一种原位氢-腐蚀-应力耦合性能测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种原位氢

【技术实现步骤摘要】
一种原位氢
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腐蚀
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应力耦合性能测试装置


[0001]本专利技术涉及试验装置
，具体涉及一种原位氢
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腐蚀
‑
应力耦合性能测试装置。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]氢能是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的重要纽带，管道输氢是实现大规模氢气输送的重要方式，目前纯氢管道和掺氢天然气管道的输送方式受到广泛关注，并得到大力发展。
[0004]但是氢气的管道输送依旧存在很多问题，首先，氢气分子会吸附在管线钢表面，解离形成氢原子并渗透进入管道金属内部，降低基体的塑性和韧性，导致管道力学性能劣化，同时进入管道内部的氢原子也会加剧管道的腐蚀；其次，对于掺氢天然气管道，其输送组分中含有二氧化碳、硫化氢和水，会导致管道发生内腐蚀，同时对于埋地以及海底管道等现实状况下，腐蚀性物质也会对管道外壁造成损失破坏，而管道的内腐蚀和外腐蚀都会进一步影响氢原子的渗透过程。最后，对于输氢管道，内部会受到气体压力以及流动冲击力，外部受到海水或土壤的压力，同时管道还会受到重力载荷和动力载荷等，导致管道材料受应力作用。管道应力状态会进一步影响氢原子的渗透过程及管道的腐蚀程度。由此可见，实际的氢气输送管道会同时受氢渗透、腐蚀及应力的耦合作用，研究氢
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腐蚀
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应力耦合作用下管材的氢渗透性能及腐蚀程度，对掺氢天然气管道及纯氢管道十分重要。而现有高压氢渗透装置，仅可测试材料在理想无腐蚀进程不受应力作用下的氢渗透程度，并不能实现氢气在现实管道输送工况(如埋地管道、海底管道等)氢
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腐蚀
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应力三重因素同时发生、相互协同作用下氢渗透性能的原位测量。现有高压腐蚀装置，仅可测试材料在无原位氢渗透下的腐蚀程度，无法实现在现实管道输送工况(如埋地管道、海底管道等)氢
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腐蚀
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应力共同耦合作用下腐蚀程度的原位测量

