The invention provides a device and a method for simulating deep-sea hydrogen charging, which comprises a hydrogen charging tank, a sealing cover, a sample electrode, a platinum electrode and a liquid/gas inlet; the hydrogen charging tank and the sealing cover are sealed by a conical surface and fastened by a stud and a nut, and a gasket is arranged between the nut and the hydrogen charging tank and the sealing cover; The sample electrode and the platinum electrode are tightly fitted with the ear sleeve through the hole tightening bolt and the sealing cover. The insulating belt ear sleeve solves the insulation problem of the sealing and electrochemical hydrogen charging device, and the pressure of the simulated environment can be realized by the inlet/air port. The device and method can be used to study the hydrogen charging behavior and anti-hydrogen induced cracking property of materials in deep sea environment.
【技术实现步骤摘要】
模拟深海充氢装置及方法
:本专利技术涉及深海静水压环境中的充氢行为领域,具体地是一种模拟深海充氢装置及方法。
技术介绍
:随着人类社会生产和生活的发展,人类对资源的需求量越来越大。陆地资源的储量已不能满足人类的需求,这就迫使人类将目光投向海洋。海洋面积约占地球表面积的71%,在海底蕴含着大量的资源,如:石油、天然气、可燃冰、锰结核矿源等。然而,为了开发利用深海资源,需要依托相关的深海装备,这就需要研发适用于深海环境的金属材料。深海环境最大的特点就在于其高的静水压,屈少鹏等人通过研究表明深海环境中的静水压会促使金属材料腐蚀过程的阴极反应由吸氧反应向析氢反应转变;深海环境中会存在由海底黑烟囱等处带来的H2S等物质,这些物质的存在有利于金属表面发生析氢反应;深海环境中存在的硫酸盐还原菌等类型的特殊微生物也会有利金属表面产生氢气。氢气在金属表面的产生、吸附,会使得氢气分解成质子并进入到金属材料体内,这会引起金属材料的塑性、韧性等力学性能受到损伤。质子在金属材料中进一步结合生成氢气后,会在金属体内生成氢鼓泡,当氢鼓泡的压力足够大时,就会使材料发生氢致开裂的现象。这种氢致开裂的现象是突发的、延迟的,会对金属构件产生严重的破坏,往往会造成严重的经济损失及重大的事故。因此研究材料在深海环境中的充氢行为及抗氢致开裂性能对于评估材料在深海的服役安全及服役寿命非常重要。研究金属材料充氢行为的方法有两种:一种是让金属材料在含高浓度的H2S环境中进行长期腐蚀;另一种是利用电化学的方法对金属材料进行充氢。第一种方法实验周期较长、效率较低,且由于直接使用毒性气体H2S进行实验,因而对实 ...
【技术保护点】
1.一种模拟深海充氢装置,其特征在于包括:充氢槽、密封盖、样品电极、铂电极、进液/气口;充氢槽与密封盖之间通过锥面配合密封并通过螺柱和螺母进行紧固,螺母与充氢槽和密封盖之间设置垫片;样品电极和铂电极通过带孔顶紧螺栓与密封盖的配合顶紧带耳套筒,使得带耳套筒与密封盖通过锥面配合密封,同时使得带耳套筒与电极紧密配合并密封;进液/气口与外部的手动泵、电动泵或空压机连接,将充氢溶液或惰性气体充入充氢槽中实现模拟深海高静水压的环境;溢流阀通过设定指定的压力来防止实验中充氢槽中压力的变化;压力表实时指示充氢槽中压力的数值;所述模拟深海充氢装置中设置出液口并设置安全阀;所述带耳套筒材质为绝缘体。
【技术特征摘要】
1.一种模拟深海充氢装置,其特征在于包括:充氢槽、密封盖、样品电极、铂电极、进液/气口;充氢槽与密封盖之间通过锥面配合密封并通过螺柱和螺母进行紧固,螺母与充氢槽和密封盖之间设置垫片;样品电极和铂电极通过带孔顶紧螺栓与密封盖的配合顶紧带耳套筒,使得带耳套筒与密封盖通过锥面配合密封,同时使得带耳套筒与电极紧密配合并密封;进液/气口与外部的手动泵、电动泵或空压机连接,将充氢溶液或惰性气体充入充氢槽中实现模拟深海高静水压的环境;溢流阀通过设定指定的压力来防止实验中充氢槽中压力的变化;压力表实时指示充氢槽中压力的数值;所述模拟深海充氢装置中设置出液口并设置安全阀;所述带耳套筒材质为绝缘体。2.一种模拟深海充氢的方法,使用如权利要求1所述的模拟深海充氢装置,其特征在于包括以下步骤:步骤一:样品制备及安装步骤11:切取样品根据实并利用砂纸打磨;步骤12:连接并导通样品与样品电极底端的金属部分;步骤13:将连接好的...
【专利技术属性】
技术研发人员:屈少鹏,程柏璋,李超,董丽华,尹衍升,
申请(专利权)人:上海海事大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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