技术详情
项目内容
按ASTM E139-2011对换热管的持久强度进行性能评定。实测换热管在550℃℃下3000小时的断裂应力不小于288 MPa。在550℃下10000小时的断裂应力不小于254MPa,并绘制应力一寿命曲线,试验点不小于6个应力值。
技术关键:0.2mm 壁厚的管材的夹持方式,同轴的保障,断裂在有效段的保障。
拟采取的技术方案:膨胀螺栓原理的夹持方式。
超长时管材蠕变测试的工装卡具,采用“内膨胀,外禁锢”的方式,操作简单,结构紧凑,加工简单,通用性强。
如下列图一中为试验完成后的形状,可见夹持部分和断口仍保持圆形全管状态。
本新型工装夹具结构如图二所示:
薄壁管材试样被膨胀块和管箍夹在中间,膨胀块内壁的锥形结构和中轴的锥形结构配合,两片管箍之间用螺钉锁死。当中轴被轴向加力拉伸时,膨胀块向外膨胀,但由于管箍已锁死,导致膨胀块、薄壁管材试样和管箍三者紧紧的夹在一起,
足以对抗轴向拉力,同时使薄壁管材试样只产生很小的变形。
总投资预算
该项目为企业自立课题项目,总投资预算为340万元,全部来自企业自有资金。
市场分析
本工装夹具可以不破坏试样,不改变试样受力方式,将试验力完整均匀的施加在整根试样上,可更好的模拟出试样在实际使用中的寿命。
本工装夹具使用范围广泛,内径大于20mm的薄壁管材都可使用,只需调整膨胀块和管箍的尺寸即可,加工简单。
中轴和膨胀块的锥度结构,可时刻保证足够的涨紧力,配合管箍,使试样不至于滑脱。
通过以上优势的分析,此项研究将会有充足的市场需求。
经济效益
超长时管材蠕变的测试方法研制成功后,将提高公司的超长时管材蠕变的测试技术水平,使公司的持久蠕变技术水平在同行业中处于领先地位,提升公司在行业中的知名度,满足航空材料的研发检测需求,具有很好的实用价值,预计每年产生经济效益600万元。
企业现状
在薄壁管材(由于壁厚较薄,无法加工螺纹或加工出螺纹后无法保证其强度)的持久试验中,如何真实的反映出试样在实际状态下的使用性能对试验的有效性是十分重要的。由于薄壁管材试样的特殊性,传统的装夹方式必然存在着无法回避的问题。
在传统的薄壁管材试验时,需要将管材试样中段刨开,做成半管试样,然后在试样两端打孔,穿入销钉后接入试验机。这样的装夹方式,破坏了薄壁管材试样的整体性,也改变了管材整体的受力方式,因为管材在使用中不可能是切成一半来用,所以采用传统装夹方式的试验有效性就大打折扣。
这时就需要一种新型夹具,在完全不破坏整根薄壁管材的基础上,将试验力完整、均匀的施加在整根管
材试样上,使试验结果的有效性大大增加,就显得尤为重要。
合作方式
本项目采用企业内部自研和委托境内其他研发机构合作研发的模式进行,预计企业自研投入资金90万元,
委托其他研发机构合作开发投入资金250万元。