【技术实现步骤摘要】
高压掺氢天然气环境下的材料疲劳损伤试验方法
本专利技术属于材料力学性能测试技术，特别涉及一种高压掺氢天然气环境下的材料疲劳损伤试验方法。
技术介绍
随着我国能源结构的不断优化，可再生能源发展迅速。虽然以风能和太阳能为代表的可再生能源迅速发展，但是风/光发电的时间间歇性和不可预测性限制其大规模并入主干电网，特别是我国的风/光地理资源分布不均衡导致了发电中心与负载中心分离，给其大规模应用造成严重的“弃风限电”。将多余的风电或光电电解制氢，并将制得的氢气掺入天然气，组成掺氢天然气(HCNG)，然后再利用现有天然气管网进行输送，最终用作交通燃料、发电燃料及清洁燃气，被认为是解决大规模风/光电消纳问题的有效途径，在提高可再生能源利用率的同时还可带来良好的环境效益，具有广泛的应用前景。但是，与天然气的物化性质不同，高压氢气会劣化金属材料的力学性能，引起材料的氢损伤。为保障管道输送掺氢天然气的安全，高压掺氢天然气环境用材料必须开展性能损伤的试验研究。要进行高压掺氢天然气环境材料性能损伤的研究，应当在真实的高压掺氢天然气环境下开展材料的性能测试。这对相应的试验装置提出了较高的要求...
【技术保护点】
1.一种高压掺氢天然气环境下的材料疲劳损伤试验方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)搭建高压掺氢天然气环境材料性能损伤评价装置将天然气瓶组、氢气瓶组和氩气瓶组分别通过管路接至低压缓冲罐和试验环境箱，低压缓冲罐出口通过管路分别接至色谱分析仪和气动增压泵，气动增压泵的出口接至高压缓冲罐，高压缓冲罐出口通过管路与试验环境箱相接；高压缓冲罐、试验环境箱和色谱分析仪的出口还通过管路接至真空泵和放空管路；在机架上安装试验环境箱和竖向的加载轴；试验环境箱由上部环境箱体和下部环境箱体组成，两者之间通过凹凸槽定位并由螺栓实现连接；在上部环境箱体的中心设有竖向的空腔通道，竖向加载轴的下端插入其...
【技术特征摘要】
1.一种高压掺氢天然气环境下的材料疲劳损伤试验方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)搭建高压掺氢天然气环境材料性能损伤评价装置将天然气瓶组、氢气瓶组和氩气瓶组分别通过管路接至低压缓冲罐和试验环境箱，低压缓冲罐出口通过管路分别接至色谱分析仪和气动增压泵，气动增压泵的出口接至高压缓冲罐，高压缓冲罐出口通过管路与试验环境箱相接；高压缓冲罐、试验环境箱和色谱分析仪的出口还通过管路接至真空泵和放空管路；在机架上安装试验环境箱和竖向的加载轴；试验环境箱由上部环境箱体和下部环境箱体组成，两者之间通过凹凸槽定位并由螺栓实现连接；在上部环境箱体的中心设有竖向的空腔通道，竖向加载轴的下端插入其中，且两者为间隙配合；在下部环境箱体的中心与空腔通道对应设置径向尺寸相近的沉孔，沉孔的上缘处设有用于放置薄片状试样的凹陷部位；在下部环境箱体的侧壁上设有进排气口和应力片引线接口，分别由进排气通道和引线通道接至沉孔底部；应力片引线的一端连接双向应变片，另一端由设于引线通道中的引线密封装置引出；试验环境箱通过其进排气口与气路系统连接；(2)分离上部环境箱体和下部环境箱体，在圆盘薄片状试样的下表面中心处装设双向应变片后，将试样放入下部环境箱体沉孔上缘处的的凹陷部位，并布置好引线密封装置；对齐上部环境箱体和下部环境箱体的凹凸槽，将上部环境箱体和下部环境箱体接合，并用螺栓进行连接；(3)在试样的上表面中心放置钢球，钢球位于上部环境箱体的空腔通道内；将加载轴下降至略高于钢球的地方；利用制冷制热机使热媒从热媒流入管路进入换热夹套内，然后从热媒回流管路返回到制冷制热机中并保持循环流动，以保证试验过程中试验环境箱的温度恒定并满足试验温度要求；(4)道尔顿分压定律中的分压公式：PB＝P总VB/V总，即组分气体B的分压等于气体总压与组分气体B的体积分数之积；利用道尔顿分压公式以及氢气在试验条件中总压强的占比大小计算氢气所需的压强大小，然后用真空泵抽掉试验装置及附属管道内的残余空气，直到系统内真空度达到设定值后，对低压缓冲罐进行氢气充装，待低压缓冲罐内氢气压力达到设定值后，再对低压缓冲罐进行天然气充装，直到低压缓冲罐内天然气/氢气混合气体压力达到设定值后，结束气体充装；打开连接低压缓冲罐的减压阀，利用色谱分析仪对低压缓冲罐内的混合气体进行各组分含量的测量，若测量得到的氢气、天然气含量满足试验条件，则进行下一步骤；若不满足试验条件，则根据测量结果进行相应的调整直至测量得到的氢气、天然气含量满足试验条件；(5)使用气动增压泵对高压缓冲罐进行氢气/天然气混合气充装，...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚娟，花争立，郑津洋，顾超华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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