
高溫持久蠕變?cè)囼?yàn),和普通的拉伸試驗(yàn)不一樣。普通拉伸幾分鐘甚至幾秒鐘就出結(jié)果,持久蠕變?cè)囼?yàn)可能要持續(xù)幾百小時(shí)甚至上千小時(shí)。試樣在高溫下承受恒定載荷,慢慢變形,直到斷裂或者達(dá)到規(guī)定時(shí)間。這種試驗(yàn)考驗(yàn)的不只是設(shè)備,還有操作者的耐心和細(xì)致。因?yàn)橐坏┲型境鰡?wèn)題,前面幾十天可能就白費(fèi)了。

試驗(yàn)前的準(zhǔn)備:試樣和爐子
試樣是試驗(yàn)的對(duì)象,它的加工質(zhì)量直接影響結(jié)果。尺寸公差、表面粗糙度、螺紋或夾持端的加工,都要按標(biāo)準(zhǔn)來(lái)。試樣如果表面有劃痕,高溫下可能成為裂紋源,斷裂時(shí)間就偏短。所以試驗(yàn)前檢查試樣,該換就換。
爐子是提供高溫環(huán)境的部件。爐膛是否清潔,加熱元件是否完好,熱電偶位置是否正確,這些都要確認(rèn)。熱電偶測(cè)的是爐膛溫度還是試樣溫度,不同設(shè)備設(shè)計(jì)不同,操作者要清楚自己設(shè)備的情況。如果熱電偶位置偏了,控溫就不準(zhǔn)。
裝夾:對(duì)中和預(yù)加載
試樣裝到夾具上,對(duì)中很關(guān)鍵。偏心了,試樣除了承受軸向拉力,還承受彎矩,蠕變行為就變了。裝夾時(shí)用對(duì)中裝置或按規(guī)程調(diào)整,不要憑手感。
預(yù)加載是另一個(gè)細(xì)節(jié)。有的試驗(yàn)需要在升溫前施加一個(gè)小的預(yù)載荷,消除夾具間隙。預(yù)載荷太小,間隙沒(méi)消除;太大,可能影響后續(xù)的蠕變數(shù)據(jù)。按方法要求來(lái),不要隨意增減。
升溫與保溫
裝好試樣、關(guān)好爐子,開(kāi)始升溫。升溫速率通常有規(guī)定,不能太快。升溫太快,試樣內(nèi)外溫差大,熱應(yīng)力可能讓試樣提前損傷。爐子升溫到設(shè)定溫度后,需要保溫一段時(shí)間,讓試樣溫度均勻。保溫時(shí)間夠不夠,看溫度指示和標(biāo)準(zhǔn)要求。
保溫期間,可以檢查溫度穩(wěn)定性。如果溫度波動(dòng)大,先排查原因,不要急著加載。溫度不穩(wěn),蠕變數(shù)據(jù)就不可靠。
加載與長(zhǎng)期監(jiān)控
溫度穩(wěn)定后,施加試驗(yàn)載荷。加載要平穩(wěn),避免沖擊。加載完成后,試驗(yàn)進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行階段。
這期間,操作者的工作是定期巡檢。看看溫度是否正常,載荷是否穩(wěn)定,變形測(cè)量是否在走。如果設(shè)備有自動(dòng)記錄和報(bào)警功能,確認(rèn)報(bào)警設(shè)定是否合理。巡檢頻率根據(jù)試驗(yàn)周期和設(shè)備穩(wěn)定性來(lái)定,初期可以勤一點(diǎn),穩(wěn)定后可以適當(dāng)放寬。
變形測(cè)量是持久蠕變?cè)囼?yàn)的核心數(shù)據(jù)。引伸計(jì)或變形測(cè)量裝置如果松動(dòng)、漂移,數(shù)據(jù)就廢了。定期檢查測(cè)量裝置的狀態(tài),必要時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)件校驗(yàn)。
中斷和異常處理
長(zhǎng)時(shí)間試驗(yàn),難免遇到停電、設(shè)備故障、報(bào)警。如果試驗(yàn)中斷,怎么處理要看方法要求和試驗(yàn)?zāi)康摹S械脑囼?yàn)允許中斷后繼續(xù),有的則要求重新做。中斷期間的溫度和載荷變化,要記錄清楚,供后續(xù)判斷。
如果試樣斷裂,記錄斷裂時(shí)間、斷裂位置、斷口形貌。斷裂位置如果在夾持端附近,可能說(shuō)明裝夾有問(wèn)題,數(shù)據(jù)參考價(jià)值有限。
試驗(yàn)結(jié)束與后處理
試驗(yàn)達(dá)到規(guī)定時(shí)間或試樣斷裂后,按規(guī)程卸載、降溫、取樣。取樣時(shí)注意安全,高溫爐子和試樣都需要冷卻。試樣取出后,觀察變形和斷口,拍照記錄。
數(shù)據(jù)整理不只是畫(huà)一條曲線。溫度記錄、載荷記錄、變形記錄、異常情況,都要?dú)w檔。這些信息在分析結(jié)果、排查問(wèn)題時(shí)用得上。
高溫持久蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)的操作,核心是保持試驗(yàn)條件穩(wěn)定,同時(shí)把過(guò)程記錄完整。幾百小時(shí)的試驗(yàn),靠的是日常的巡檢和細(xì)致。設(shè)備是工具,操作者的責(zé)任心才是試驗(yàn)成功的關(guān)鍵。