一种高温高压水腐蚀疲劳实验样品夹具及使用方法技术

本发明专利技术属于材料实验技术领域，更确切的说，涉及一种高温高压水腐蚀疲劳实验样品夹具及使用方法，解决了现有样品夹具不耐高温高压水腐蚀、螺纹缝隙大、对中性不好的问题。该夹具设有立柱、平台、上压帽、下压帽、转接头，该夹具的立柱下端固定在高压釜釜盖上，上端固定在平台上，然后分别用锁紧螺母压紧，转接头下端连接疲劳机的拉伸轴，通过升降拉伸轴，使实验样品上、下凸台分别放在平台凹槽和转接头凹槽内，两对开半环压在实验样品上、下凸台上，套上上、下压帽，拧紧压帽螺栓使其两端固定。本发明专利技术可以用在高压釜内，进行高温高压溶液环境下各种(拉拉、拉压、压压等)疲劳实验，结构简单、成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料实验
，更确切的说，涉及。
技术介绍
在服役环境以高温高压溶液为主的石油、化工、电力等行业，其设备往往发生严重的腐蚀问题，例如应力腐蚀、腐蚀疲劳等，这些腐蚀问题使设备严重失效，工厂被迫停工， 甚至发生重大事故，造成巨大的经济和人员损失，为了弄清事故的原因，避免事故再次发生，必须研究设备材料在服役环境下发生腐蚀的机理。在实验室模拟高温高压环境来研究这些设备材料的腐蚀失效机理是一种有效手段，而开展这类研究首先必须解决高温高压环境条件下进行试验的设备问题。在实验室模拟高温高压水腐蚀疲劳实验，首先要解决的是样品夹具问题，为了模拟实际的高温高压服役环境，在实验过程中样品夹具必须放在高压釜中，但是以前的样品夹具都是为空气中的实验而设计的，没有考虑苛刻的腐蚀环境对夹具的影响，因此不能用在高压釜中，另外现有的疲劳机夹具大多用螺纹连接，间隙很大，不适用位移控制的拉压疲劳实验，此外对中性很难保证。国外虽然有少数几家大公司能制造这种用在高压釜中的夹具，但是价格极其昂贵，且结构复杂，国内相关厂家尚没有制造该类夹具的经验和能力。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种能在高温高压水环境下测试材料腐蚀疲劳性能的样品夹具及使用方法，解决了现有疲劳机样品夹具不能用在高压釜中的难题。本专利技术的技术方案如下一种高温高压水腐蚀疲劳实验样品夹具，该夹具设有立柱、平台、上压帽、下压帽、 转接头，该夹具设置于高压釜内，高压釜的釜盖在下，立柱的一端螺纹连接于高压釜釜盖的螺纹孔，立柱与高压釜连接的位置通过下锁紧螺母锁紧；平台圆周开有立柱孔，平台的下端面中心处开有平台凹槽，平台的下端面圆周开有平台螺纹孔；立柱的另一端通过平台上的立柱孔穿装于平台，在立柱上分别安装平台上垫片和平台下垫片于平台的上下端面处，每个立柱上分别安装上锁紧螺母，上锁紧螺母压紧平台上垫片；转接头的下端面中心处开有转接头下端螺纹孔，转接头下端螺纹孔连接疲劳机的拉伸轴；转接头的上端面中心处开有转接头凹槽，转接头的上端面圆周开有转接头上端螺纹孔，实验样品的下凸台放在转接头凹槽内，下凸台与转接头凹槽为紧密配合；两个对开半环压在实验样品下凸台上端面，下压帽套在对开半环上，下压帽中心处开设与所述对开半环相应的对开半环孔，下压帽圆周开有与转接头上端面圆周的转接头上端螺纹孔相对应的压帽螺栓孔，下压帽的对开半环孔压在对开半环凸台上，所述压帽螺栓孔上端面放置下压帽垫片，下压帽螺栓穿过下压帽垫片、下压帽与转接头连接；另设两个对开半环压在实验样品的上凸台下端面，上压帽中心处开设与所述对开半环相应的对开半环孔，上压帽圆周开有与平台下端面圆周的平台螺纹孔相对应的压帽螺栓孔，上压帽的对开半环孔压在对开半环凸台上，所述压帽螺栓孔下端面放置上压帽垫片， 上压帽螺栓穿过上压帽垫片、上压帽与平台连接。