一种常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置，属于金属材料拉伸测试领域。所述实验装置至少包括：有机玻璃实验容器、进气装置、排气装置、压板组件、试样夹具及相关管路、相关阀门；所述有机玻璃实验容器通过相关管路、相关阀门连接所述进气装置、所述排气装置，所述进气装置、所述排气装置通过相关管路、相关阀门连接外接设备；所述有机玻璃实验容器的上部和下部设置有所述压板组件。通过实验模拟实现对含H2S酸性油气田地面设施用材料及焊接接头抗硫化物应力腐蚀开裂（SSC）和应力腐蚀开裂（SCC）的测试、规律和机理研究及其敏感性进行综合评价。本发明专利技术加工安装便捷，安全性高，实用性强，经济适用。

【技术实现步骤摘要】
一种常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置
本专利技术涉及金属材料拉伸测试领域，特别涉及一种常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置。
技术介绍
硫化氢（H2S）是一种无机化合物，硫化氢自然存在于原油、天然气、火山气体和温泉之中。恒载荷是施加在工程结构上不变的（或其变化与平均值相比可以忽略不计的）荷载。随着国内外含硫化氢（H2S）酸性油气田的深度开发，H2S引起的管道和设备的开裂失效问题日益突出，而恒载荷拉伸实验是测试金属材料和焊接接头抗硫化物应力腐蚀开裂（SSC）和应力腐蚀开裂（SCC）性能，研究其腐蚀开裂行为和机理不可或缺的实验方法和手段。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：由于H2S环境下的拉伸实验对于安全性要求极高，因此实验装置的密封性、H2S监测敏感性等都成为制约实验测试安全有效进行的关键因素。现有技术中的恒载荷应力腐蚀试验设备有的只能适用于高温高压下的恒载荷应力腐蚀试验，不能完全针对H2S环境，而且结构复杂庞大；有的试验机虽结构简单，价格低，但只适用于常温常压非气密性的空气介质；有的恒载荷加载设备虽然克服了占地面积大，精度低的缺陷，对于不含有毒、有害介质的恒载荷拉伸实验也非常成熟，但目前尚无专门针对含有毒、有害介质H2S环境下的恒载荷拉伸实验装置。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置。用于评价常温常压H2S环境下金属材料和焊接接头抗硫化物应力腐蚀开裂（SSC）和应力腐蚀开裂（SCC）的敏感性能，以优化酸性油气田集输处理设施的材料选择和焊接工艺；该实验装置不受拉伸试样接头形式限制，可实现实时原位pH值的测定，适用性强。所述技术方案如下：一种常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置，所述实验装置至少包括：有机玻璃实验容器、进气装置、排气装置、压板组件、试样夹具及相关管路、相关阀门；所述有机玻璃实验容器通过相关管路、相关阀门连接所述进气装置、所述排气装置，所述进气装置、所述排气装置通过相关管路、相关阀门连接外接设备；所述有机玻璃实验容器的上部和下部设置有所述压板组件；所述压板组件用于安装试样，至少包括：螺帽一、紧固螺栓一、氟橡胶O型密封圈二、有机玻璃上压板、有机玻璃下压板、氟橡胶O型密封圈三、螺帽二、紧固螺栓二；所述有机玻璃上压板通过所述紧固螺栓一及所述螺帽一联接在所述实验容器上盖上，并设置有所述氟橡胶O型密封圈二；所述有机玻璃下压板通过所述紧固螺栓二、所述螺帽二联接在所述实验容器主体底面，并设置有所述氟橡胶O型密封圈三。具体地，所述有机玻璃实验容器至少包括：等径隔壁接头二、实验容器主体、等径隔壁接头一、氟橡胶O型密封圈一、紧固螺栓三、螺帽三、实验容器上盖；所述实验容器上盖通过所述紧固螺栓三、所述螺帽三联接在所述实验容器主体顶面，并设置有所述氟橡胶O型密封圈一密封。具体地，所述实验容器上盖设置有中心孔和两侧的螺纹孔,中心孔内安装试样或试样夹具,一侧的螺纹孔螺纹联接所述等径隔壁接头一,另一侧的螺纹孔螺纹联接所述等径隔壁接头二，并采用聚四氟密封带密封；所述实验容器主体底部设置有中心孔,与所述实验容器上盖的中心孔同心。