带恒位移载荷加载装置的裂尖应力腐蚀开裂状态测试试样的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于应力腐蚀开裂状态测定技术领域，具体涉及一种带恒位移载荷加载装置的裂尖应力腐蚀开裂状态测试试样。
【背景技术】
[0002]随着社会发展对能源需求的日益增多，核电在能源需求中所占的比重越来越大，而核电安全是影响核电发展的重要原因之一。由于镍基合金和奥氏体不锈钢在高温高压水环境中具有非常好的力学性能和抗高温耐腐蚀性能，所以在核电站的关键结构中大量选用此类材料，而在核电站的高温高压水环境下，由于某些原因，特别是由于焊接接头的工艺特点，使核电站关键结构存在各种类型的裂纹缺陷，这些裂纹缺陷会在应力腐蚀环境的作用下产生开裂现象，这种应力腐蚀裂纹将随时间不断扩展，最终会导致核电站关键结构和设备断裂或损坏；因此奥氏体不锈钢和镍基合金材料在高温高压水环境下的应力腐蚀开裂问题是核电结构和设备长期安全服役的关键问题之一。
[0003]目前，国内在高温高压水环境下做应力腐蚀开裂速率测定的试验为一个比较新的方向，现有的一些类似技术，一般采用标准紧凑拉伸试样，尺寸较大，需要拉伸试验机进行拉伸加载，材料应力腐蚀开裂速率测试受到试验设备限制，试验设备复杂且费用昂贵，试验效率低，因此，需要开发一种简易的方便加载的小型紧凑拉伸试样，用于测试裂尖应力腐蚀开裂状态，为裂尖应力腐蚀开裂状态测试试验的普及以及核电站关键结构剩余寿命评估提供新途径。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种带恒位移载荷加载装置的裂尖应力腐蚀开裂状态测试试样，其结构简单，实现方便且成本低，试验方便，试验效率高，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种带恒位移载荷加载装置的裂尖应力腐蚀开裂状态测试试样，其特征在于:包括长方体形状的试样本体和裂纹张开位移载荷加载装置，以及夹装在试样本体与裂纹张开位移载荷加载装置之间的绝缘橡胶垫；所述试样本体的顶部中间位置处设置有梯形缺口，所述试样本体上部设置有分别位于梯形缺口两侧的两个预制疲劳裂纹制备加载孔，所述试样本体中部设置有与梯形缺口下底中间位置处相连通且用于预制疲劳裂纹的疲劳裂纹预制缺口和位于疲劳裂纹预制缺口下部的预制疲劳裂纹；所述裂纹张开位移载荷加载装置包括膨胀套筒和螺栓，所述膨胀套筒的上部为位于梯形缺口上部的长方体连接块，所述长方体连接块上设置有U形连接孔，所述膨胀套筒的下部由呈八字设置的左连接板和右连接板组成，所述膨胀套筒的下部卡合连接在梯形缺口中，所述左连接板的底面和右连接板的底面与两个预制疲劳裂纹制备加载孔的下切面在同一个平面上，所述绝缘橡胶垫的数量为两块，其中一块绝缘橡胶垫设置在左连接板的外壁与梯形缺口的内壁之间，另一块绝缘橡胶垫设置在右连接板的外壁与梯形缺口的内壁之间，所述螺栓由一体成型的梯形螺栓头、光杆和螺杆三部分组成，所述梯形螺栓头卡合连接在膨胀套筒中，所述梯形螺栓头与光杆连接的一端端面与两个预制疲劳裂纹制备加载孔的上切面在同一个平面上，所述光杆套装在U形连接孔中，所述光杆上套装有位于所述长方体连接块上部的垫片，所述螺杆上螺纹连接有螺母，所述螺杆上套装有位于垫片与螺母之间的弹簧垫圈。
[0006]上述的带恒位移载荷加载装置的裂尖应力腐蚀开裂状态测试试样，其特征在于:所述试样本体的长度为31.25mm，所述试样本体的宽度为30mm，所述试样本体的厚度为12.5mmο
