进行加工，弹簧外表面涂覆防锈层以避免实验过程中弹簧钢发生腐蚀；当加载装置用于高温高压环境中时，各部分均采用耐蚀材料进行加工制备。所述的片状试样应力腐蚀加载装置，当片状试样材料与加载装置材料不同，且当实验装置用于液态溶液环境或高湿度环境中时，在片状试样与加载装置间设置绝缘以免试样与装置间发生电偶腐蚀；低温环境中采用聚四氟乙烯进行绝缘，高温环境中采用覆盖有ZrO2的Zr-4合金绝缘垫片的方式进行绝缘。所述的片状试样应力腐蚀加载装置的使用方法，具体步骤如下：(1)固定板I的底部缺口与支撑板配合，采用紧固螺钉I，穿过固定板I上的通孔I，旋入支撑板上的螺孔I，实现固定板I与支撑板的紧固；(2)固定板II的底部缺口与支撑板配合，采用紧固螺钉II，穿过固定板II上的通孔I，旋入支撑板上的螺孔I，实现固定板II与支撑板的紧固；(3)将螺柱II插入固定板II，螺柱II上的凹槽I与固定板II上带有凸面的通孔配合，螺柱II无凹槽的一端与螺母II配合，螺柱II带凹槽I的一端与试样夹头II一端的螺孔II配合；(4)将螺柱I插入固定板I，螺柱I上的凹槽II与固定板I上带有凸面的通孔配合，螺柱I带凹槽II与试样夹头I一端的螺孔II配合，螺柱I无凹槽的一端依次装配弹簧、垫片和螺母I；(5)旋转试样夹头I与试样夹头II，使其上的缺口均处于水平状态，并使试样夹头I与试样夹头II之间的距离适于安装片状试样；(6)将片状试样的两端分别置入试样夹头I与试样夹头II的缺口中，将销钉I插入试样夹头I的通孔II中，将销钉II插入试样夹头II的通孔II中，实现片状试样两端的固定；(7)通过旋转调节螺母II、试样夹头II、试样夹头I和螺母I的位置来调节片状试样的左右位置，使试样夹头I与固定板I间具有足够的间隙，保证弹簧加载过程中试样夹头I与固定板I不发生接触；(8)在加载装置的顶端安装支撑条；(9)根据弹簧的胡克系数和实验要求的加载载荷确定弹簧的压缩量，通过旋转螺母I实现弹簧的压缩；(10)加载过程中使用游标卡尺测量固定板I与垫片间的距离，当达到实验要求的压缩量时，停止旋转螺母I；(11)将加载装置置于实验要求的腐蚀性环境中进行应力腐蚀实验，并依据实验要求进行定期检查。本专利技术的优点及有益效果是：1、本专利技术主要针应力腐蚀测试问题，为一种简易的片状试样应力腐蚀加载及试验装置。其结构设计简单、制造成本低廉、加载载荷可精确控制、可适用于不同的腐蚀性(工业或自然)环境。因此，可以实现批量化的试验，快速获得大量关键材料的应力腐蚀敏感性数据；也可用于研究各种环境、材料、应力因素对材料应力腐蚀敏感性的影响，从而优化材料的使用状态或使用环境，或指导选材及新材料的研发。2、本专利技术在两侧的加载螺柱上设置了凹槽，在两个固定板的中部均加工有凸面的通孔，固定板通孔中的凸面与螺柱的凹槽相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种片状试样应力腐蚀加载装置，其特征在于，加载装置上下水平的支撑条、支撑板与左右竖直的固定板II、固定板组成框架结构，水平设置的支撑板两端与相对平行竖直设置的固定板I和固定板II的下边缘内侧缺口配套卡接，并分别采用紧固螺钉I和紧固螺钉II进行连接；螺柱I和螺柱II分别带有凹槽II和凹槽I，固定板I和固定板II上均设置带有凸面的通孔，螺柱I上的凹槽II与固定板I上的带有凸面的通孔呈定位配合，螺柱II上的凹槽I与固定板II上的带有凸面的通孔呈定位配合；螺柱I伸至所述框架结构内的一端通过螺孔II连接试样夹头I的一端，螺柱I伸至所述框架结构外的部分依次套设弹簧和垫片，并安装螺母I紧固；螺柱II伸至所述框架结构内的一端通过螺孔II连接试样夹头II的一端，螺柱II伸至所述框架结构外的另一端安装螺母II紧固；水平的片状试样一端安装于试样夹头I另一端的缺口处，并通过销钉I穿设于片状试样进行紧固，水平的片状试样另一端安装于试样夹头II另一端的缺口处，并通过销钉II穿设于片状试样进行紧固，形成加载装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种片状试样应力腐蚀加载装置，其特征在于，加载装置上下水平的支撑条、支撑板与左右竖直的固定板II、固定板组成框架结构，水平设置的支撑板两端与相对平行竖直设置的固定板I和固定板II的下边缘内侧缺口配套卡接，并分别采用紧固螺钉I和紧固螺钉II进行连接；螺柱I和螺柱II分别带有凹槽II和凹槽I，固定板I和固定板II上均设置带有凸面的通孔，螺柱I上的凹槽II与固定板I上的带有凸面的通孔呈定位配合，螺柱II上的凹槽I与固定板II上的带有凸面的通孔呈定位配合；螺柱I伸至所述框架结构内的一端通过螺孔II连接试样夹头I的一端，螺柱I伸至所述框架结构外的部分依次套设弹簧和垫片，并安装螺母I紧固；螺柱II伸至所述框架结构内的一端通过螺孔II连接试样夹头II的一端，螺柱II伸至所述框架结构外的另一端安装螺母II紧固；水平的片状试样一端安装于试样夹头I另一端的缺口处，并通过销钉I穿设于片状试样进行紧固，水平的片状试样另一端安装于试样夹头II另一端的缺口处，并通过销钉II穿设于片状试样进行紧固，形成加载装置。