具体地，所述进气装置至少包括：导气管路一、三通球阀、导气管路三、针阀、导气管路二、导气管路四、进气管路；所述三通球阀通过卡套分别连接所述导气管路一、所述导气管路三、所述导气管路二，所述导气管路一连接外接设备的氢气瓶，所述导气管路二连接外接设备的硫化氢气瓶，所述导气管路三通过卡套所述连接针阀的进气口，所述针阀的出气口通过卡套连接所述导气管路四，所述导气管路四和所述进气管路分别通过卡套与所述有机玻璃实验容器的所述等径隔壁接头一连接。具体地，所述排气装置至少包括：两通球阀、导气管路六、导气管路五；所述导气管路五的一端通过卡套连接所述有机玻璃实验容器的所述等径隔壁接头二，另一端通过卡套连接所述两通球阀的进气口，所述两通球阀的出气口通过卡套连接所述导气管路六，所述导气管路六的排气端插入装有10%苛性钠溶液的吸收槽内。具体地，所述试样夹具用于安装板状试样，至少包括：哈氏合金试样夹具一、聚四氟垫片一、哈氏合金销钉一、哈氏合金销钉二、聚四氟垫片二、哈氏合金试样夹具二；所述哈氏合金试样夹具一包括杆部、基座，所述基座底部设置有一个纵向开口槽及一个与所述开口槽相通的横向销孔；所述哈氏合金试样夹具二结构与所述哈氏合金试样夹具一结构相同，相对设置。进一步地，所述试样为棒状试样，所述棒状试样上下部分别穿过所述实验容器上盖的中心孔和所述实验容器主体的中心孔。进一步地，所述试样为板状试样，所述板状试样通过试样夹具安装在所述有机玻璃实验容器上。具体地，所述板状试样两端各设置有一个通孔,所述板状试样两端分别插入所述哈氏合金试样夹具一和所述哈氏合金试样夹具二相对应的所述开口槽内，通过所述哈氏合金销钉一、所述哈氏合金销钉二与所述哈氏合金试样夹具一、所述哈氏合金试样夹具二联接，并采用聚四氟密封带缠绕销钉绝缘。具体地，所述板状试样与所述哈氏合金试样夹具一、所述哈氏合金试样夹具二之间设置有所述聚四氟垫片一、所述聚四氟垫片二绝缘。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过有机玻璃实验容器、进气装置、排气装置、压板组件以及相关管路、相关阀门等连接外接设备，对试样进行常温常压H2S环境下恒载荷拉伸实验，可实现实时原位pH值的测定，适用性强；通过实验模拟含硫油气田领域金属材料及焊接接头的开裂失效行为，可以实现对含H2S酸性油气田集输处理设施用材料及焊接接头抗硫化物应力腐蚀开裂（SSC）和应力腐蚀开裂（SCC）的测试、规律和机理研究及敏感性进行综合评价，对酸性油气田地面设施的材料选择和焊接工艺优化，以及腐蚀开裂行为、规律和机理的理论研究具有重要意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置以棒状试样为例结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置以板状试样为例结构示意图；图3a是本专利技术实施例提供的常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置的哈氏合金试样夹具结构示意图的主视图；图3b是本专利技术实施例提供的常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置的哈氏合金试样夹具结构示意图的左视图；图3c是本专利技术实施例提供的常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置的板状试样结构示意图。图中各符号表示含义如下：A有机玻璃实验容器，16等径隔壁接头二，22实验容器主体，24等径隔壁接头一，25氟橡胶O型密封圈一，26紧固螺栓三，28螺帽三，29实验容器上盖；B进气装置，2导气管路一，3三通球阀，4导气管路三，5针阀，6导气管路二，7导气管路四，23进气管路；C排气装置，13两通球阀，14导气管路六，15导气管路五；D压板组件，8螺帽一，9紧固螺栓一，10氟橡胶O型密封圈二，12有机玻璃上压板，18有机玻璃下压板，19氟橡胶O型密封圈三，20螺帽二，21紧固螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置，其特征在于，所述实验装置至少包括：有机玻璃实验容器(A)、进气装置(B)、排气装置(C)、压板组件(D)、试样夹具(G)及相关管路、相关阀门；所述有