一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置，所述纖維復(fù)合芯兩端安裝有連接金具；所述檢測裝置包括水平固定平臺、豎直設(shè)置在所述固定平臺同側(cè)兩端的用于固定所述連接金具的法蘭、設(shè)于所述法蘭之間的水浴箱、以及設(shè)于所述水浴箱內(nèi)的用于浸漬所述纖維復(fù)合芯的腐蝕液容器；所述腐蝕液容器為塑料容器或玻璃容器，尤以棕色為佳。本發(fā)明在對復(fù)合芯棒進(jìn)行化學(xué)腐蝕的同時能夠在兩端增加一定的張力，使之能夠更加接近復(fù)合芯的實際使用工況，適合纖維復(fù)合芯的應(yīng)力腐蝕性能測試。
【專利說明】一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測裝置，具體講涉及一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]纖維復(fù)合芯導(dǎo)線是一種節(jié)能型增容導(dǎo)線，由其內(nèi)部的纖維復(fù)合芯和包裹在纖維復(fù)合芯外的鋁組成，纖維復(fù)合芯由特高強(qiáng)度碳纖維合成的芯棒替代傳統(tǒng)的鋼芯和鋼絞線，夕卜層鋁采用定形鋁絞合而成。在相同導(dǎo)體截面的情況下，相對于傳統(tǒng)鋼芯鋁絞線，其具有高強(qiáng)度、低弧垂、耐高溫等特點，可以在大跨距、大容量導(dǎo)線線路上使用。
[0003]然而，復(fù)合芯導(dǎo)線與傳統(tǒng)鋼芯鋁絞線最大的區(qū)別在于工況使用過程中復(fù)合芯棒中的樹脂材料會受到化學(xué)腐蝕的影響。復(fù)合芯化學(xué)腐蝕主要來自以下幾個方面:一是在我國湖南、湖北一帶酸雨情況較為嚴(yán)重，酸雨會透過鋁絞線灌注到復(fù)合芯表面，從而對復(fù)合芯進(jìn)行腐蝕；二是在我國沿海地區(qū)鹽霧情況較為嚴(yán)重，鹽分亦會隨雨水沉積在復(fù)合芯表面，從而影響復(fù)合芯性能；三是線路運(yùn)行過程中，電暈放電會使得空氣發(fā)生電離，從而在復(fù)合芯表面形成一個硝酸腐蝕環(huán)境?；瘜W(xué)腐蝕會引起復(fù)合芯棒微觀結(jié)構(gòu)的破壞和機(jī)械性能的劣化，從而增加了復(fù)合芯導(dǎo)線的運(yùn)行風(fēng)險，因此需要對復(fù)合芯進(jìn)行化學(xué)腐蝕加速老化。
[0004]為了研宄纖維復(fù)合芯因化學(xué)腐蝕引起的劣化，需要提供一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置，對實際工況環(huán)境下纖維復(fù)合芯的應(yīng)力腐蝕進(jìn)行加速老化檢測，以快速獲得可靠的復(fù)合芯抗化學(xué)腐蝕性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題，本發(fā)明提供一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置。
[0006]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置，所述纖維復(fù)合芯兩端安裝有連接金具；其改進(jìn)之處在于:所述檢測裝置包括水平固定平臺、豎直設(shè)置在所述固定平臺同側(cè)兩端的用于固定所述連接金具的法蘭、設(shè)于所述法蘭之間的水浴箱、以及設(shè)于所述水浴箱內(nèi)的用于浸漬所述纖維復(fù)合芯的腐蝕液容器；所述腐蝕液容器為塑料容器或玻璃容器，尤以棕色為佳。
[0007]優(yōu)選的，所述連接金具位于所述固定平臺兩端法蘭之間，所述連接金具的一端與復(fù)合芯固定，其另一端與螺桿固定，所述螺桿的另一端伸出所述法蘭外8-12cm，并通過所述法蘭外側(cè)的螺母固定在所述法蘭上。
[0008]進(jìn)一步，腐蝕液容器兩側(cè)的容器壁上對稱設(shè)置有一排相互平行的豎直卡槽，所述卡槽內(nèi)固定有彈性密封件，所述彈性密封件上設(shè)有孔徑小于所述纖維復(fù)合芯直徑的圓孔；所述纖維復(fù)合芯通過所述圓孔過盈安裝在所述腐蝕液容器內(nèi)。
[0009]進(jìn)一步，所述彈性密封件為硅膠密封件或全氟橡膠密封件，所述圓孔直徑小于所述纖維復(fù)合芯直徑15% -20%。
[0010]優(yōu)選的，所述腐蝕液容器的厚度為0.5cm ;所述腐蝕液容器內(nèi)裝有質(zhì)量濃度為10% -40%的硝酸溶液、質(zhì)量濃度為10% -40%的硫酸溶液或NaCl質(zhì)量濃度為10% -25%的NaCl溶液中的任意一種溶液；所述溶液溫度為20°C _80°C，所述溶液液面高出所述纖維復(fù)合芯3cm以上。
[0011]進(jìn)一步，所述腐蝕液容器內(nèi)還安裝有用于調(diào)節(jié)溶液pH值的pH自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述PH自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括pH在線檢測儀表、pH傳感器、計量泵和加藥箱；當(dāng)所述溶液的pH值±0.3波動時，所述pH自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)。
[0012]進(jìn)一步，所述腐蝕液容器頂部安裝有用于減少溶液蒸發(fā)，并方便觀察纖維復(fù)合芯的腐蝕情況的透明塑料蓋。
