蠕变疲劳试验系统

技术领域

本发明属于蠕变疲劳试验设备领域，尤其涉及一种高温环境下钠的自动循环蠕变疲劳试验系统。

背景技术

现有的蠕变疲劳试验机主要用于金属，非金属材料的拉伸，压缩持久，蠕变，松弛试验以及低周疲劳和蠕变疲劳试验，但在实际工业生产环境中，制件在周围介质(最常见的是气体和液体)的作用下，由于经历一段时间的化学变化，电化学变化或物理溶解，会产生破坏形成腐蚀，而进行疲劳试验时，由于实际实验消耗的时间相比制件发生腐蚀所需的时间短的多，腐蚀难以形成，故现有的疲劳试验装置无法模拟制件在腐蚀工况下的拉伸，压缩持久，蠕变疲劳等试验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蠕变疲劳试验系统，该系统利用液态钠作为介质来模拟腐蚀工况下制件的结构性能，并且结构简单、造价低廉。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种蠕变疲劳试验系统，包括蠕变疲劳试验机，所述蠕变疲劳试验机包括加热炉，测试工件位于加热炉内部；其特征在于，还包括：

与加热炉内部连接的供气机构，所述供气机构用于对加热炉内部进行抽真空和通入惰性气体；

与加热炉内部连接的供钠机构，所述供钠机构用于向加热炉内通入液态钠。

进一步地，所述加热炉26顶部设有排气管，所述排气管上设有第八阀门22；所述惰性气体的分子量大于空气的平均分子量。

进一步地，所述供气机构包括氩气瓶和真空泵，所述氩气瓶通过一通气管道与加热炉连接，所述真空泵通过三通也连接在该通气管道上，所述氩气瓶和真空泵分别通过第二阀门和第三阀门控制开闭。

进一步地，所述通气管道上还设有压力表。

进一步地，所述供钠机构包括储钠罐，所述储钠罐位于加热炉上方，与加热炉上部通过一通钠管道连接；所述储钠罐外部套设有加热装置，用于对储钠罐内部加热；所述通钠管道上储钠罐到加热炉之间依次设有第五阀门和第一阀门，所述通钠管道上位于第五阀门和第一阀门之间设有定量泵。

进一步地，该系统还包括钠回收机构，所述钠回收机构包括钠回收罐；所述加热炉底部设有一排钠口，所述钠回收罐位于排钠口下方，并与之连通连接；所述排钠口处还设有排液阀。

进一步地，所述加热炉上还设有弹簧装置和固定杆，所述弹簧装置和固定杆上下布置，与排液阀位于一条竖直的直线上；所述固定杆上通过转轴连接有一根排液杆，所述排液杆的上中下部分别与弹簧装置、固定杆和排液阀连接，利用杠杆原理控制排液阀的开闭。

进一步地，该系统还包括水冷机构，所述水冷机构包括储水罐和位于储水罐内的水泵，所述水泵通过水管与加热炉连接，所述水管上设有第四阀门。

进一步地，所述加热炉底部采用相对低温密封，为石墨复合垫圈。

进一步地，所述加热炉包括本温控机构，所述温控机构包括温控装置和电脑，温控装置与加热炉电性连接，电脑与温控装置电性连接。

本发明的有益效果为：本发明的系统利用液态钠作为介质来模拟腐蚀工况下制件的结构性能，并且结构简单、造价低廉。本发明的结构简单，先由供气机构将钠回收机构和蠕变疲劳试验机内抽真空，然后在通入惰性气体进行保护，再由供钠机构向加热炉内通入液态钠料，使得置于加热炉内的工件在高温环境下由液态钠进行腐蚀，并根据工件的腐蚀程度来判断工件的结构性能。

附图说明

图1是蠕变疲劳试验系统的整体结构示意图。

图2是图1中蠕变疲劳试验系统的局部（圆形虚线框处）结构示意图。

图中：1储钠罐、2加热装置、3第五阀门、4定量泵、5第一阀门、6第七阀门、7储水罐、8水泵、9第四阀门、10弹簧装置、11排液杆、12固定杆、13排液阀、14钠回收罐、15相对低温密封、16氩气瓶、17真空泵、18第二阀门、19第三阀门、20三通、21压力表、22第八阀门、23电脑、24温控装置、25蠕变疲劳试验机、26加热炉。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，一种蠕变疲劳试验系统，包括蠕变疲劳试验机25，所述蠕变疲劳试验机25包括加热炉26，测试工件位于加热炉26内部。

