超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置的製作方法

2023-06-05 18:31:11

專利名稱：超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及衝擊試驗設備，尤其涉及一種超低溫夏比衝擊試驗冷卻 裝置。
背景技術：
石化行業的熱壁加氫反應器以及核電站內的壓力殼、蒸發器等壓力容器 和超臨界低壓汽輪機轉子的製備均需要使用金屬材料，這些金屬材料使用的 安全性評價指標是其脆化前後斷口形貌轉變溫度之差，金屬材料可用性評價 指標是回火脆性。對這些金屬材料使用安全性和可用性的評價方法可以通過 超低溫夏比衝擊試驗完成，即加工相同狀態的一批夏比試樣，在不同的溫度 下用擺錘衝擊試驗機進行衝擊試驗，對比試樣斷口形貌的變化，確定斷口組
織中纖維組織和結晶組織各佔50%或各佔某一比例，以及衝擊吸收功達到某一 規定值時的試驗溫度T,，以此溫度考核材料的回火脆性。在上述試驗過程中， 當試驗溫度需要低於室溫時，通常使用無水乙醇+液氮作為冷卻介質。此種混 合物介質的最低溫度能達到-ll(TC左右，但是當溫度低於-110。C時，無水乙
醇開始變得粘稠直至凝固，這樣會使更低溫度條件的試驗無法進行，而有些 材料的T,.則要遠低於-ll(TC。
有鑑於此，設計實現超低溫夏比衝擊試驗的冷卻裝置確有必要。
實用新型內容
本實用新型的主要目的在於克服現有裝置存在的上述缺點，提供一種超 低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其由冷卻介質儲存容器、試樣槽、自動測控溫 機構以及導管構成，可使試樣槽內冷卻到試驗需要的超低溫度，改善超低溫 夏比衝擊試驗的效果，滿足壓力容器等材料性能評價的需要。 本實用新型的目的是由以下技術方案實現的。 ' 本實用新型超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其特徵在於，包括冷卻介質 儲存容器、試樣槽、自動測控溫機構及導管；該冷卻介質儲存容器與試樣槽 通過導管接通；該自動測控溫機構包括控制器、測控溫熱電偶、主控閥門和
3流量調節閥門，測控溫熱電偶插設在試樣槽上且與控制器連接，主控閥門和 流量調節閥門設置在導管上，流量調節閥門與控制器連接。
前述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其中冷卻介質儲存容器為雙層金 屬板製成的罐體，雙層金屬板中間填充絕熱材料，該冷卻介質儲存容器內的 冷卻介質為液氮。
前述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其中金屬板為不鏽鋼板，該絕熱 材料為巖棉、粉狀棉、玻璃棉或超細玻璃棉。
前述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其中試樣槽由雙層金屬板製成的 方形體和上蓋構成，雙層金屬板中間填充絕熱材料。
前述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其中金屬板為不鏽鋼板，該絕熱 材料為巖棉、粉狀棉、玻璃棉或超細玻璃棉。
前述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其中導管為金屬管，該金屬管為 不鏽鋼管。
前述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其中測控溫熱電偶為鎧裝K型熱 電偶，插設在試樣槽上，其測溫部分位於試樣槽內部，導線部分位於試樣槽 外部且與控制器連接。
前述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其中主控閥門為耐低溫的減壓閥 門，設置在導管靠近冷卻介質儲存容器一端。
前述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其中流量調節闊門為耐低溫的電 磁閥，設置在導管靠近試樣槽的另一端並與控制器連接。
本實用新型超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置的有益效果，其由冷卻介質容 器、試樣槽、自動測控溫機構以及連接管路構成，採用液氮作為冷卻介質， 根據設定的試驗溫度，通過自動測控溫機構的測控溫熱電偶即時將試樣的溫 度信號反饋給控制器，控制器根據反饋的溫度信號，向流量調節閥門發出工 作指令，使液氮由冷卻介質儲存容器內流出，經導管進入試樣槽內直接作用 在試樣上，使試樣溫度達到所設定的試驗溫度，由於液氮具有極強的冷卻能 力，可以實現超低溫夏比衝擊試驗，滿足壓力容器等材料性能評價的需要。


