一种高压氢环境下拉伸试验用钢管试样及其制备方法技术

本发明专利技术涉及材料力学性能测试技术，旨在提供一种高压氢环境下拉伸试验用钢管试样及其制备方法。该钢管试样包括上套筒、下套筒和待测管段，所述上套筒和下套筒各自以先热套再焊接的方式套装在待测管段的两端实现固定连接；在上套筒和下套筒的外侧设有外螺纹。本发明专利技术中的钢管试样由上下套筒和待测管段三部分组成，设计合理、加工简便，可批量生产。在拉伸试验时的装夹方式为螺纹连接，装夹方便。夹具对试样的作用力不直接作用在待测管段上，而是通过与套筒外螺纹的相互作用间接对待测管段产生拉力，从而避免了对管壁的挤压作用，解决了传统技术中管壁夹持部位出现应力集中而易发生氢致断裂的问题。致断裂的问题。致断裂的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高压氢环境下拉伸试验用钢管试样及其制备方法


[0001]本专利技术属于材料力学性能测试领域，特别涉及一种高压氢环境下拉伸试验用钢管试样及其制备方法。

技术介绍

[0002]公称外径小于26mm的奥氏体不锈钢钢管常用于加氢站或车载高压氢系统中，但其材料(尤其是焊接部位材料)在高压氢气、载荷等的共同作用下可能出现因高压氢脆引起的力学性能劣化现象，严重威胁高压氢系统的安全。开展高压氢环境下的原位拉伸试验是获得材料抗氢脆性能的有效手段，已被引入国内外高压氢系统相关标准中，然而对于高压氢系统用奥氏体不锈钢钢管，由于其直径较小，无法从管壁上取样，因此不能采用标准拉伸试样进行试验。一种可行的替代方法是截取全尺寸的管段，放入高压氢环境中进行拉伸试验，但该方法面临一个关键问题，即如何制备试样以及对其进行装夹。
[0003]钢管的拉伸试验要求钢管试样在标距段内发生断裂，且在拉伸过程中钢管试样和夹具之间不能滑脱。一种方案是采用钳口式夹具直接夹持待测管段的端部，但由于待测管段的夹持段和标距段结构尺寸一致，因此在钳口载荷的作用下，试样极有可能在夹持段发生压扁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压氢环境下拉伸试验用钢管试样，其特征在于，该钢管试样包括上套筒、下套筒和待测管段，所述上套筒和下套筒各自以先热套再焊接的方式套装在待测管段的两端实现固定连接；在上套筒和下套筒的外侧设有外螺纹。2.根据权利要求1所述的钢管试样，其特征在于，所述待测管段带有焊缝或不带焊缝；当带有焊缝时，焊缝处于待测管段的中间位置。3.根据权利要求1所述的钢管试样，其特征在于，所述待测管段的两端设有外倒角，上套筒和下套筒的两端设有内倒角；在上套筒和下套筒的外侧端部，所述外倒角与内倒角共同组成环形凹槽作为热套后的焊接位置；在上套筒和下套筒的内侧端部，所述内倒角与待测管段的侧壁共同组成环形凹槽作为热套后的焊接位置。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在热套之前，上套筒和下套筒的内径比待测管段的外径小0.02～0.03mm。5.权利要求1至4任意一项中所述的高压氢环境下拉伸试验用钢管试样的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在待测管段的两端加工外倒角，在上套筒和下套筒的两端加工内倒角；(2)采用热套工艺将上套筒和下套筒分别套入待测管段的上端部和下端部；(3)待冷却后，在各倒角形成的环形凹槽处进行焊接，使焊材填...

【专利技术属性】
技术研发人员：张睿明，马凯，郑津洋，顾超华，赵益明，陆晨，刘亚宇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：