所述加热炉26底部采用相对低温密封15，为石墨复合垫圈。具有良好的防腐蚀性，耐高、低温，耐辐射，良好的压缩回弹性和高强度性，所需的预紧力比金属垫片和金属缠绕垫片要小，对法兰面的要求不高，是一种比较经济实用的垫片；又便于安装、拆卸，不易损坏，同时也可防止介质和外界空气中氧气对垫片的侵蚀，提高了耐温和耐压性能。

所述加热炉26包括本温控机构，所述温控机构包括温控装置24和电脑23，温控装置24与加热炉26电性连接，电脑23与温控装置24电性连接，监控与控制炉内温度。

该系统还包括：

与加热炉26内部连接的供气机构，所述供气机构用于对加热炉26内部进行抽真空和通入惰性气体。所述供气机构包括氩气瓶16和真空泵17，所述氩气瓶16通过一通气管道与加热炉26连接，所述真空泵17通过三通20也连接在该通气管道上，所述氩气瓶16和真空泵17分别通过第二阀门18和第三阀门19控制开闭；所述通气管道上还设有压力表21。

所述加热炉26顶部设有排气管，所述排气管上设有第八阀门22；所述惰性气体的分子量大于空气的平均分子量，优选为氩气。

与加热炉26内部连接的供钠机构，所述供钠机构用于向加热炉26内通入液态钠。所述供钠机构包括储钠罐1，所述储钠罐1位于加热炉26上方，与加热炉26上部通过一通钠管道连接；所述储钠罐1外部套设有加热装置2，用于对储钠罐1内部加热；所述通钠管道上储钠罐1到加热炉26之间依次设有第五阀门3和第一阀门5，所述通钠管道上位于第五阀门3和第一阀门5之间设有定量泵4。

由于钠为固体状，在加热装置2的加热下液化，并由定量泵4的作用下定量匀速的向蠕变试验机25内流动。所述储钠罐1中储存有钠，所述加热装置2可为一个高温环境箱，所述储钠罐1置于所述高温环境箱，由其对储钠罐1进行加热将其内的钠融化为液态。

钠回收机构，所述钠回收机构包括钠回收罐14；所述加热炉26底部设有一排钠口，所述钠回收罐14位于排钠口下方，并与之连通连接；所述排钠口处还设有排液阀13。蠕变疲劳机25（加热炉26）里面的钠可以通过重力作用流入钠回收罐14，可以做到钠的重复利用。

所述加热炉26上还设有弹簧装置10和固定杆12，所述弹簧装置10和固定杆12上下布置，与排液阀13位于一条竖直的直线上；所述固定杆12上通过转轴连接有一根排液杆11，所述排液杆11的上中下部分别与弹簧装置10、固定杆12和排液阀13连接，利用杠杆原理控制排液阀13的开闭。

水冷机构，所述水冷机构包括储水罐7和位于储水罐7内的水泵8，所述水泵8通过水管与加热炉26连接，所述水管上设有第四阀门9。可以使蠕变疲劳机25降温速度快等特点。

本系统的原理及工作过程：

（1）先由供气机构，将钠回收罐14和加热炉26内抽真空，然后在通入惰性气体进行保护。在抽真空时，关闭第二阀门18，打开第三阀门19，由真空泵17进行抽真空；而供应惰性气体时，关闭第三阀门19，打开第二阀门18，待惰性气体供应完成后，关闭第二阀门18。所述惰性气体优选的为氩气，因为其分子量大于空气的平均分子量，在向加热炉26内添加液态钠应打开第八阀门22，此时液态钠将氩气经第八阀门22处排出，而空气由于其分子量小于氩气不会经第八阀门22进入到加热炉26内，若观察到第八阀门22处出现少量的液态钠，证明液态钠已加满，再关闭第一阀门5和第八阀门22。若蠕变疲劳试验机长时间不用时，应清除掉第八阀门22内的液态钠。

（2）再由供钠机构向加热炉26内通入液态钠料，使得置于加热炉26内的工件在高温环境下由液态钠进行腐蚀，并根据工件的腐蚀程度来判断工件的结构性能。

（3）当实验完毕打开压缩弹簧装置10打开排液阀13，液态钠受重力作用流出加热炉26进入钠回收罐14，实现钠的回收。

以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。