圖1為本實用新型超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置結構示意圖。圖中主要標號說明1冷卻介質容器、11金屬板、12絕熱材料、2不鏽
鋼導管、3試樣槽、31金屬板、32絕熱材料、4主控閥門、5控制器、6流量 調節閥門、7熱電偶、8試樣、9冷卻介質。
具體實施方式
參閱圖1所示，本實用新型超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置的結構，其包 括冷卻介質儲存容器l、試樣槽3、自動測控溫機構及導管2;該冷卻介質儲 存容器1與試樣槽3通過導管2接通;該自動測控溫機構包括控制器5、測控 溫熱電偶7、主控閥門4和流量調節閥門6，測控溫熱電偶7插設在試樣槽3 上且與控制器5連接，主控閥門4和流量調節閥門6設置在導管2上，流量 調節閥門6與控制器5連接。
參閱圖1所示，本實用新型超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其中，冷卻 介質儲存容器1為雙層金屬板11製成的罐體，雙層金屬板11中間填充絕熱 材料12，該冷卻介質儲存容器內的冷卻介質9為液氮；金屬板11為不鏽鋼板， 該絕熱材料12為巖棉、粉狀棉、玻璃棉或超細玻璃棉；試樣槽3由雙層金屬 板31製成的方形體和上蓋構成，雙層金屬板31中間填充絕熱材料32;金屬 板31為不鏽鋼板，該絕熱材料32為巖棉、粉狀棉、玻璃棉或超細玻璃棉； 導管2為金屬管，該金屬管為不鏽鋼管；領啦溫熱電偶7為鎧裝K型熱電偶， 插設在試樣槽3上，其測溫部分位於試樣槽3內部，導線部分位於試樣槽外 部且與控制器5連接；主控閥門4為耐低溫的減壓閥門，設置在導管2靠近 冷卻介質儲存容器l一端；流量調節閥門6為耐低溫的電磁閥，設置在導管2 靠近試樣槽3的另一端並與控制器5連接；控制器5為計算機。
實施例1 (參閱圖l所示)
採用雙層不鏽鋼板根據國家有關m類壓力容器產品的規定製成容積為
500升的罐體1，雙層不鏽鋼板11中間填充絕熱材料12超細玻璃棉，罐體1 內裝有冷卻介質液氮9，液氮裝入量為罐體容積的4/5左右；採用雙層不鏽鋼 板31製成試樣槽3，該試樣槽3的有效尺寸為120mmX 120腿X 120mm，雙層不 鏽鋼板31中間填充絕熱材料32超細玻璃棉;採用雙層不鏽鋼板31製成上蓋， 雙層不鏽鋼板31中間填充該絕熱材料32超細玻璃棉；採用不鏽鋼管作為導管2，其一端與罐體l接通，另一端與試樣槽3接通，該導管2靠近罐體1一
端設置主控閥門4，該主控閥門4選用市售的耐低溫減壓閥門，導管2靠近試 樣槽3另一端設置流量調節閥門6，該流量調節閥門6選用市售的耐低溫電磁 閥門，其與控制器5連接；測控溫熱電偶7選用市售的鎧裝K型熱電偶，插 設在試樣槽上，其測溫部分位於試樣槽內部，導線部分位於試樣槽外部且與 控制器5連接；控制器5選用現有技術的計算機。
使用時，將三支待評價標準尺寸(10mmX10mmX55匪)的試樣8放置於 試樣槽3中，蓋好上蓋，在計算機上設定試驗過程為降溫一一保溫(-18(TC)， 確定試驗溫度為-180°C;打開主控閥門4，根據測控溫熱電偶反饋的信號由計 算機向電磁閥門6發出指令，電磁閥門6自動打開，調節液氮9流量，使液 氮9由儲存罐體1內流出，經導管2進入試樣槽3內直接作用在試樣8上， 經過25分鐘左右，試樣8可以達到所設定的-18(TC的試驗溫度，電磁閥門6 依據程序指令調小液氮流量，使待測試樣8在-18(TC的溫度下保持10分鐘， 以完成試樣的夏比衝擊試驗。 實施例2 (參閱圖l所示)
採用雙層不鏽鋼板根據國家有關III類壓力容器產品的規定製成容積為 500升的罐體1，雙層不鏽鋼板11中間填充絕熱材料12巖棉，罐體1內裝有 冷卻介質液氮9，液氮裝入量為罐體容積的5/6左右；採用雙層不鏽鋼板31 製成試樣槽3，該試樣槽3的有效尺寸為120ramX120腿X120腿，雙層不鏽鋼 板31中間填充絕熱材料32巖棉；採用雙層不鏽鋼板31製成上蓋，雙層不鏽 鋼板31中間填充絕熱材料32巖棉；採用不鏽鋼管作為導管2，其一端與罐體 l接通，另一端與試樣槽3接通，該導管2靠近罐體1一端設置主控閥門4， 該主控閥門4選用市售的耐低溫減壓閥門，導管2靠近試樣槽3另一端設置 流量調節閥門6，該流量調節閥門6選用市售的耐低溫電磁閥門，其與控制器 5連接；測控溫熱電偶7選用市售的鎧裝K型熱電偶，插設在試樣槽3上，其 測溫部分位於試樣槽3內部，導線部分位於試樣槽3外部且與控制器5連接； 控制器5選用現有技術的計算機。 '