所述的高温高压水腐蚀疲劳实验样品夹具，该夹具各部分的材质均为耐腐蚀、高温强度较好的316奥氏体不锈钢。所述的高温高压水腐蚀疲劳实验样品夹具，立柱下端靠近螺纹口处开有铣槽。所述的高温高压水腐蚀疲劳实验样品夹具，平台凹槽的直径大于转接头凹槽的直径。所述的高温高压水腐蚀疲劳实验样品夹具，对开半环弯角有光滑的圆弧，对开半环的高度大于上压帽或下压帽的高度。所述的高温高压水腐蚀疲劳实验样品夹具，所述的上压帽螺栓或下压帽螺栓为内六角螺栓。所述的高温高压水腐蚀疲劳实验样品夹具的使用方法，包括如下步骤(1)立柱的一端螺纹拧在高压釜釜盖的螺纹孔内，每个立柱与高压釜连接的位置通过下锁紧螺母锁紧，立柱的另一端通过平台上的立柱孔穿装于平台，在立柱放进立柱孔前，在立柱上各套一个平台下垫片，用水平仪调平平台，再在立柱上方各放一个平台上垫片，每个立柱上分别安装上锁紧螺母，上锁紧螺母压紧平台上垫片；反复调整上锁紧螺母、 下锁紧螺母，保证平台水平，稳定不晃动；(2)转接头下端螺纹孔连接疲劳机的拉伸轴，实验样品的下凸台放在转接头凹槽内，转动样品，使自然垂直，依靠样品自身重力对中；再把两个对开半环压在实验样品下凸台上端面，转动对开半环，使对开半环贴紧样品；然后把下压帽套在对开半环上，使下压帽上的对开半环孔朝下刚好压在对开半环凸台上，转动下压帽，使压帽螺栓孔刚好和转接头上的转接头上端螺纹孔相对吻合，每个压帽螺栓孔上端面放置下压帽垫片，下压帽螺栓穿过下压帽垫片、下压帽与转接头连接，将下压帽拧在转接头上端螺纹孔上，观察下压帽和转接头之间的缝隙，使实验样品下凸台和转接头凹槽完全吻合压紧；(3)把另外两个对开半环压在实验样品的上凸台下端面，将上压帽的对开半环孔压在对开半环凸台上，用手扶紧，每个压帽螺栓孔下端面放上压帽垫片，上压帽螺栓穿过上压帽垫片、上压帽与平台下端面的平台螺纹孔连接；然后向上移动拉伸轴，带动实验样品上升，使样品上凸台刚好进入平台下端面中心处的平台凹槽，对中后转动上压帽，使压帽螺栓孔刚好和平台螺纹孔对上，拧紧上压帽螺栓，使实验样品上端面完全压紧平台下端面中心处的平台凹槽顶部；(4)打开疲劳机控制柜，调整拉伸轴，使实验样品受到压应力，保证实验样品上、下端面与平台凹槽、转接头凹槽底部充分压紧；(5)用扳手先拧紧下压帽螺栓，按对角螺栓的顺序拧紧，最后拧紧上压帽螺栓，同样对角螺栓拧紧，进行高温高压水腐蚀疲劳实验。所述的高温高压水腐蚀疲劳实验样品夹具的使用方法，第一次疲劳实验前，消去螺纹间隙，操作方法如下(1)、把实验样品装在夹具上，先拧紧下压帽上的下压帽螺栓，然后拧紧上压帽上的上压帽螺栓；(2)、打开疲劳机，对实验样品加载拉力40 50KN，充分拉开拉伸方向上的间隙；(3)、用扳手夹住立柱，拧紧立柱下面的下锁紧螺母，然后拧紧平台上的上锁紧螺母，消去拉伸方向上的间隙；(4)、对试验样品加载压力40 50KN，充分拉开压缩方向上的间隙；(5)、用扳手夹住立柱，拧紧平台上的上锁紧螺母，然后拧紧立柱下的下锁紧螺母， 消去压缩方向上的间隙；(6)、运行疲劳机，循环十个周次，观察波形光滑无弯折，螺纹间隙消除，如果波形上有平台出现，重复步骤(2) - (6)，直到间隙完全消去。