一种纤维复合芯快速老化检测装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种纤维复合芯快速老化检测装置，所述纤维复合芯两端安装有连接金具；所述检测装置包括水平固定平台、竖直设置在所述固定平台同侧两端的用于固定所述连接金具的法兰、设于所述法兰之间的水浴箱、以及设于所述水浴箱内的用于浸渍所述纤维复合芯的腐蚀液容器；所述腐蚀液容器为塑料容器或玻璃容器，尤以棕色为佳。本发明在对复合芯棒进行化学腐蚀的同时能够在两端增加一定的张力，使之能够更加接近复合芯的实际使用工况，适合纤维复合芯的应力腐蚀性能测试。
【专利说明】一种纤维复合芯快速老化检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检测装置，具体讲涉及一种纤维复合芯快速老化检测装置。
【背景技术】
[0002]纤维复合芯导线是一种节能型增容导线，由其内部的纤维复合芯和包裹在纤维复合芯外的铝组成，纤维复合芯由特高强度碳纤维合成的芯棒替代传统的钢芯和钢绞线，夕卜层铝采用定形铝绞合而成。在相同导体截面的情况下，相对于传统钢芯铝绞线，其具有高强度、低弧垂、耐高温等特点，可以在大跨距、大容量导线线路上使用。
[0003]然而，复合芯导线与传统钢芯铝绞线最大的区别在于工况使用过程中复合芯棒中的树脂材料会受到化学腐蚀的影响。复合芯化学腐蚀主要来自以下几个方面:一是在我国湖南、湖北一带酸雨情况较为严重，酸雨会透过铝绞线灌注到复合芯表面，从而对复合芯进行腐蚀；二是在我国沿海地区盐雾情况较为严重，盐分亦会随雨水沉积在复合芯表面，从而影响复合芯性能；三是线路运行过程中，电晕放电会使得空气发生电离，从而在复合芯表面形成一个硝酸腐蚀环境。化学腐蚀会引起复合芯棒微观结构的破坏和机械性能的劣化，从而增加了复合芯导线的运行风险，因此需要对复合芯进行化学腐蚀加速老化。
[0004]为了研宄纤维复合芯因化学腐蚀引起的劣化，需要提供一种纤维复合芯快速老化检测装置，对实际工况环境下纤维复合芯的应力腐蚀进行加速老化检测，以快速获得可靠的复合芯抗化学腐蚀性能。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供一种纤维复合芯快速老化检测装置。
[0006]本发明提供的技术方案是:一种纤维复合芯快速老化检测装置，所述纤维复合芯两端安装有连接金具；其改进之处在于:所述检测装置包括水平固定平台、竖直设置在所述固定平台同侧两端的用于固定所述连接金具的法兰、设于所述法兰之间的水浴箱、以及设于所述水浴箱内的用于浸渍所述纤维复合芯的腐蚀液容器；所述腐蚀液容器为塑料容器或玻璃容器，尤以棕色为佳。
[0007]优选的，所述连接金具位于所述固定平台两端法兰之间，所述连接金具的一端与复合芯固定，其另一端与螺杆固定，所述螺杆的另一端伸出所述法兰外8-12cm，并通过所述法兰外侧的螺母固定在所述法兰上。
[0008]进一步，腐蚀液容器两侧的容器壁上对称设置有一排相互平行的竖直卡槽，所述卡槽内固定有弹性密封件，所述弹性密封件上设有孔径小于所述纤维复合芯直径的圆孔；所述纤维复合芯通过所述圆孔过盈安装在所述腐蚀液容器内。
[0009]进一步，所述弹性密封件为硅胶密封件或全氟橡胶密封件，所述圆孔直径小于所述纤维复合芯直径15% -20%。
[0010]优选的，所述腐蚀液容器的厚度为0.5cm ;所述腐蚀液容器内装有质量浓度为10% -40%的硝酸溶液、质量浓度为10% -40%的硫酸溶液或NaCl质量浓度为10% -25%的NaCl溶液中的任意一种溶液；所述溶液温度为20°C _80°C，所述溶液液面高出所述纤维复合芯3cm以上。
[0011]进一步，所述腐蚀液容器内还安装有用于调节溶液pH值的pH自动调节系统，所述PH自动调节系统包括pH在线检测仪表、pH传感器、计量泵和加药箱；当所述溶液的pH值±0.3波动时，所述pH自动调节系统自动调节。