使用時，將三支待評價標準尺寸(10誦X10腿X55mm)的試樣8放置於 試樣槽3中，蓋好上蓋，在計算機上設定試驗過程為降溫--一保溫(-15(TC)——降溫——保溫(-18(TC)，試驗溫度為-18(TC;打開主控閥門4，根據測 控溫熱電偶反饋的信號由計算機向電磁閥門6發出指令，電磁閥門6自動打 開，調節液氮9的流量，將液氮9由儲存罐體1內導出，經導管2進入試樣 槽3內直接作用在試樣8上，經過30分鐘左右後，試樣8達到第一個保溫階 段，溫度為-15(TC，電磁閥門6依據程序指令調小液氮流量，使試樣在-150 'C的溫度下保持10分鐘左右，電磁閥門6繼續依據程序指令調大液氮流量， 經10分鐘後試樣達到試驗溫度-18(TC，電磁閥依據程序指令調小液氮流量， 使試樣8在-18(TC的溫度下保持10分鐘，以完成試樣的夏比衝擊試驗。
本實用新型實施例中未進行說明的內容為現有技術。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任 何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何 簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
權利要求1、一種超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其特徵在於，包括冷卻介質儲存容器、試樣槽、自動測控溫機構及導管；該冷卻介質儲存容器與試樣槽通過導管接通；該自動測控溫機構包括控制器、測控溫熱電偶、主控閥門和流量調節閥門，測控溫熱電偶插設在試樣槽上且與控制器連接，主控閥門和流量調節閥門設置在導管上，流量調節閥門與控制器連接。
2、 根據權利要求1所述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其特徵在於， 所述冷卻介質儲存容器為雙層金屬板製成的罐體，雙層金屬板中間填充絕熱 材料，該冷卻介質儲存容器內的冷卻介質為液氮。
3、 根據權利要求2所述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其特徵在於， 所述金屬板為不鏽鋼板，該絕熱材料為巖棉、粉狀棉、玻璃棉或超細玻璃棉。
4、 根據權利要求1所述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其特徵在於， 所述試樣槽由雙層金屬板製成的方形體和上蓋構成，雙層金屬板中間填充絕 熱材料。
5、 根據權利要求4所述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其特徵在於， 所述金屬板為不鏽鋼板，該絕熱材料為巖棉、粉狀棉、玻璃棉或超細玻璃棉。
6、 根據權利要求l所述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其特徵在於， 所述導管為金屬管，該金屬管為不鏽鋼管。
7、 根據權利要求l所述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其特徵在於， 所述測控溫熱電偶為鎧裝K型熱電偶，插設在試樣槽上，其測溫部分位於試 樣槽內部，導線部分位於試樣槽外部且與控制器連接。
8、 根據權利要求1所述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其特徵在於， 所述主控閥門為耐低溫的減壓閥門，設置在導管靠近冷卻介質儲存容器一端。
9、 根據權利要求1所述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其特徵在於， 所述流量調節閥門為耐低溫的電磁閥，設置在導管靠近試樣槽的另一端並與 控制器連接。
10、 根據權利要求l所述的超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其特徵在於， 所述控制器為計算機。
專利摘要本實用新型提供一種超低溫夏比衝擊試驗冷卻裝置，其包括冷卻介質儲存容器、試樣槽、自動測控溫機構及導管；該冷卻介質儲存容器與試樣槽通過導管接通；該自動測控溫機構包括控制器、測控溫熱電偶、主控閥門和流量調節閥門，測控溫熱電偶插設在試樣槽上且與控制器連接，主控閥門和流量調節閥門設置在導管上，流量調節閥門與控制器連接；可使試樣槽內冷卻到試驗需要的超低溫度，改善超低溫夏比衝擊試驗的效果，滿足壓力容器等材料性能評價的需要。
文檔編號G01N3/30GK201322708SQ20082014319
公開日2009年10月7日 申請日期2008年11月17日 優先權日2008年11月17日
發明者張明珠, 樊翔宇, 亮 邱 申請人:中國第一重型機械集團公司;天津重型裝備工程研究有限公司