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种原位氢
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腐蚀
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应力耦合性能测试装置，实现了氢
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腐蚀
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应力共同耦合作用下的腐蚀程度的原位测量。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0007]本专利技术的实施例提供了一种原位氢
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腐蚀
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应力耦合性能测试装置，包括：
[0008]氢渗透釜：用于盛放氢气，其侧壁设有与其内部空间连通的第一单视窗；
[0009]腐蚀釜：用于盛放气体和腐蚀性溶液，腐蚀釜内设有电极连接接头，腐蚀釜侧壁设有与其内部空间连通的第二单视窗；
[0010]夹持组件：用于设置在第一单视窗和第二单视窗之间并夹紧试样，夹持组件设有通孔以形成氢渗透通道；
[0011]应力施加组件：包括用于与试样一端固定的固定件和用于与试样另一端固定的上
拉件。
[0012]可选的，所述夹持组件包括两个环形的压盖，两个压盖之间设有两个夹持部，两个夹持部中心均设有通孔，两个压盖能够通过两个夹持部将试样夹紧，所述第一单视窗用于与其中一个压盖外侧面接触，第二单视窗用于与另一个压盖外侧面接触，第一单视窗和第二单视窗之间设有连接件以使得第一单视窗和第二单视窗通过压盖对两个夹持部施加压力荷载。
[0013]可选的，所述夹持组件位于密封釜内，所述密封釜包括釜体和釜盖，釜体和釜盖可拆卸固定连接。
[0014]可选的，所述固定件包括固定杆，固定杆的一端设有固定块，固定块一侧与固定杆连接，另一侧设有用于试样伸入的固定槽，固定槽对应的固定块部分设有固定孔。
[0015]可选的，所述上拉件包括上拉杆，上拉杆的一端设有上拉块，上拉块的一侧与上拉杆连接，另一侧设有用于试样伸入的固定槽，固定槽对应的上拉块部分设有固定孔。
[0016]可选的，上拉件一端用于与试样固定，另一端设有应力传感器。
[0017]可选的，所述腐蚀釜内还设置有参比电极和对电极。
[0018]可选的，所述氢渗透釜和腐蚀釜均设置有进气通道、排气通道、爆破阀连接通道以及仪器仪表接口。
[0019]可选的，所述氢渗透釜和腐蚀釜均包括釜体和扣接固定在釜体敞口端的釜盖，釜体和釜盖之间设置有密封圈。
[0020]可选的，所述第一单视窗和第二单视窗均包括第一视窗部、第二视窗部和位于第一视窗部和第二视窗部之间的过渡部，第二视窗部的直径大于第一视窗部的直径，第二视窗部用于与压盖接触。
[0021]本专利技术的有益效果如下：
[0022]1.本专利技术的性能测试装置，夹持组件设置在第一单视窗和第二单视窗之间，第一单视窗与氢渗透釜连通，第二单视窗与腐蚀釜连通，氢渗透釜内用于盛放氢气，腐蚀釜内用于盛放气体和腐蚀性溶液，测试装置还包括用于对试样一端进行固定的固定件和用于对试样另一端施加应力的上拉件，通过固定件和上拉件能够实现对试样施加应力，使得试样在受到应力的同时，两面可以同时在高压状态下分别进行氢渗透试验与腐蚀试验，试验装置更符合现实输氢管道同时受氢渗透
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腐蚀
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应力影响下的工况，模拟试验的测试结果更接近实际情况，更准确可靠。
[0023]2.本专利技术的性能测试装置，设置有密封釜，夹持组件位于密封釜内，防止了氢气的外泄，保证试验环境的安全性。
附图说明
[0024]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0025]图1是本专利技术实施例1整体结构示意图；
[0026]图2是本专利技术实施例1整体结构主视图；
[0027]图3是本专利技术实施例1整体结构俯视图；
[0028]图4是本专利技术实施例1整体结构剖视图；
[0029]图5是本专利技术实施例1夹持组件结构示意图；
[0030]图6是本专利技术实施例1应力施加组件结构示意图；
[0031]其中，1.氢渗透釜体，2.氢渗透釜盖，3.腐蚀釜体，4.腐蚀釜盖，5.釜盖螺栓，6.进气通道，7.排气通道，8.爆破阀连接通道，9.仪器仪表接口，10.试样，11.电极连接接头，12.参比电极，13.对电极，14.第一单视窗，15.第二单视窗，16.螺栓，17.压盖，18.夹持部，19.密封釜体，20.密封釜盖，21.固定杆，22.固定块，23.固定螺栓，24.法兰盘，25.上拉杆，26.上拉块，27.应力传感器。
具体实施方式
[0032]为了方便叙述，本专利技术中如果出现“上”、“下”字样，仅表示与附图本身的上、下方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位氢
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腐蚀
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应力耦合性能测试装置，其特征在于，包括：氢渗透釜：用于盛放氢气，其侧壁设有与其内部空间连通的第一单视窗；腐蚀釜：用于盛放气体和腐蚀性溶液，腐蚀釜内设有电极连接接头，腐蚀釜侧壁设有与其内部空间连通的第二单视窗；夹持组件：用于设置在第一单视窗和第二单视窗之间并夹紧试样，夹持组件设有通孔以形成氢渗透通道；应力施加组件：包括用于与试样一端固定的固定件和用于与试样另一端固定的上拉件。2.如权利要求1所述的一种原位氢
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腐蚀
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应力耦合性能测试装置，其特征在于，所述夹持组件包括两个环形的压盖，两个压盖之间设有两个夹持部，两个夹持部中心均设有通孔，两个压盖能够通过两个夹持部将试样夹紧，所述第一单视窗用于与其中一个压盖外侧面接触，第二单视窗用于与另一个压盖外侧面接触，第一单视窗和第二单视窗之间设有连接件以使得第一单视窗和第二单视窗通过压盖对两个夹持部施加压力荷载。3.如权利要求2所述的一种原位氢
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腐蚀
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应力耦合性能测试装置，其特征在于，所述夹持组件位于密封釜内，所述密封釜包括釜体和釜盖，釜体和釜盖可拆卸固定连接。4.如权利要求1所述的一种原位氢
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腐蚀
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应力耦合性能测试装置，其特征在于，所述固定件包括固定杆，固定杆的一端设有固定块，固定块一侧与固定杆连接，另一侧设有用于试样伸入的固定槽，固定槽对应的固定块部分设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：王财林，李玉星，刘翠伟，朱梦泽，徐修赛，张睿，宁元星，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：