一种串联式波纹管高温高压疲劳试验装置，包括试验平台组件(4)、限位在试验平台组件(4)上的由内向外依次设置的试验组件(3)、缸体组件(2)以及加热炉组件(1)，试验平台组件(4)包括液压系统、控制系统以及由液压系统驱动的可沿线性往复伸缩的伸缩平台组件(41)、与缸体组件(2)配合的加压组件(42)，其技术要点是：试验组件(3)包括配合伸缩平台组件(41)动作的用于安装试验件的上接头(32)和下接头(33)。从根本上解决了上述技术问题，可实现单次疲劳试验完成两件波纹管的疲劳测试，同时避免产生压力波动，无需额外设置稳压装置。其具有结构简单紧凑、易于操控、测试效率高、自动化程度高等优点。点。点。
【技术实现步骤摘要】
串联式波纹管高温高压疲劳试验装置
[0001]本专利技术涉及采用机械应力测试材料刚性的检测设备，具体说是一种串联式波纹管高温高压疲劳试验装置。本专利技术技术方案的试验装置可用于高温高压下金属波纹管的检测，并可有效消除疲劳测试时的压力波动。此外还涉及了上述试验装置中待检测组件的安装与拆卸方法，从而在保证试验气密性与稳定性的前提下有效降低试验成本，提高试验精度。
技术介绍
[0002]金属波纹管广泛应用在航天、核电及化工领域，金属波纹管的技术性能指标主要有刚度、强度以及疲劳寿命等。疲劳寿命直接影响产品的可靠性及使用周期，对波纹管的性能起着至关重要的作用。在航天及核电领域波纹管工作环境多为高温高压工况，某些核电阀门用波纹管的使用温度可达650℃以上，波纹管的材料也由常规不锈钢改为高温合金材料。尽管原材料的使用温度能够满足特殊使用工况的要求，但由于高温高压波纹管使用场所的特殊性，波纹管出厂前需要抽取一定比例的样件进行高温高压疲劳寿命测试。
[0003]现有的高温高压波纹管疲劳测试装置仅能满足常规产品的试验需求。
[0004]为提高测试效率，公开号CN206756445U的技术专利公开的“波纹管疲劳试验机”，该技术方案仅用于测试常温常压下同时测试两件波纹管的疲劳试验，未公开加温、加压装置，也未公开高温高压测试环境所必须的密封方案。
[0005]为实现高压条件下的波纹管疲劳试验，公开号CN110044590A的专利技术专利申请公开的“真空灭弧室用金属波纹管疲劳寿命试验装置”，该技术方案仅公开了高压条件下单波纹管的疲劳试验装置，并不能通过增加热源的方式，直接改造成高温高压条件下的单个波纹管疲劳试验装置。
[0006]为同时实现高温高压条件下的波纹管疲劳试验，公开号CN203705152U的技术专利公开的“金属波纹管高温高压疲劳寿命试验装置”，该技术方案实现了极限压力42MPa(常温)、极限温度400℃的金属波纹管疲劳寿命试验。公开号CN212514048U的技术专利公开的“金属波纹管外压高温高压试验装置”，该技术方案仅能够实现35MPa、600℃以内的金属波纹管疲劳试验。
[0007]此外，专利技术人曾在《流体机械》第49卷第4期，2021年4月上发表了《高温工况阀用波纹管疲劳寿命有限元分析及试验研究》该非专利文献中提到了极限温度为400℃时，对金属波纹管进行的疲劳寿命试验。
[0008]可见，现有的疲劳试验装置中，加热系统多采用高压釜体内置加热棒的方案，当温度较高时会使导热油低组分物质蒸发改变系统的压力，同时加热棒表面容易结焦。试验温度一般不超过600℃。该试验温度满足不了高温合金波纹管的疲劳寿命试验条件。
[0009]但是，显而易见的，现有技术中并未公开具有600℃以上高温高压环境的同时测试多个波纹管疲劳试验装置。
技术实现思路
[0010]本专利技术的其中一个目的是提供一种串联式波纹管高温高压疲劳试验装置，从根本上解决了上述技术问题，可实现单次疲劳试验完成两件波纹管的疲劳测试，同时避免产生压力波动，无需额外设置稳压装置。其具有结构简单紧凑、易于操控、测试效率高、自动化程度高等优点。
[0011]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：该串联式波纹管高温高压疲劳试验装置，包括试验平台组件、限位在试验平台组件上的由内向外依次设置的试验组件、缸体组件以及加热炉组件，试验平台组件包括液压系统、控制系统以及由液压系统驱动的可沿线性往复伸缩的伸缩平台组件、与缸体组件配合的加压组件，其技术要点是：试验组件包括配合伸缩平台组件动作的用于安装试验件的上接头和下接头；其中，第一试验件密封固定于上接头和下接头之间，第二试验件以一端密封固定的方式套设在上接头上；缸体组件为仅通过打压管与外界连通的气密性腔体；加热炉组件包括由绝热材料制成的全封闭的支撑在伸缩平台组件上的保温炉体、均布在炉体内的电热丝。
[0012]进一步的，缸体组件包括一端固定在下接头上另一端固定在第二试验件上的缸筒、用于密封缸筒开口的密封法兰。
[0013]进一步的，密封法兰包括相互配合通过预紧螺栓紧固的左分半法兰和右分半法兰、限位在左分半法兰和右分半法兰陶瓷纤维盘根。
[0014]进一步的，加压组件包括通过排气管线与打压管连接的气瓶、设置在该排气管线上的压力表、管接头、若干控制阀门。
[0015]进一步的，加热炉组件与上接头或下接头之间的间隙填充有可塑性填料。
[0016]进一步的，上接头或下接头通过螺纹接头可拆卸地配合在的顶板或底座上。