[0012]进一步，所述腐蚀液容器顶部安装有用于减少溶液蒸发，并方便观察纤维复合芯的腐蚀情况的透明塑料盖。
[0013]进一步，水浴箱设置有用于控制所述腐蚀液容器内的溶液温度的自动加温装置和温控表。
[0014]进一步，纤维复合芯一端的连接金具上粘贴有应变片，所述应变片与远程监控设备相连；通过旋转该端的螺母，使所述螺母顺着螺杆轴线方向挤压法兰，对所述纤维复合芯施加张力，所述远程监控设备通过应变片实时监控所施加的张力的大小，保证载荷的稳定。
[0015]进一步，所述螺母对纤维复合芯所施加的张力大小为2-8吨。
[0016]和最接近的现有技术比，本发明具有如下优异效果:
[0017]I)本发明提供的检测装置安装方便，可实现水浴箱温度、腐蚀溶液浓度和施加张力载荷的精确控制；
[0018]2)本发明在对复合芯棒进行化学腐蚀的同时能够在两端增加一定的张力，使之能够更加接近复合芯的实际使用工况，从而使纤维复合芯的抗腐蚀性能检测结果更加准确可
A+-.与巨O
[0019]3)腐蚀液容器两侧设置一排相互平行的卡槽，卡槽上安装弹性密封件，将纤维复合芯通过过盈配合安装在腐蚀液容器内，可以满足纤维复合芯老化样本需求量大、一致性强的特殊要求；
[0020]4)本发明通过机械加载方式给纤维复合芯施加张力，可以轻松应对通常情况下的每批次纤维复合芯至少10000小时以上的老化周期，与微机控制电液伺服设备进行负荷加载的方式相比，可以减少电力损耗，降低成本，减少设备维护费用；
[0021]5)复合芯两端安装连接金具，在给复合芯施加张力时，连接金具可提供不低于10吨的力荷载，克服了普通设备夹头提供力荷载较小的缺陷，加强了检测装置的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为纤维复合芯快速老化检测装置的结构示意图；
[0023]图2为图1中腐蚀液容器的结构示意图；
[0024]其中1-固定平台，2-水浴箱，3-法兰，4-连接金具，5-复合芯，6-腐蚀液容器，7-应变片，8-螺母，9-螺杆，10-卡槽，11-密封件。
【具体实施方式】
[0025]为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
[0026]本发明提供一种纤维复合芯快速老化检测装置。装置主要由张力加载结构，加温装置和化学溶液浓度平衡装置三部分构成。
[0027]复合芯类型包括纯碳纤维复合芯、玻纤包覆碳纤复合芯、全高强玻纤复合芯。张力加载过程为:两端装好电力金具的复合芯，穿过固定于试验平台的两个刚性限位法兰中央的圆孔，两端分别伸出1cm左右的长度，复合芯一端的连接金具利用螺杆和螺母与法兰固定不动(螺母外径大于法兰孔径)，复合芯另一端的连接金具上粘贴应变片，并在该端的法兰外侧端通过旋转螺母，使螺母顺着螺杆挤压法兰，从而对复合芯施加张力，张力大小为2-8吨；应变片连接远程监控设备，能够对所施加的张力大小变化进行实施监测，保证载荷的稳定性。
[0028]腐蚀液容器材料可采用0.5cm厚的棕色玻璃容器或0.5cm厚塑料材质，腐蚀液用质量浓度为10% -40%的硝酸溶液、质量浓度为10% -40%的硫酸溶液或者NaCl质量浓度为10-25%的NaCl溶液中的任意一种，腐蚀液溶液温度范围为20°C -80°C。
[0029]复合芯恒温或交变温老化过程通过腐蚀液容器外的水浴箱装置实现。水浴箱内安装有加温装置和温控表，可根据实验需求自动调节水浴箱内的水温。
[0030]复合芯为光滑圆棒结构，长度为lm，两端约20cm伸出腐蚀液容器外，利用复合芯电力金具连接，连接拉力通常应大于10吨，复合芯中段浸渍在腐蚀液中，液面需高出复合芯3cm以上。腐蚀液容器两侧外壁根据试样数量加工一排卡槽，用来固定耐腐蚀、高弹性硅胶或者全氟橡胶密封件，复合芯试样穿过密封件中间的圆孔形成密封空间。密封件圆孔直径小于复合芯棒直径约15-20%，利用过盈配合防止漏液现象发生。
