[实用新型]一种小口径金属薄壁管全管样高温持久试验夹具

说明书

本实用新型公开了一种小口径金属薄壁管全管样高温持久试验夹具，该夹具用于实现对小口径金属薄壁管全管样高温持久试验时的夹持。该夹具包括外夹具和内夹具，外夹具包括转接头本体、夹紧螺母、前卡套、后卡套、转接头外螺纹、连接螺纹，内夹具包括轴棒和轴套。使用时通过金属前后卡套使薄壁管试样向内凹陷，实现对管材的外夹紧，通过轴棒和轴套配合实现对管材的内夹紧。与现有技术对比，本实用新型利用内外夹持的方式既提高了对试样的加持力，同时又避免了加工螺纹对试样的损伤。而且设计巧妙，操作简单方便，可以安装于实验室常见的各种高温持久试验机上，成本低廉，试验结果准确。

技术领域

本实用新型属于金属材料试验研究领域，具体涉及一种小口径金属薄壁管全管样高温持久试验夹具。

背景技术

金属高温持久强度试验是测试材料某一温度下受恒定载荷作用时，在规定的持续时间内不引起断裂的最大应力的一种材料机械性能试验。高温持久强度为高温构件的设计和选材提供重要依据。常规的高温持久强度试验采用标准持久试样(如GB/T 2039-2012、ASTM E139中给出的棒状试样、板状试样)。对于尺寸较大的材料采用这种试样型式是可行的。

小口径金属薄壁管构件已经广泛应用于核电、火电的关键部件，如蒸汽发生器传热管等，其高温服役性能将直接影响安全运行，一旦出现事故，可能造成放射性污染，威胁环境安全。因此测试薄壁管材料的持久性能对于保证这些部件的安全非常重要。

小口径金属薄壁管构件由于壁厚薄无法直接加工标准试样，目前常用的方法有两种：一种方法将薄壁管对中抛开，加工成扁舟状试样，然后设计相关夹具进行高温力学性能试验(参见中国专利：201320175058.0，200810167020.2和201110230495.3)，但是这种方法的试样对中性往往满足不了要求，试样尺寸测量和截面积计算不准确，试验结果偏差会很大，数据分散性大。另一种方法是采用全段管薄壁试样，通常采用直插入的内塞头和试样外侧的锁紧螺母相互配合提供夹持力，但由于内塞头与管状试样的内壁无法实现紧密贴合，因此这种类型的夹具存在夹持力不足的问题，而且加工外螺纹会损伤试样，外螺纹处容易应力集中，可能导致试样在该处断裂，从而导致试验失败。除此之外，当金属薄壁试样管壁很薄时，将无法加工外侧的螺纹，导致该方法不可行。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的以上弊端，提供了一种小口径金属薄壁管全管样高温持久试验夹具。

本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种小口径金属薄壁管全管样高温持久试验夹具，包括外夹具和内夹具；其中，

外夹具的一端加工有连接螺纹，另一端为转接头本体，转接头本体上加工有转接头外螺纹，外夹具还包括卡套以及利用螺纹与转接头连接的夹紧螺母；

内夹具包括轴棒和轴套，轴棒上部设有固定螺母，中部设有外螺纹，下部为圆锥体结构；轴套上端设有双轴肩，下端为对称的六瓣内锥体套筒；

使用状态时，外夹具夹紧方式为：转接头本体和卡套套装在小口径金属薄壁管试样外侧，旋紧夹紧螺母时，卡套被推入到转接头本体与小口径金属薄壁管试样之间的间隙中，使得小口径金属薄壁管试样向内凹陷，形成夹紧；内夹具夹紧方式为：内夹具套装在小口径金属薄壁管试样内侧，旋紧固定螺母，通过圆锥体结构与六瓣内锥体套筒之间的配合实现对小口径金属薄壁管试样的内夹紧。

本实用新型进一步的改进在于，卡套包括前卡套和后卡套，外夹具夹紧时，旋紧夹紧螺母时，前卡套被推入到转接头本体与小口径金属薄壁管试样之间的间隙中，使得小口径金属薄壁管试样向内凹陷，形成一次夹紧，而后卡套被推入到前卡套与小口径金属薄壁管试样之间的间隙中，使得小口径金属薄壁管试样向内凹陷，形成二次夹紧。

本实用新型进一步的改进在于，所述前卡套、后卡套所用材质硬度均高于所述小口径金属薄壁管试样，使得外夹紧时所述前卡套、后卡套不变形而所述小口径金属薄壁管试样向内凹陷。