[实用新型]一种慢应变速率拉伸设备

说明书

技术领域

本实用新型属于一种拉伸设备，尤其涉及一种慢应变速率拉伸设备。

背景技术

应力腐蚀开裂在机械设备失效中占有较大比例。正确评定材料的抗应力腐蚀性能，对提高产品质量具有重要意义。

慢应变速率拉伸实验法是实验室常用的应力腐蚀评价方法，由于其快速、准确的特点，被广泛应用于材料抗应力腐蚀开裂能力的检测。应力腐蚀顾名思义必须同时存在应力和腐蚀环境，二者缺一不可。其实验方法在于将圆棒形或板型试样的两端夹持在特制的拉伸轴上，试样装入盛有腐蚀介质的环境容器，通过加载系统使试样以恒定而缓慢的应变速率进行拉伸。如果被试材料对此介质有应力腐蚀倾向，则会在持续不断的塑性应变变形过程中萌生应力腐蚀裂纹，并不断扩展，最后促使试样发生断裂。

该实验设备面临的关键问题就在于环境容器的设计及其与试样、拉伸轴的连接和密封。由于O型圈结构简单、耐压高、体积小，被广泛应用于各种密封场合。

慢应变速率拉伸轴与环境容器之间采用动密封设计，拉伸轴与环境容器之间配置了一组橡胶O型圈，通过O型圈受压、受热后胀开、变形产生的应力压紧拉伸轴与环境容器形成密封，确保实验过程中，拉伸轴与环境容器的相对运动不受影响。

由于拉伸轴与环境容器之间的动密封的特点，再加上实验周期较长，拉伸轴、O型圈、容器之间的热传导，在实验温度较高时导致拉伸轴过热，并可引起橡胶O型圈过热、老化，影响其使用寿命及密封效果，因此常在该部位连续通入循环冷却水，确保其恒温长周期运行。

但在环境温度较低(＜30℃)、实验温度较低(＜100℃)、实验压力较低时，实验过程中拉伸轴与环境容器之间常出现泄漏，导致实验难以进行，分析可能是此时O型圈难以胀开、变形以产生应力压紧拉伸轴和环境容器，导致两者相对运动时密封不严。

目前，国内针对慢应变速率拉伸设备低温低压下的密封问题尚无很好的解决办法，也无解决该问题的文献或专利，只能尽量选择在环境温度较高的条件下开展低温低压实验，且实验过程中仍需要不断补充气体分压以弥补渗漏(影响实验精度，增加操作风险)，同时O型圈也损耗较大，需经常更换，这对相关实验研究的开展带来了很多的不便，同时增加了实验成本。

因此，为保证实验工作顺利开展，设计一种可靠有效、操作性强的用于解决慢应变速率拉伸设备低温、低压下密封问题的方法及设备，则变得十分重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在低温低压下也具有良好密封性能的慢应变速率拉伸设备，用于解决现有技术中慢应变速率拉伸设备低温、低压下密封不严的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种慢应变速率拉伸设备，包括一个带循环泵的恒温水浴锅和慢拉伸实验装置，所述慢拉伸实验装置包括拉伸轴，O型圈，冷却装置和环境容器组成，冷却装置设置在拉伸轴与环境容器间；其特征在于：与恒温水浴锅相连的循环泵出口经管线与冷却装置的入口相连接，冷却装置出口经管线连接至恒温水浴锅内。

本实用新型一种慢应变速率拉伸设备，其进一步特征在于：将恒温水浴锅内的蒸馏水加热到设定温度后，开启循环泵，蒸馏水自恒温水浴锅底部出口进入循环泵入口，然后再由循环泵出口经管线进入冷却装置4入口，最后再由冷却装置出口经管线返回恒温水浴锅内，如此循环。

本实用新型一种慢应变速率拉伸设备，其进一步特征在于：循环泵出口与冷却装置入口间管线选用金属管线或聚四氟乙烯管，能耐温(≥80℃)和耐压(≥1MPa)，管线与循环泵出口以及冷却装置入口间的连接应选用螺纹连接或管箍固定；冷却装置出口至恒温水浴锅间的管线也选用金属管线或聚四氟乙烯管，管线与冷却装置出口间采用螺纹连接或管箍固定连接，便于拆卸。

本实用新型一种慢应变速率拉伸设备，其进一步特征在于：为避免温度损失，恒温水浴锅与慢拉伸实验装置间距离最好应≤1米。

本实用新型一种慢应变速率拉伸设备在实际应用过程中，采用升温-开启泵循环-开始实验的组合工艺来解决慢应变速率拉伸设备低温、低压下密封问题，最终实现实验操作的顺利开展。

具体试验步骤为：

1)将恒温水浴锅里的蒸馏水加热至40℃～60℃，恒温；

2)开启恒温水浴锅循环泵，将加热后的蒸馏水引经拉伸轴与环境容器间的冷却装置后再返回到恒温水浴锅内；

3)30分钟后，开始正常实验操作。

采用本实用新型一种慢应变速率拉伸设备的升温-开启泵循环-开始实验的组合工艺，设备简单易得，操作便捷，效果稳定，运行成本低。

附图说明

图1一种慢应变速率拉伸设备示意图。