[0013]進(jìn)一步，水浴箱設(shè)置有用于控制所述腐蝕液容器內(nèi)的溶液溫度的自動加溫裝置和溫控表。
[0014]進(jìn)一步，纖維復(fù)合芯一端的連接金具上粘貼有應(yīng)變片，所述應(yīng)變片與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備相連；通過旋轉(zhuǎn)該端的螺母，使所述螺母順著螺桿軸線方向擠壓法蘭，對所述纖維復(fù)合芯施加張力，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備通過應(yīng)變片實時監(jiān)控所施加的張力的大小，保證載荷的穩(wěn)定。
[0015]進(jìn)一步，所述螺母對纖維復(fù)合芯所施加的張力大小為2-8噸。
[0016]和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明具有如下優(yōu)異效果:
[0017]I)本發(fā)明提供的檢測裝置安裝方便，可實現(xiàn)水浴箱溫度、腐蝕溶液濃度和施加張力載荷的精確控制；
[0018]2)本發(fā)明在對復(fù)合芯棒進(jìn)行化學(xué)腐蝕的同時能夠在兩端增加一定的張力，使之能夠更加接近復(fù)合芯的實際使用工況，從而使纖維復(fù)合芯的抗腐蝕性能檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確可
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[0019]3)腐蝕液容器兩側(cè)設(shè)置一排相互平行的卡槽，卡槽上安裝彈性密封件，將纖維復(fù)合芯通過過盈配合安裝在腐蝕液容器內(nèi)，可以滿足纖維復(fù)合芯老化樣本需求量大、一致性強(qiáng)的特殊要求；
[0020]4)本發(fā)明通過機(jī)械加載方式給纖維復(fù)合芯施加張力，可以輕松應(yīng)對通常情況下的每批次纖維復(fù)合芯至少10000小時以上的老化周期，與微機(jī)控制電液伺服設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷加載的方式相比，可以減少電力損耗，降低成本，減少設(shè)備維護(hù)費用；
[0021]5)復(fù)合芯兩端安裝連接金具，在給復(fù)合芯施加張力時，連接金具可提供不低于10噸的力荷載，克服了普通設(shè)備夾頭提供力荷載較小的缺陷，加強(qiáng)了檢測裝置的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為圖1中腐蝕液容器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]其中1-固定平臺，2-水浴箱，3-法蘭，4-連接金具，5-復(fù)合芯，6-腐蝕液容器，7-應(yīng)變片，8-螺母，9-螺桿，10-卡槽，11-密封件。

【具體實施方式】
[0025]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合說明書附圖和實例對本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步的說明。
[0026]本發(fā)明提供一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置。裝置主要由張力加載結(jié)構(gòu)，加溫裝置和化學(xué)溶液濃度平衡裝置三部分構(gòu)成。
[0027]復(fù)合芯類型包括純碳纖維復(fù)合芯、玻纖包覆碳纖復(fù)合芯、全高強(qiáng)玻纖復(fù)合芯。張力加載過程為:兩端裝好電力金具的復(fù)合芯，穿過固定于試驗平臺的兩個剛性限位法蘭中央的圓孔，兩端分別伸出1cm左右的長度，復(fù)合芯一端的連接金具利用螺桿和螺母與法蘭固定不動(螺母外徑大于法蘭孔徑)，復(fù)合芯另一端的連接金具上粘貼應(yīng)變片，并在該端的法蘭外側(cè)端通過旋轉(zhuǎn)螺母，使螺母順著螺桿擠壓法蘭，從而對復(fù)合芯施加張力，張力大小為2-8噸；應(yīng)變片連接遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，能夠?qū)λ┘拥膹埩Υ笮∽兓M(jìn)行實施監(jiān)測，保證載荷的穩(wěn)定性。
[0028]腐蝕液容器材料可采用0.5cm厚的棕色玻璃容器或0.5cm厚塑料材質(zhì)，腐蝕液用質(zhì)量濃度為10% -40%的硝酸溶液、質(zhì)量濃度為10% -40%的硫酸溶液或者NaCl質(zhì)量濃度為10-25%的NaCl溶液中的任意一種，腐蝕液溶液溫度范圍為20°C -80°C。
[0029]復(fù)合芯恒溫或交變溫老化過程通過腐蝕液容器外的水浴箱裝置實現(xiàn)。水浴箱內(nèi)安裝有加溫裝置和溫控表，可根據(jù)實驗需求自動調(diào)節(jié)水浴箱內(nèi)的水溫。
[0030]復(fù)合芯為光滑圓棒結(jié)構(gòu)，長度為lm，兩端約20cm伸出腐蝕液容器外，利用復(fù)合芯電力金具連接，連接拉力通常應(yīng)大于10噸，復(fù)合芯中段浸漬在腐蝕液中，液面需高出復(fù)合芯3cm以上。腐蝕液容器兩側(cè)外壁根據(jù)試樣數(shù)量加工一排卡槽，用來固定耐腐蝕、高彈性硅膠或者全氟橡膠密封件，復(fù)合芯試樣穿過密封件中間的圓孔形成密封空間。密封件圓孔直徑小于復(fù)合芯棒直徑約15-20%，利用過盈配合防止漏液現(xiàn)象發(fā)生。