[0007]上述的带恒位移载荷加载装置的裂尖应力腐蚀开裂状态测试试样，其特征在于:所述梯形缺口的上底的长度为9_，所述梯形缺口的下底的长度为11.6_，所述梯形缺口的高为12.175mm，所述梯形缺口、疲劳裂纹预制缺口和预制疲劳裂纹的总高度为16.75mm。
[0008]上述的带恒位移载荷加载装置的裂尖应力腐蚀开裂状态测试试样，其特征在于:两个所述预制疲劳裂纹制备加载孔的半径均为3.125mm ;两个所述预制疲劳裂纹制备加载孔之间的中心距为19mm。
[0009]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0010]1、本实用新型的结构简单，实现方便且成本低，使用操作简单。
[0011]2、本实用新型与0.5T-CT试样在应力腐蚀状态测试试验中裂尖区域具有相同的结构和应力腐蚀环境特征，因此本实用新型的测试结果可以和使用0.5T-CT试样的测试结果进行类比分析。
[0012]3、本实用新型自带裂纹张开位移载荷加载装置，在整个试验过程中不需要拉伸试验机等其他大型拉伸设备，而且本实用新型自带恒位移载荷加载装置测试试样的尺寸小，一个高压釜中一次可以进行多个试样的试验，大大节省了试验时间，提高了试验效率。
[0013]4、本实用新型通过特殊的裂纹张开位移载荷加载装置，将恒位移载荷变化为螺栓的预紧力，能够使裂尖应力腐蚀开裂状态的测试更加方便快捷。
[0014]5、本实用新型自带裂纹张开位移载荷加载装置，能够采用定力矩扳手进行加载，试验方便。
[0015]6、本实用新型的试样本体与裂纹张开位移载荷加载装置之间设置有绝缘橡胶垫，有效的杜绝了在使用直流电位降裂纹测深仪测试过程中，电流在裂纹张开位移载荷加载装置与测试样本体之间传导，有效地提高了测试结果的有效性和准确性。
[0016]7、本实用新型能够为应力腐蚀开裂状态测试试验的普及以及核电站关键结构剩余寿命评估提供新途径，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0017]综上所述，本实用新型结构简单，实现方便且成本低，试验方便，试验效率高，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0018]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0020]图2为本实用新型膨胀套筒的结构示意图。
[0021]附图标记说明:
[0022]I一试样本体；2—梯形缺口 ；3—预制疲劳裂纹制备加载孔；
[0023]4 一疲劳裂纹预制缺口；5—疲劳裂纹；
[0024]6一膨胀套筒；6_1—长方体连接块；6_2—U形连接孔；
[0025]6-3—左连接板；6_4—右连接板；7_1—梯形螺栓头；
[0026]7-2—光杆；7-3—螺杆；8—垫片；
[0027]9一螺母；10—弹簧垫圈；11一接线柱；
[0028]12—绝缘橡胶垫。
【具体实施方式】
[0029]如图1所示，本实用新型包括长方体形状的试样本体I和裂纹张开位移载荷加载装置，以及夹装在试样本体I与裂纹张开位移载荷加载装置之间的绝缘橡胶垫12 ;所述试样本体I的顶部中间位置处设置有梯形缺口 2，所述试样本体I上部设置有分别位于梯形缺口 2两侧的两个预制疲劳裂纹制备加载孔3，所述试样本体I中部设置有与梯形缺口 2下底中间位置处相连通且用于预制疲劳裂纹5的疲劳裂纹预制缺口 4和位于疲劳裂纹预制缺口 4下部的预制疲劳裂纹5 ;所述裂纹张开位移载荷加载装置包括膨胀套筒6和螺栓，结合图2，所述膨胀套筒6的上部为位于梯形