专利名称：微试样刀具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种刀具，具体涉及一种从设备上取得材料试样的刀具。
背景技术：
在役设备，比如压力容器和管道，它们的使用环境一般比较恶劣，通常在高温高压及临氢腐蚀条件下运行。金属在这种条件下长期运行，容易遭受机械应力、热应力、腐蚀、辐射、化学作用等因素的，会发生材质劣化使其性能下降，缩短设备的使用寿命。为此，需要从在役设备上获取材料试样，运用寿命预测技术以延长大修时间间隔，最大限度地获得经济效益。
目前传统的对于高温高压下运行的设备进行取样和材料性能测试均采用破坏性试验，即要获得材料性能在长期高温高压运行后的材料劣化状况，就需要从在役设备上截取足以完成性能试验的一块试验段。但是对于多数设备来说，这种做法是不允许的，因而限制了寿命预测技术的应用。
石油化工行业存在许多如何评估高温服役材料劣化程度、如何预测高温材料剩余寿命以及如何评价带裂服役高温构件完整性等一系列亟待解决的问题。传统无损检测方法和取样试验方法都一直在这些方面发挥着作用，可是两者各自有其局限性——前者虽然简单、无损，但是所知的信息不完整，也不足够精确；后者准确、可靠，但具有破坏性，且有时无法取样。
传统的几种取样方法，可以从设备上取得材料试样用作实验分析，并且努力减少对设备损害，但是还没有一种方法能够真正成功地取得对在役设备及构件无破坏性的试样。第一种方法是在在役设备表面的两处切入，形成V字形槽，沿着整个长度方向进行切削，就能够从设备表面取得一块三角形的材料试样。如果切削不是沿着整个长度方向进行，那么就需要另外两把刀具在两个端点处进行切割以取得材料试样。要么将两把刀具做成稍微凹陷的杯状磨轮，形成船状的试样。这样切削能够从设备表面取得一块较大的试样，留下一个明显需要修复的凹洼。材料的修复经常是很费时间并且也是很昂贵的，同时会使结构变得脆弱。这种方法对于大直径容器往往可行，但无法用到小直径容器或管道内部进行取样。
另外一种方法是在没有或轻微损坏结构时，可以得到有关材料的一些信息，是被称为“复制”。这种技术通常是进行机械磨光和化学蚀刻后，运用表面涂层技术来复制设备材料的表面。将液态涂层涂在材料表面，然后涂层变硬，把其从材料表面剥落，就可以获得下层材料表面特征的镜像。这种技术只能检测表面特征，不能用以分析材料性能。很明显，当要评估设备或者其它结构的状况或材料失效分析时，缺少料试样往往十分遗憾，因此，如何设计一种刀具，以达到“无损取样”的目的，是人们所是否期望的。

发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是设计一种微试样刀具，以克服现有技术存在的上述缺陷，满足有关部门的需要。
本实用新型的技术方案一种微试样刀具，包括碗状的半球壳，其外缘设有用以进行切削刀齿，其壳底设有连接构件，该连接构件可用于与其它装置如电机等相连接，以便带动所说的刀具的运动。
所说的刀具是安装在电机上使用的，当电机转动时，刀具随之转动，刀具外缘设有的刀齿紧贴设备表面进行切削，切削得到的材料试样将滞留在碗状刀具的内部，此时刀具就成为一个很好的回收机构。
本实用新型的优点是十分显著的，利用刀齿的旋转切削设备表面，不会形成大的取样凹陷，而且取样均匀，并可以根据材料试样的大小设计刀具的半球的球冠壳，当试样较小的时候，可将刀具做成小于半球的球冠壳；当试样较大时，可以将刀具做成大于半球的球冠壳，因此可满足不同尺寸大小的材料试样的取样要求。本实用新型设计的取样刀具，基于“无损取样”的目标，能够从设备上取得试样，并且无损或微损于构件，还可将它应用到焊缝或热影响区等难于取样分析的敏感部位和不具备破坏取样条件的设备及管道的材料取样中，具有广阔的应用范围和经济效益。


图1为本实用新型的结构示意图。
图2为刀齿示意图。
图3为本实用新型工作时的示意图。
具体实施方式
参见图1图和2，本实用新型的微试样刀具，包括碗状的半球壳1，其外缘设有用以切削的刀齿2，所说的刀齿2均匀分布在半球壳1的外缘，其壳底设有连接构件，所说的连接构件包括设置在半球壳1底部中心的连接孔3和突台4。
由图3可见，本实用新型还包括机架，所说的机架包括带有推杆5的固定件6、螺母7、联轴器8、电机主轴9和轴承10。
所说的轴承10通过螺母7和连接孔3固定在微试样刀具半球壳1底部的突台4上；所说的固定件6固定在轴承10的外壳上；所说的联轴器8的右侧轴可转动地固定在固定件6内；所说的电机主轴9与联轴器8相连接，电机主轴9的运动经联轴器8传递给微试样刀具半球壳1，实现微试样刀具的回转运动。
刀具切削的取样过程刀具由电动机出来的旋转运动驱动的，它是一个回转运动，同时利用推杆沿着B方向作直线运动使刀具能够绕刀具中心轴线旋转(即进给方向)，实现切削运动。取样基本过程就是首先，让刀具外缘紧贴设备表面；然后刀具转过一个角度，同时将刀具整体(包括附属件)降下贴紧设备表面；进而在自身的旋转运动和线性进给的合成作用下开始切削；最后当切削取样完成后，被切割下来的材料试样滞留在碗状刀具的内壁上。
权利要求1.一种微试样刀具，其特征在于，包括碗状的半球壳(1)，其外缘设有刀齿(2)，其壳底设有连接构件，
2.根据权利要求1所述的微试样刀具，其特征在于，所说的刀齿2均匀分布在半球壳(1)的外缘。
3.根据权利要求1所述的微试样刀具，其特征在于，所说的连接构件包括设置在半球壳(1)底部中心的连接孔(3)和突台(4)。
4.根据权利要求2或3所述微试样刀具，其特征在于还包括机架，所说的机架包括带有推杆(5)的固定件(6)、螺母(7)、联轴器(8)、电机主轴(9)和轴承(10)；所说的轴承(10)通过螺母(7)和连接孔(3)固定在微试样刀具半球壳(1)底部的突台(4)上；所说的固定件(6)固定在轴承(10)的外壳上；所说的联轴器(8)的右侧轴可转动地固定在固定件(6)内；所说的电机主轴(9)与联轴器(8)相连接。
专利摘要本实用新型设计了一种微试样刀具。包括碗状的半球壳，其外缘设有用以进行切削刀齿，其壳底设有连接构件。本实用新型的优点是十分显著的，利用刀齿的旋转切削设备表面，不会形成大的取样凹陷，而且取样均匀，可满足不同尺寸大小的材料试样的取样要求。本实用新型设计的取样刀具，基于“无损取样”的目标，能够从设备上取得试样，并且无损或微损于构件，还可将它应用到焊缝或热影响区等难于取样分析的敏感部位和不具备破坏取样条件的设备及管道的材料取样中，具有广阔的应用范围和经济效益。
文档编号G01N1/06GK2615656SQ03230468
公开日2004年5月12日 申请日期2003年4月18日 优先权日2003年4月18日
发明者郭良辉, 徐宏, 黄志荣, 侯峰, 刘宽宏 申请人:华东理工大学