[发明专利]一种测试覆冰或涂层结合强度的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试各种材料之间粘结强度的测试装置和方法。特别涉及一种用于测试覆冰与金属材料或涂料之间的粘结强度的测试装置和方法。

背景技术

在冬季，因气温较低，湿度较高，导线容易结有覆冰；随着气温的降低和低温时间的延长，覆冰的厚度越来越大，由此给高压导线带来的重量载荷越来越大，当覆冰的总重量大到超过导线的强度极限时，即会造成断缆进而塔架倒塌的严重后果，另外，输电设备上产生覆冰后，绝缘水平大大下降，很多设备产生“冰闪”放电现象，大量设备因故障跳闸，特别是在气温回升，线路覆冰融化的过程中，极易发生线路闪络事故，对电网安全运行和可靠供电将造成严重威胁。此外，例如闽北等树竹茂密的地区，树竹严重覆冰倒覆在线路上，也会造成断缆进而倒杆等后果。覆冰对人类的生产和生活都产生了极大危害。目前，各个领域的防覆冰措施多种多样，其中较为常用的包括在本体上涂覆防覆冰涂料和采用与覆冰之间粘合强度较小的材料作为本体。因此研究覆冰与各种材料的粘合强度是非常必要的。国外有关覆冰结合力的报道大部分是剪切粘合力的测试，如：美国寒冷地区研究与工程实验室基于ASTM D3528-96(2002)测试标准，设计了双层搭接切应力测试方案，用来测量冰与基体之间的剪切结合强度；美国海军实验室自制了轴向圆筒剪切力测试装置，通过对中心位置圆筒施加推力或拉力，来测定冰与圆筒表面的剪切粘合力。对于冰层的垂直粘合力的相关测试装置还鲜有报道。

国内的现有技术里有许多研究涂层与基体材料的结合强度的装置，中国专利文献CN1321881A提出了一种测量涂层结合强度的试样，该试样由一个 带有上锥孔和下锥孔的支撑圈和一个插入支撑圈下锥孔的堵塞组成，通过拉伸连接装置将试样连接在拉伸测量装置上，拉伸测量装置对支撑圈与堵塞进行施力分离。该发明的试样结构简单，能够较为准确的测出材料之间的结合强度，但还存在如下问题：做各种涂层粘合强度测试时，往往要根据需要提供材料不一，表面状况如光滑、粗糙、裂痕等多样的覆料面，由于该发明的覆料面为堵塞上的一个面，因此，在测试前，须制作许多材料不一，表面状况多样的堵塞，而且由于试样的支撑圈和堵塞相互配合面的表面粗糙度和配合度对测试结果有很大影响，因此多个对加工要求高的堵塞的制作，不仅浪费时间，增加不必要的制造成本，而且由于制成堵塞所需的材料不一样，多个堵塞加工质量不可能保证完全一样，使得堵塞的表面粗糙度，锥度，以及堵塞与支撑圈的配合度都存在差异，这将导致堵塞与支撑圈之间所受的摩擦力有异，使得在做同种涂层与不同种材料做成的堵塞之间粘合强度的测试结果时存在误差不一致，不便于进行同种涂层与不同种材料之间粘合强度的比较，这些都严重制约了该发明试样的使用。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中一种测量涂层结合强度的试样的堵塞只能完成一次试验，成本较高，误差较大，进而提供一种一个堵塞就能完成多种试验的测试涂层结合强度的测试装置和方法。

本发明进一步解决的技术问题在于提供一种能够测试覆冰与多种金属材料或涂料基体之间结合强度的测试装置和方法。

为解决上述技术问题，本发明的测试覆冰或涂层结合强度的装置，包括堵塞和中心具有通孔的堵塞支撑装置，所述堵塞能够插入所述堵塞支撑装置的通孔内，其中所述堵塞的插入部分与所述堵塞支撑装置的通孔配合，且插入部分的长度小于所述堵塞支撑装置通孔的深度，所述堵塞的插入部分的顶端可拆卸的连接有覆料基体，所述覆料基体是与覆冰接触的表面或带有涂层表面的基体，其截面积适于随所述堵塞的插入部分从所述通孔内抽出。

上述的测试覆冰或涂层结合强度的装置，所述堵塞支撑装置在所述通孔 的周围设有包围所述覆料基体的阻水壁。

上述的测试覆冰或涂层结合强度的装置，所述堵塞支撑装置的拉伸连接装置通过稳固装置与所述堵塞支撑装置可拆卸连接，所述稳固装置具有容纳所述阻水壁和所述覆料基体的腔体。

上述的测试覆冰或涂层结合强度的装置，所述覆料基体随所述堵塞一同插入所述堵塞支撑装置的通孔后，所述覆料基体的工作面与所述堵塞支撑装置的工作表面处于同一平面内。

上述的测试覆冰或涂层结合强度的装置，所述堵塞的插入部为圆锥体，与所述堵塞插入部分匹配的所述堵塞支撑装置的通孔的相应段为圆锥孔。

上述的测试覆冰或涂层结合强度的装置，所述圆锥体和所述圆锥孔的相配合的表面的粗糙度均不大于0.8微米。

上述的测试覆冰或涂层结合强度的装置，所述堵塞与所述堵塞支撑装置通过定位连接装置可拆卸地固定连接。