[0031]腐蚀液容器顶部装一个透明塑料盖，用来观察腐蚀情况与减少蒸发作用。即便如此，在加热老化的过程中，酸溶液浓度由于蒸发作用不可避免会导致溶液浓度的变化，尤其对于硝酸溶液，需要引入一套PH自动调节系统维持腐蚀液PH值。PH自动调节系统包括PH在线检测仪表，PH传感器、计量泵、加药箱等组成，在PH波动达到±0.3时自动启动加药程序并进行浓度调节。
[0032]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种纤维复合芯快速老化检测装置，所述纤维复合芯两端安装有连接金具；其特征在于:所述检测装置包括水平固定平台、竖直设置在所述固定平台同侧两端的用于固定所述连接金具的法兰、设于所述法兰之间的水浴箱、以及设于所述水浴箱内的用于浸渍所述纤维复合芯的腐蚀液容器；所述腐蚀液容器为塑料容器或玻璃容器，尤以棕色为佳。
2.如权利要求1所述的一种纤维复合芯快速老化检测装置，其特征在于: 所述连接金具位于所述固定平台两端法兰之间，所述连接金具的一端与复合芯固定，其另一端与螺杆固定，所述螺杆的另一端伸出所述法兰外8-12cm，并通过所述法兰外侧的螺母固定在所述法兰上。
3.如权利要求2所述的一种纤维复合芯快速老化检测装置，其特征在于: 腐蚀液容器两侧的容器壁上对称设置有一排相互平行的竖直卡槽，所述卡槽内固定有弹性密封件，所述弹性密封件上设有孔径小于所述纤维复合芯直径的圆孔；所述纤维复合芯通过所述圆孔过盈安装在所述腐蚀液容器内。
4.如权利要求3所述的一种纤维复合芯快速老化检测装置，其特征在于: 所述弹性密封件为硅胶密封件或全氟橡胶密封件，所述圆孔直径小于所述纤维复合芯直径 15% -20%。
5.如权利要求1所述的一种纤维复合芯快速老化检测装置，其特征在于: 所述腐蚀液容器的厚度为0.5cm ;所述腐蚀液容器内装有质量浓度为10% -40%的硝酸溶液、质量浓度为10 % -40 %的硫酸溶液或NaCl质量浓度为10 % -25 %的NaCl溶液中的任意一种溶液；所述溶液温度为20°C _80°C，所述溶液液面高出所述纤维复合芯3cm以上。
6.如权利要求5所述的一种纤维复合芯快速老化检测装置，其特征在于: 所述腐蚀液容器内还安装有用于调节溶液PH值的pH自动调节系统，所述pH自动调节系统包括pH在线检测仪表、pH传感器、计量泵和加药箱；当所述溶液的pH值±0.3波动时，所述pH自动调节系统自动调节。
7.如权利要求6所述的一种纤维复合芯快速老化检测装置，其特征在于: 所述腐蚀液容器顶部安装有用于减少溶液蒸发，并方便观察纤维复合芯的腐蚀情况的透明塑料盖。
8.如权利要求5所述的一种纤维复合芯快速老化检测装置，其特征在于: 水浴箱设置有用于控制所述腐蚀液容器内的溶液温度的自动加温装置和温控表。
9.如权利要求2所述的一种纤维复合芯快速老化检测装置，其特征在于: 纤维复合芯一端的连接金具上粘贴有应变片，所述应变片与远程监控设备相连；通过旋转该端的螺母，使所述螺母顺着螺杆轴线方向挤压法兰，对所述纤维复合芯施加张力，所述远程监控设备通过应变片实时监控所施加的张力的大小，保证载荷的稳定。
10.如权利要求9所述的一种纤维复合芯快速老化检测装置，其特征在于: 所述螺母对纤维复合芯所施加的张力大小为2-8吨。
【文档编号】G01N17/00GK104515729SQ201410742687
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】兰逢涛, 陈新, 牟景旭, 王芝茗, 杨长龙 申请人:国家电网公司, 国网智能电网研究院, 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司