2.按照权利要求1所述的片状试样应力腐蚀加载装置，其特征在于，固定板I和固定板II的下边缘均开设有贯通的缺口，缺口与支撑板相配合，缺口的高度与支撑板的高度一致；支撑板的两端设置有螺孔I，固定板I和固定板II下边缘缺口处设置与螺孔I对应的通孔；紧固螺钉I穿设于固定板I上的通孔、支撑板一端的螺孔I，使固定板I与支撑板进行紧固连接；紧固螺钉II穿设于固定板II上的通孔、支撑板另一端的螺孔I，使固定板II与支撑板进行紧固连接。


3.按照权利要求1所述的片状试样应力腐蚀加载装置，其特征在于，加载装置顶部平行设置两个水平的支撑条，支撑条两端下边缘缺口分别与固定板I、固定板II顶端通过卡接紧密配合。


4.按照权利要求1所述的片状试样应力腐蚀加载装置，其特征在于，固定板I和固定板II的中部均开设带有凸面的通孔，该凸面贯穿于通孔内的底部，螺柱I与试样夹头I配合部分的底部开设与凸面对应的凹槽II，螺柱II与试样夹头II配合部分的底部开设与凸面对应的凹槽I。


5.按照权利要求1所述的片状试样应力腐蚀加载装置，其特征在于，试样夹头I和试样夹头II与螺柱I和螺柱II连接的一端端面中心处开设螺孔II，螺孔II分别与螺柱I和螺柱II上带有凹槽的一端通过螺纹连接；试样夹头I和试样夹头II的另一端端面中心处沿水平方向开设缺口，试样夹头I和试样夹头II与缺口垂直的方向上分别开设通孔II，片状试样的两端分别通过销钉I和销钉II进行固定。

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【专利技术属性】
技术研发人员：明洪亮，石珅，鲍一晨，孟凡江，王俭秋，韩恩厚，刘晓强，石秀强，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，上海核工程研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21