[0017]本专利技术的另一个目的是提供采用上述试验装置的试验方法。为了进一步说明金属波纹管高温高压试验装置的技术特点，在试验装置的基础上同时，提供该试验装置的试验方法，其技术要点是，包括以下步骤：步骤S1，搭建试验环境；步骤S101，通过导向柱将底座组装成作为支撑结构的伸缩平台组件；步骤S102，依次串联焊接下接头、第一试验件、上接头，将第二试验件套装焊接在上接头外，通过导气槽孔对试验组件进行气密性检测，补漏至符合气密性要求；步骤S103，将固定有打压管的下法兰盘与下接头焊接，然后依次焊接缸筒和上法兰盘，将试验组件封闭在缸体组件内；通过配合位于密封槽中的陶瓷纤维盘根和预紧螺栓将密封法兰的左分半法兰和右分半法兰预紧在上接头上，完成密封法兰的预装配；步骤S104，通过左右各两颗固定螺栓分别将左分半法兰和右分半法兰预固定在上法兰盘上，待配合均无误后，将固定螺栓和预紧螺栓紧固，完成密封；对缸体组件进行气密性检测，补漏至符合气密性要求后，螺纹连接在实验平台组件上；将温度传感器分三个点位依次安装在上法兰盘、缸体组件、下法兰盘上；步骤S105，通过下接头的下固定接头将试验组件螺合固定在底座上，将顶板与上接头的上固定接头螺合预固定；
步骤S106，将炉体套设在试验件外，在加热炉组件和试验组件、试验平台组件的间隙内填充有可塑性填料，通过活接头将打压管连接至加热炉组件外部；步骤S2，根据试验位移要求，设置液压伺服试验机轴向位移载荷，常温工况试运行；步骤S3，参考气体状态方程：PV = nRT，用气瓶对试验件修正初始压力，修正后的初始压力为试验压力的110%~130%，关闭气路截止阀，按试验要求启动热源加热试验组件，待温度稳定后，观察压力表压力值，缓慢开启放气阀，至压力表数值为试验压力后关闭放气阀；步骤S4，启动液压伺服试验机及其控制系统开始疲劳试验，试验件失效或达到试验次数要求为试验终止条件，试验件失效时间节点为系统记录的压力表数值持续降低的初始时刻；步骤S5，当试验终止后，拆除试验件，通过无齿锯切割试验件打压管；通过车床对试验件的焊缝进行车削，车削顺序为，先车削下法兰盘与固定接头的焊缝，再车削上法兰盘与缸体组件的焊缝；取出试验组件为后续检测提供样件，至此试验结束。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：整体技术方案上，针对不同的测试温度条件，采用了两种试验结构。当测试环境温度较低时（≤300℃），对气密性要求相对较低，因此可采用以螺纹固定为主的，试验成本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种串联式波纹管高温高压疲劳试验装置，包括试验平台组件(4)、限位在试验平台组件(4)上的由内向外依次设置的试验组件(3)、缸体组件(2)以及加热炉组件(1)，试验平台组件(4)包括液压系统、控制系统以及由液压系统驱动的可沿线性往复伸缩的伸缩平台组件(41)、与缸体组件(2)配合的加压组件(42)，其特征在于：试验组件(3)包括配合伸缩平台组件(41)动作的用于安装试验件的上接头(32)和下接头(33)；其中，第一试验件密封固定于上接头(32)和下接头(33)之间，第二试验件以一端密封固定的方式套设在上接头(32)上；缸体组件(2)为仅通过打压管(427)与外界连通的气密性腔体；加热炉组件(1)包括由绝热材料制成的全封闭的支撑在伸缩平台组件(41)上的保温炉体(11)、均布在炉体(11)内的电热丝。2.根据权利要求1所述的串联式波纹管高温高压疲劳试验装置，其特征在于：缸体组件(2)包括一端固定在下接头(33)上另一端固定在第二试验件上的缸筒(21)、用于密封缸筒(21)开口的密封法兰(24)。3.根据权利要求2所述的串联式波纹管高温高压疲劳试验装置，其特征在于：密封法兰(24)包括相互配合通过预紧螺栓(243)紧固的左分半法兰(241)和右分半法兰(242)、限位在左分半法兰(241)和右分半法兰(242)陶瓷纤维盘根(25)。4.根据权利要求1所述的串联式波纹管高温高压疲劳试验装置，其特征在于：加压组件(42)包括通过排气管线与打压管(427)连接的气瓶(421)、设置在该排气管线上的压力表(423)、管接头(422)、若干控制阀门。5.根据权利要求1所述的串联式波纹管高温高压疲劳试验装置，其特征在于：加热炉组件(1)与上接头(32)或下接头(33)之间的间隙填充有可塑性填料(111)。6.根据权利要求1所述的串联式波纹管高温高压疲劳试验装置，其特征在于：上接头(32)或下接头(33)通过螺纹接头可拆卸地配合在的顶板(412)或底座(411)上。7.根据权利要求1至6任一项所述串联式波纹管高温高压疲劳试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，搭建试验环境；步骤S101，通过导向柱(413)将底座(411)组装成作为支撑结构的伸缩平台组件（41）；步骤S102，依次串联焊接下接头(33)、第一试验件、上接头(32)，将第二试验件套装焊接...
【专利技术属性】
技术研发人员：张全厚，宋林红，张文良，于翔麟，李敏，张博，关长江，王雪，张大林，杨志新，韩新博，张秀华，崔学勇，吴洪林，付博，
申请(专利权)人：沈阳仪表科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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