[发明专利]应用于腐蚀环境的线棒材试样恒载荷应力测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种应用于腐蚀环境的线棒材试样恒载荷应力测试装置，包括矩形框架(1)、多个加载螺杆(2)；加载螺杆(2)的一端等间距加工有多个开口、另一端与矩形框架(1)的顶端连接，加载螺杆(2)与测试试样(5)连接，测试试样(5)穿过矩形框架(1)的底端。测试方法包含以下步骤：确定测试试样的腐蚀环境介质及加载载荷；将测试试样与测试装置连接，对测试试样加载载荷；将测试装置置于腐蚀环境介质中1‑6个月；测试结束后，将测试试样取下，观察测试试样是否断裂，将测试试样进行裂纹检测、表面腐蚀形貌检测、腐蚀产物分析、力学性能测试。本发明结构简单、安全可靠、便于进行实际工况试验、可以方便进行多组试验。

技术领域

本发明属于金属材料恒载荷应力腐蚀试验技术领域，具体涉及一种应用于腐蚀环境的线棒材试样恒载荷应力测试装置及方法。

背景技术

腐蚀问题是金属材料在海洋开发过程中面临的重要威胁之一，由海洋腐蚀所引起的灾难性事故案例很多，造成了很多极其巨大的损失。据统计，全世界每年仅钢材就有30％遭受腐蚀，腐蚀经济损失达数千亿，海洋腐蚀的损失约占总腐蚀损失的1/3，每年因腐蚀造成的经济损失比因火灾、水灾、风灾、地震等自然灾害的损失总和还要大。因此有必要在海洋工程实际应用之前，对材料的耐腐蚀性能进行测试，从而对构件的材质的实用性进行评价。确保海洋工程材料的耐腐蚀性能数据的真实性和指导性，是海工装备建设选材用材的前提，这得益于实海环境应力腐蚀评价的合理性和科学性。目前标准GBT24518—2009中的恒载荷应力腐蚀试验是常用的应力腐蚀方法，需将试样加工成特定形状后置于试验装置中以完成抗应力腐蚀评价。为对试验结果进行快速分析，往往对试样进行模拟腐蚀环境下的试验，但该方法无法完全复制复杂的海洋腐蚀环境。同时，对于2mm-8mm的线材或较细的棒材难以加工成规定的试样，且加工过程中易对试样造成力学性能损伤，故难以完成应力腐蚀试验的评价。

专利CN103926146A利用应力环加载方式提供了一种可以测试薄壁管、小尺寸构件抗应力腐蚀开裂特性的恒载荷应力腐蚀装置，此发明装置需要对试样进行圆孔加工以通过销钉固定试样。专利CN104749029A通过弹簧加载并利用胡克定律进行加载进行应力腐蚀的测试装置，可以应用于实际或实验室模拟海洋环境，但该装置复杂，仅能针对片状试样。尽管当前专利涉及的装置能够方便高效的对试样进行恒载荷应力腐蚀试验，但仅限于片状试样或直径较大的棒状试样并需要对试样进行加工处理，无法对线棒材试样进行很好的抗应力腐蚀性能测试。由于没有针对2mm-8mm线棒材的应力腐蚀试验方法，导致选材困难而面临应力腐蚀风险。

目前，常规的恒载荷应力腐蚀试验方法存在以下不足：(1)试样需要进行加工，不适用于线材或较细棒材试样；(2)试验装置需要附加应力检测装置，检测装置不能接触腐蚀环境，导致装置不适用于实际腐蚀环境；(3)测试装置多为杠杆式加载、弹簧或应力环加载，杠杆式加载方式试验装置体积大，仅适用大气环境；弹簧或应力环加载方式的装置虽然体积减小，但试样需要进行加工，对于非标样会导致载荷加载误差较大。

发明内容

针对现有技术中恒载荷应力腐蚀试验不能进行线材或较细棒材试样应力腐蚀试验，及试验装置难以进行海洋或海洋大气腐蚀环境下测试的问题，本发明提出了一种适用于线材与较细棒材的应用于腐蚀环境的恒载荷应力测试装置及方法，本发明装置结构简单、易于操作、安全可靠、便于进行实际工况试验、可以方便进行多组试验。

本发明采用以下技术方案：

一种应用于腐蚀环境的线棒材试样恒载荷应力测试装置，其特征在于，所述装置包括矩形框架(1)、多个加载螺杆(2)、多组第一紧固U形夹头(4)、多组第二紧固U形夹头(7)，所述加载螺杆(2)的一端等间距加工有多个开口，所述加载螺杆(2)的另一端与所述矩形框架(1)的顶端连接，所述加载螺杆(2)等间距加工有多个开口的一端与测试试样(5)的一端通过一组第一紧固U形夹头(4)连接，所述测试试样(5)的另一端穿过所述矩形框架(1)的底端，所述测试试样(5)与所述矩形框架(1)的底端通过一组第二紧固U形夹头(7)固定。