本发明专利技术提供了一种腐蚀环境下试件的断裂韧性测试装置，属于材料性能测试领域，具体包括反应釜单元和测试单元，其中：反应釜单元中反应釜主体的一侧开口，并且该开口通过与引伸计套筒和弹性薄膜连接以实现密封，同时该反应釜主体上设置有通液孔和进气孔；引伸计套筒伸入反应釜主体的内部，并且与弹性薄膜连接；测试单元包括固定刀口和引伸计，固定刀口设置在反应釜主体的外侧，穿过弹性薄膜固定在待测试件上；引伸计与该固定刀口连接，用于监测固定刀口的变形量。本发明专利技术利用弹性薄膜将引伸计与反应釜主体中的腐蚀溶液隔开，从而在保证反应釜主体密封性的同时使得引伸计能够直接测量待测试件的缺口位移，有效提高测量准确性。有效提高测量准确性。有效提高测量准确性。
【技术实现步骤摘要】
一种腐蚀环境下试件的断裂韧性测试装置
[0001]本专利技术属于材料性能测试领域，更具体地，涉及一种腐蚀环境下试件的断裂韧性测试装置。
技术介绍
[0002]油气资源在工业制造和社会生活中起着重要作用，是当今社会应用最广泛的能源。油气资源的长距离运输通常需要依靠管道输送的方式实现，然而油气资源富含腐蚀介质，在运输油气资源时管道面临着较大的波动载荷，在应力和腐蚀的双重作用下，油气资源运输管道特别是焊接接头处极易快速断裂失效，使其在服役期间发生严重事故。
[0003]因此，为定量分析管线钢的腐蚀环境断裂韧性及失效模式，必须对管线钢焊接接头进行腐蚀环境断裂韧性测试及评价。目前用于评价管线钢焊接接头断裂韧性的方法较多，且相对完善，其中采用单边缺口弯曲试样是最常用的，但它有其自身的局限性，即不能够较好地模拟管线钢焊接接头实际服役环境中裂纹尖端的约束情况，此外其只能够在空气环境中或者预腐蚀处理后进行断裂韧性测试，不能够真实模拟在腐蚀环境中的管线钢焊接接头断裂韧性变化，评价效果与现场石油腐蚀环境结果相差较大。因此，目前在腐蚀环境管线钢焊接接头的断裂韧性便无合适的方法进行准确评价。
[0004]CN103954512B公开了一种利用低温环境下紧凑拉伸试样的断裂韧性测试装置进行断裂韧性测试的方法，其利用引伸计测量紧凑拉伸试样的加载线位移，以此实现断裂韧性测试，但是该方法无法直接测量缺口的位移，需要进行换算，存在准确度低的问题，同时该装置是开口系统，不能进行腐蚀气体环境中的断裂韧性测试。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种腐蚀环境下试件的断裂韧性测试装置，旨在解决现有的断裂韧性测试装置无法直接测量缺口位移、无法还原实际应用环境的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种腐蚀环境下试件的断裂韧性测试装置，该断裂韧性测试装置包括反应釜单元和测试单元，其中：
[0007]所述反应釜单元包括反应釜主体、引伸计套筒和弹性薄膜，所述反应釜主体的一侧开口，并且该开口通过与引伸计套筒和弹性薄膜连接以实现密封；该反应釜主体上设置有通液孔和进气孔，所述通液孔用于向反应釜主体的内部注入腐蚀液，所述进气孔用于向反应釜主体的内部通入反应气，进而模拟实际应用环境；所述引伸计套筒伸入反应釜主体的内部，并且与弹性薄膜连接，以保证弹性薄膜靠近待测试件；
[0008]所述测试单元包括固定刀口和引伸计，所述固定刀口设置在反应釜主体的外侧，并且穿过弹性薄膜固定在待测试件上，以随待测试件的变形而变形；所述引伸计与该固定刀口连接，用于监测所述固定刀口的变形量，进而检测待测试件的裂纹尖端变化，以此实现试件的断裂韧性测试。
[0009]作为进一步优选的，所述反应釜主体上设置有试样连接杆，所述试样连接杆通过锁紧螺母固定在反应釜主体上，并且该试样连接杆与待测试件的两端连接，以将待测试件固定在反应釜主体的内部，工作时所述试样连接杆与拉伸试验机连接。
[0010]作为进一步优选的，所述反应釜主体包括筒体、釜盖、釜底和丝杆，所述筒体的上下两端分别与釜盖和釜底连接，并通过丝杠进行紧固，所述引伸计套筒与筒体的开口处连接。
[0011]作为进一步优选的，所述固定刀口的数量为两个，并通过三角形外推法测出待测试件裂纹尖端的张开位移。
[0012]作为进一步优选的，所述反应釜单元还包括导气杆，所述导气杆与进气孔连接，以将反应气通入腐蚀液中。
[0013]作为进一步优选的，所述待测试件采用单边缺口拉伸试样。
[0014]作为进一步优选的，所述筒体、釜盖和釜底采用有机玻璃材质，所述试样连接杆采用C276哈氏合金。
[0015]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下
[0016]有益效果：
[0017]1.本专利技术考虑到现有的腐蚀环境断裂韧性测试普遍存在无法直接测量缺口位移的问题，提出了一种新型的测试装置，其利用弹性薄膜对反应釜主体进行密封，并将固定刀口穿过弹性薄膜固定在待测试件上，利用弹性薄膜将引伸计与反应釜主体中的腐蚀溶液隔开，从而在保证反应釜主体密封性的同时使得引伸计能够直接测量待测试件的缺口位移，有效提高测量准确性，并且反应釜主体上设置有通液孔、进气孔和出气孔，能够模拟各种实际工况尤其是油气资源实际腐蚀环境，解决了现有技术不能在实际腐蚀环境下准确评价管线刚断裂韧性的问题，具有结构简单、可模拟实际腐蚀环境、操作方便、安全可靠等特点；
[0018]2.本专利技术通过对待测试件的连接方式进行优化，利用试样连接杆将待测试件固定在反应釜主体内部，使其完全处于腐蚀溶液和特定气氛中，完全还原真实工作环境，同时利用锁紧螺母将试样连接杆固定在反应釜主体上，保证拉伸试验过程中仅有竖直方向的移动，从而保证测试结果的准确性。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例提供的腐蚀环境下试件的断裂韧性测试装置的结构示意图；