本专利技术的有益效果是1、本专利技术的高温高压水腐蚀疲劳夹具用316奥氏体不锈钢做材质，耐高温高压水腐蚀，强度好，能保证夹具长期运行。2、本专利技术的转接头凹槽直径小于平台凹槽，转接头连接拉伸轴，拧紧下压帽后，以转接头凹槽和拉伸轴为基准，对齐平台凹槽，保证了样品和施加载荷的拉伸轴对中性。3、本专利技术的下锁紧螺母消去了立柱和釜盖螺纹的间隙，上锁紧螺母消去了立柱和平台螺纹的间隙。4、本专利技术采用的压帽套半环的设计，使实验样品夹持很紧，无间隙，适合各种载荷比的疲劳实验，如载荷比为-1的对称拉压疲劳，载荷比为0的拉拉疲劳。5、本专利技术的螺栓和螺母垫片保护了在拧紧的过程中平台和压帽不受损伤。6、本专利技术结构简单、安装和拆卸容易、成本低廉、操作方便。7、本专利技术疲劳机样品夹具可用于高压釜，解决了现有样品夹具不耐高温高压水腐蚀、螺纹缝隙大、对中性不好的问题。附图说明图1为本专利技术夹具整体剖视图。图2为本专利技术夹具平台仰视图。图3为本专利技术夹具转接头的结构示意图。其中，(a)图为俯视图；(b)图为剖面图。图4为本专利技术夹具上压帽(或下压帽)的结构示意图。其中，(a)图为俯视图；(b) 图为剖面图(下压帽与上压帽结构相同，对称本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高温高压水腐蚀疲劳实验样品夹具，其特征在于：该夹具设有立柱、平台、上压帽、下压帽、转接头，该夹具设置于高压釜内，高压釜的釜盖在下，立柱的一端螺纹连接于高压釜釜盖的螺纹孔，立柱与高压釜连接的位置通过下锁紧螺母锁紧；平台圆周开有立柱孔，片，上压帽螺栓穿过上压帽垫片、上压帽与平台连接。帽与转接头连接；另设两个对开半环压在实验样品的上凸台下端面，上压帽中心处开设与所述对开半环相应的对开半环孔，上压帽圆周开有与平台下端面圆周的平台螺纹孔相对应的压帽螺栓孔，上压帽的对开半环孔压在对开半环凸台上，所述压帽螺栓孔下端面放置上压帽垫帽套在对开半环上，下压帽中心处开设与所述对开半环相应的对开半环孔，下压帽圆周开有与转接头上端面圆周的转接头上端螺纹孔相对应的压帽螺栓孔，下压帽的对开半环孔压在对开半环凸台上，所述压帽螺栓孔上端面放置下压帽垫片，下压帽螺栓穿过下压帽垫片、下压开有转接头下端螺纹孔，转接头下端螺纹孔连接疲劳机的拉伸轴；转接头的上端面中心处开有转接头凹槽，转接头的上端面圆周开有转接头上端螺纹孔，实验样品的下凸台放在转接头凹槽内，下凸台与转接头凹槽为紧密配合；两个对开半环压在实验样品下凸台上端面，下压平台的下端面中心处开有平台凹槽，平台的下端面圆周开有平台螺纹孔；立柱的另一端通过平台上的立柱孔穿装于平台，在立柱上分别安装平台上垫片和平台下垫片于平台的上下端面处，每个立柱上分别安装上锁紧螺母，上锁紧螺母压紧平台上垫片；转接头的下端面中心处...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐松，吴欣强，韩恩厚，柯伟，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89