一種蠕變持久試驗機用長時連續(xù)工作加熱爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬金屬材料力學性能測試分析特別是長時蠕變持久性能測試分析領(lǐng)域，具體涉及一種蠕變持久試驗機用長時連續(xù)工作加熱爐。
【背景技術(shù)】
[0002]固體材料在一定溫度下，保持應(yīng)力不變時，應(yīng)變隨時間延長而增加的現(xiàn)象稱為蠕變。材料的蠕變行為是時間、應(yīng)力、溫度共同作用的結(jié)果，只要作用的時間足夠長，蠕變在應(yīng)力遠小于彈性極限時也能出現(xiàn)。同樣，材料的蠕變行為在低溫下也會發(fā)生，但只有達到一定的溫度才能變得顯著，該溫度稱為材料的蠕變溫度。各種金屬材料的蠕變溫度約為0.3Tm(Tm為熔化溫度，以熱力學溫度表示)，對于一些低熔點金屬如鉛、錫等，溫室下就會發(fā)生蠕變。因此，對于能源、石油化工、航空航天領(lǐng)域長時高溫受載條件下工作的構(gòu)件，蠕變損傷是其主要的失效形式，材料的蠕變壽命是材料研發(fā)、構(gòu)件設(shè)計、壽命預(yù)測和可靠性評估必須參考的基本高溫力學性能之一。
[0003]1905年英國菲利普斯(F.Philips)首先觀察到金屬絲的蠕變現(xiàn)象，但直到1922年英國迪肯森(Dickenson)發(fā)表了鋼的婦變試驗結(jié)果后，人們才開始認識到高溫承載下金屬構(gòu)件均會發(fā)生蠕變，蠕變試驗研究從此受到重視，并將105h蠕變斷裂時所對應(yīng)的應(yīng)力，稱為材料的蠕變斷裂強度或持久強度極限，規(guī)定其為高溫結(jié)構(gòu)材料設(shè)計的依據(jù)。但在20世紀30年代，材料一定溫度下的蠕變斷裂試驗不可能連續(xù)進行105h，材料的持久強度極限很難通過試驗實測獲得。因此，研究者陸續(xù)提出了各種高溫結(jié)構(gòu)材料持久強度外推方法，這些就是高溫結(jié)構(gòu)材料壽命評估技術(shù)的原型。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，大量105h甚至2X 105h蠕變斷裂數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，科研人員尤其是工程技術(shù)人員對外推方法進行了不斷的檢驗、分析總結(jié)和優(yōu)化，形成了現(xiàn)有的高溫結(jié)構(gòu)材料蠕變壽命評估方法體系:持久強度模型(等溫外推模型，時間-溫度參數(shù)模型，Robinson壽命消耗模型)、蠕變變形模型(Θ預(yù)測法，蠕變曲線外推)以及基于斷裂力學的蠕變損傷開裂和裂紋擴展模型。
[0004]根據(jù)國際標準的規(guī)定，利用外推模型進行金屬材料蠕變持久壽命評估時，最短試驗時間不應(yīng)低于外推壽命的1/3，即:要獲得材料蠕變斷裂強度或持久強度極限，最少需要開展3300小時的長時蠕變持久試驗。蠕變持久試驗機用高溫在長時高溫的工作過程中，由于溫度持續(xù)較高，爐絲與電極接觸不良等原因，會導致高溫爐的爐絲氧化斷開。一旦高溫爐的某段爐絲斷開，該段的溫度就會立刻下降，高溫蠕變試驗就無法繼續(xù)進行，由此引起的試驗誤差具有不可恢復性，材料的性能數(shù)據(jù)就需要重新開始評估，造成資源的極大浪費，因此，保證蠕變持久試驗機加熱爐爐絲的長時連續(xù)工作是對金屬材料的長時蠕變持久性能測試有著重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出一種蠕變持久試驗機用長時連續(xù)工作加熱爐，通過雙爐絲設(shè)計以保證加熱爐的長時連續(xù)工作。
[0006]一種蠕變持久試驗機用長時連續(xù)工作加熱爐，其特征在于，所述加熱爐通過雙爐絲設(shè)計以保證加熱爐的長時連續(xù)工作。
[0007]進一步的，所述加熱爐爐體為直筒式結(jié)構(gòu)，所述加熱爐包括:爐管、爐襯、端蓋、蓋板、爐絲組件與爐殼，所述爐管上下兩端均設(shè)置所述端蓋，所述爐管設(shè)置于所述爐襯之內(nèi)，所述爐殼包覆于所述爐襯表面，所述爐絲組件與所述爐管連接，所述蓋板通過六角螺釘與所述端蓋連接。
[0008]進一步的，所述爐襯包括:對流空氣層和保溫層，所述保溫層靠近所述爐管，所述對流空氣層靠近所述爐殼，所述保溫層為高溫纖維保溫材料，所述對流空氣層為空腔，所述對流空氣層與保溫層之間設(shè)置有內(nèi)襯板，所述爐殼側(cè)面上下兩側(cè)均設(shè)置有對流空氣口。
[0009]進一步的，所述爐管側(cè)面設(shè)有雙螺旋槽。
[0010]進一步的，所述爐絲組件包括:工作爐絲、備用爐絲、爐絲接線柱、電極固定板與電源接頭保護罩，所述加熱爐為上中下三段式加熱，所述爐管的上、中、下部分別繞制所述工作爐絲和備用爐絲，所述工作爐絲組和備用爐絲組獨立間隔繞制在爐管側(cè)面的雙螺旋槽內(nèi)。
[0011 ] 進一步的，所述電極固定板固定在所述爐殼上，所述爐絲接線柱固定在所述電極固定板上，所述工作爐絲、備用爐絲兩端分別與對應(yīng)的爐絲接線柱連接，所述電源接頭保護罩設(shè)置于所述爐殼上，所述工作爐絲、備用爐絲、爐絲接線柱、電極固定板均容納于所述電源接頭保護卓內(nèi)。
[0012]與現(xiàn)有加熱爐相比，本發(fā)明的特點在于，能夠在工作爐絲組出現(xiàn)故障發(fā)生加熱中斷時，快速啟動備用爐絲組，在標準要求的溫度波動范圍內(nèi)保證加熱爐的連續(xù)工作，從理論上可使加熱爐的工作壽命提高一倍。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明加熱爐縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明加熱爐橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例1加熱爐雙絲切換過程中的溫度曲線。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細描述。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0016]一種蠕變持久試驗機用長時連續(xù)工作加熱爐，所述加熱爐通過雙爐絲設(shè)計以保證加熱爐的長時連續(xù)工作，所述加熱爐爐體為直筒式結(jié)構(gòu)，所述加熱爐包括:爐管1、爐襯2、端