[0020]图2是本专利技术优选实施例使用的尺寸为M16的单边缺口拉伸试样的三视图，其中(a)为主视图，(b)为俯视图，(c)为左视图；
[0021]图3是本专利技术优选实施例使用的尺寸为M10的单边缺口拉伸试样的三视图，其中(a)为主视图，(b)为俯视图，(c)为左视图；
[0022]图4是本专利技术优选实施例中双固定刀口的结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为俯视图，(c)为左视图；
[0023]图5是本专利技术优选实施例中M10的单边缺口拉伸试样在纯水腐蚀环境下双引伸计载荷
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裂纹张开位移图。
[0024]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0025]1‑
釜盖，2
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通液孔，3
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试样连接杆，4
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锁紧螺母，5
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第一密封圈，6.1
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进气孔，6.2
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出气孔，7
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第二密封圈，8
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丝杆，9
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套筒，10
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弹性薄膜，11
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釜底，12
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排液孔，13
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待测试件，14
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导气杆，15
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筒体，16
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固定刀口，17
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引伸计。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0027]如图1所示，本专利技术提供了一种腐蚀环境下试件的断裂韧性测试装置，该断裂韧性测试装置包括反应釜单元和测试单元，其中：
[0028]反应釜单元包括反应釜主体、引伸计套筒9和弹性薄膜10，反应釜主体包括筒体15、釜盖1、釜底11和丝杆8，筒体15的上下两端分别与釜盖1和釜底11连接，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种腐蚀环境下试件的断裂韧性测试装置，其特征在于，该断裂韧性测试装置包括反应釜单元和测试单元，其中：所述反应釜单元包括反应釜主体、引伸计套筒(9)和弹性薄膜(10)，所述反应釜主体的一侧开口，并且该开口通过与引伸计套筒(9)和弹性薄膜(10)连接以实现密封；该反应釜主体上设置有通液孔(2)和进气孔(6.1)，所述通液孔(2)用于向反应釜主体的内部注入腐蚀液，所述进气孔(6.1)用于向反应釜主体的内部通入反应气，进而模拟实际应用环境；所述引伸计套筒(9)伸入反应釜主体的内部，并且与弹性薄膜(10)连接，以保证弹性薄膜(10)靠近待测试件；所述测试单元包括固定刀口(16)和引伸计(17)，所述固定刀口(16)设置在反应釜主体的外侧，并且穿过弹性薄膜(10)固定在待测试件(13)上，以随待测试件(13)的变形而变形；所述引伸计(17)与该固定刀口(16)连接，用于监测所述固定刀口(16)的变形量，进而检测待测试件的裂纹尖端变化，以此实现试件的断裂韧性测试。2.如权利要求1所述的腐蚀环境下试件的断裂韧性测试装置，其特征在于，所述反应釜主体上设置有试样连接杆(3)，所述试样连接杆(3)通过锁紧螺母(4)固定在反应釜主体...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩永典，闫玉升，钟史放，徐连勇，赵雷，郝康达，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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