机玻璃实验容器(A)通过相关管路、相关阀门连接所述进气装置(B)、所述排气装置(C)，所述进气装置(B)、所述排气装置(C)通过相关管路、相关阀门连接外接设备(E)；所述有机玻璃实验容器(A)的上部和下部设置有所述压板组件(D)；所述压板组件(D)用于安装试样(F)，至少包括：螺帽一(8)、紧固螺栓一(9)、氟橡胶O型密封圈二(10)、有机玻璃上压板(12)、有机玻璃下压板(18)、氟橡胶O型密封圈三(19)、螺帽二(20)、紧固螺栓二(21)；所述有机玻璃上压板(12)通过所述紧固螺栓一(9)及所述螺帽一(8)联接在所述实验容器上盖(29)上，并设置有所述氟橡胶O型密封圈二(10)；所述有机玻璃下压板(18)通过所述紧固螺栓二(21)、所述螺帽二(20)联接在所述实验容器主体(22)底面，并设置有所述氟橡胶O型密封圈三(19)。

【技术特征摘要】
1.一种常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置，其特征在于，所述实验装置至少包括：有机玻璃实验容器(A)、进气装置(B)、排气装置(C)、压板组件(D)、试样夹具(G)及相关管路、相关阀门；所述有机玻璃实验容器(A)通过相关管路、相关阀门连接所述进气装置(B)、所述排气装置(C)，所述进气装置(B)、所述排气装置(C)通过相关管路、相关阀门连接外接设备(E)；所述有机玻璃实验容器(A)的上部和下部设置有所述压板组件(D)；所述压板组件(D)用于安装试样(F)，至少包括：螺帽一(8)、紧固螺栓一(9)、氟橡胶O型密封圈二(10)、有机玻璃上压板(12)、有机玻璃下压板(18)、氟橡胶O型密封圈三(19)、螺帽二(20)、紧固螺栓二(21)；所述有机玻璃上压板(12)通过所述紧固螺栓一(9)及所述螺帽一(8)联接在实验容器上盖(29)上，并设置有所述氟橡胶O型密封圈二(10)；所述有机玻璃下压板(18)通过所述紧固螺栓二(21)、所述螺帽二(20)联接在实验容器主体(22)底面，并设置有所述氟橡胶O型密封圈三(19)。2.根据权利要求1所述的常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置，其特征在于，所述有机玻璃实验容器(A)至少包括：等径隔壁接头二(16)、实验容器主体(22)、等径隔壁接头一(24)、氟橡胶O型密封圈一(25)、紧固螺栓三(26)、螺帽三(28)、实验容器上盖(29)；所述实验容器上盖(29)通过所述紧固螺栓三(26)、所述螺帽三(28)联接在所述实验容器主体(22)顶面，并设置有所述氟橡胶O型密封圈一(25)密封。3.根据权利要求2所述的常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置，其特征在于所述实验容器上盖(29)设置有中心孔和两侧的螺纹孔,中心孔内安装试样(F)或试样夹具(G),一侧的螺纹孔螺纹联接所述等径隔壁接头一(24),另一侧的螺纹孔螺纹联接所述等径隔壁接头二(16)，并采用聚四氟密封带密封；所述实验容器主体(22)底部设置有中心孔,与所述实验容器上盖(29)的中心孔同心。4.根据权利要求1所述的常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置，其特征在于，所述进气装置(B)至少包括：导气管路一(2)、三通球阀(3)、导气管路三(4)、针阀(5)、导气管路二(6)、导气管路四(7)、进气管路(23)；所述三通球阀(3)通过卡套分别连接所述导气管路一(2)、所述导气管路三(4)、所述导气管路二(6)，所述导气管路一(2)连接外接设备(E)的氮气瓶(1)，所述导气管路二(6)连接外接设备(E)的硫化氢气瓶(27)，所述导气管路三(4)通过卡套连接所述针阀(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：于勇，李大朋，陈丽娟，樊学华，董磊，崔伟，柯特，张雷，邓海军，王炳波，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团工程设计有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11