[0031]腐蝕液容器頂部裝一個透明塑料蓋，用來觀察腐蝕情況與減少蒸發(fā)作用。即便如此，在加熱老化的過程中，酸溶液濃度由于蒸發(fā)作用不可避免會導(dǎo)致溶液濃度的變化，尤其對于硝酸溶液，需要引入一套PH自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)維持腐蝕液PH值。PH自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括PH在線檢測儀表，PH傳感器、計量泵、加藥箱等組成，在PH波動達(dá)到±0.3時自動啟動加藥程序并進(jìn)行濃度調(diào)節(jié)。
[0032]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置，所述纖維復(fù)合芯兩端安裝有連接金具；其特征在于:所述檢測裝置包括水平固定平臺、豎直設(shè)置在所述固定平臺同側(cè)兩端的用于固定所述連接金具的法蘭、設(shè)于所述法蘭之間的水浴箱、以及設(shè)于所述水浴箱內(nèi)的用于浸漬所述纖維復(fù)合芯的腐蝕液容器；所述腐蝕液容器為塑料容器或玻璃容器，尤以棕色為佳。
2.如權(quán)利要求1所述的一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置，其特征在于: 所述連接金具位于所述固定平臺兩端法蘭之間，所述連接金具的一端與復(fù)合芯固定，其另一端與螺桿固定，所述螺桿的另一端伸出所述法蘭外8-12cm，并通過所述法蘭外側(cè)的螺母固定在所述法蘭上。
3.如權(quán)利要求2所述的一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置，其特征在于: 腐蝕液容器兩側(cè)的容器壁上對稱設(shè)置有一排相互平行的豎直卡槽，所述卡槽內(nèi)固定有彈性密封件，所述彈性密封件上設(shè)有孔徑小于所述纖維復(fù)合芯直徑的圓孔；所述纖維復(fù)合芯通過所述圓孔過盈安裝在所述腐蝕液容器內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置，其特征在于: 所述彈性密封件為硅膠密封件或全氟橡膠密封件，所述圓孔直徑小于所述纖維復(fù)合芯直徑 15% -20%。
5.如權(quán)利要求1所述的一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置，其特征在于: 所述腐蝕液容器的厚度為0.5cm ;所述腐蝕液容器內(nèi)裝有質(zhì)量濃度為10% -40%的硝酸溶液、質(zhì)量濃度為10 % -40 %的硫酸溶液或NaCl質(zhì)量濃度為10 % -25 %的NaCl溶液中的任意一種溶液；所述溶液溫度為20°C _80°C，所述溶液液面高出所述纖維復(fù)合芯3cm以上。
6.如權(quán)利要求5所述的一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置，其特征在于: 所述腐蝕液容器內(nèi)還安裝有用于調(diào)節(jié)溶液PH值的pH自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述pH自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括pH在線檢測儀表、pH傳感器、計量泵和加藥箱；當(dāng)所述溶液的pH值±0.3波動時，所述pH自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置，其特征在于: 所述腐蝕液容器頂部安裝有用于減少溶液蒸發(fā)，并方便觀察纖維復(fù)合芯的腐蝕情況的透明塑料蓋。
8.如權(quán)利要求5所述的一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置，其特征在于: 水浴箱設(shè)置有用于控制所述腐蝕液容器內(nèi)的溶液溫度的自動加溫裝置和溫控表。
9.如權(quán)利要求2所述的一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置，其特征在于: 纖維復(fù)合芯一端的連接金具上粘貼有應(yīng)變片，所述應(yīng)變片與遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備相連；通過旋轉(zhuǎn)該端的螺母，使所述螺母順著螺桿軸線方向擠壓法蘭，對所述纖維復(fù)合芯施加張力，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備通過應(yīng)變片實時監(jiān)控所施加的張力的大小，保證載荷的穩(wěn)定。
10.如權(quán)利要求9所述的一種纖維復(fù)合芯快速老化檢測裝置，其特征在于: 所述螺母對纖維復(fù)合芯所施加的張力大小為2-8噸。
【文檔編號】G01N17/00GK104515729SQ201410742687
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】蘭逢濤, 陳新, 牟景旭, 王芝茗, 楊長龍 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司沈陽供電公司