一种材料与高压氢气相容性的测试方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种材料与高压氢气相容性的测试方法及系统，该方法根据待试验材料的属性匹配操作执行时的试验参数，先对待试验材料进行处理制备得到试样，然后将材料试样置于设定的试验容器中，充注高压氢气并保持设定时间实现氢渗透试验，时间达标后泄压取出，立即试样进行包覆处理，形成包覆试样；进一步待包覆试样固化完成后转移到测试环境，对包覆试样进行材料力学性能测试试验获得测试结果。采用该方法，能够有效解决现有试验方法对设备密封要求较高、氢气泄漏可能性大、试验器材昂贵的问题，安全性更高，且不需要储氢合金释放高压氢气，实现的试验种类全面，基于简单的操作保障试验结果的精确性。试验结果的精确性。试验结果的精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种材料与高压氢气相容性的测试方法及系统


[0001]本专利技术涉及氢能对材料的影响分析
，尤其涉及一种材料与高压氢气相容性的测试方法及系统。

技术介绍

[0002]高压氢能领域发展迅速，氢对材料的影响是氢能安全技术的基础，氢能对材料的相容性和破坏机制是设计、制造、使用、维护等过程中的重要依据。金属材料氢脆研究主要集中在钢铁冶炼、腐蚀过程、高温渗入等引入的氢，对于氢能利用中的高压高纯常温环境氢损伤的研究还相对较少，由于对试验环境和试验硬件要求颇高，具备氢能安全研究的高压氢环境动态实验能力的研究机构也屈指可数。
[0003]现有技术中，高压氢对材料损伤的研究方法主要采用在高压氢环境中，进行金属的力学性能试验，如慢应变速率拉伸、疲劳试验等。如GB/T 34542.2
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2018中提出金属材料与氢环境相容性试验方法中，需要在高压氢气环境中，实现材料的慢应变速率拉伸，但是这样的测试过程无法避免拉伸杆与实验釜中间的动密封，试验过程中具有较高的高压氢气泄漏安全风险，安全性和可靠性不足。
[0004]公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成己为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术提供了一种材料与高压氢气相容性的测试方法，在一个实施例中，所述方法包括：
[0006]试验准备步骤、根据待试验材料的属性从预设的试验参数列表中选取匹配的试验参数，并基于其对待试验材料进行预处理得到材料试样；所述试验参数中包括试样制备方式、试验执行参数、包覆参数和测试执行参数；
[0007]氢渗透试验步骤、将材料试样置于设定的试验容器中，按照匹配的试验执行参数充注高压氢气并保持设定时间实现氢渗透试验；
[0008]试样独立步骤、针对试验时间满足条件的材料试样，泄压后取出，设定时间内按照试验参数对试样进行包覆处理，形成包覆试样；
[0009]相容性测试步骤、包覆试样固化完成后转移到测试环境，对包覆试样进行材料力学性能测试试验。
[0010]优选地，一个实施例中，在试验准备步骤中，对待试验材料进行预处理得到材料试样的过程包括：
[0011]将待试验的材料按照力学性能测试的需求制备成对应的试样；
[0012]按照设定的打磨参数对试样进行多层级打磨，形成材料试样。
[0013]进一步地，一个实施例中，氢渗透试验步骤中，将材料试样置于满足试验要求的高
压氢气储氢瓶或高压氢气管道中，实现氢渗透试验。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，一个实施例中，氢渗透试验步骤中，充注高压氢气之前还包括：
[0015]将试验容器中的温度调节至与试样和测试类型匹配的试验温度。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，在氢渗透试验步骤中，还包括：持续监测试验容器中的氢气压力状况和温度状况，在变化至设定范围时进行实时调整。
[0017]另外的，一个可选的实施例中，在试样独立步骤中，对试样进行包覆处理前，还包括对包覆材料进行软化，软化方式包括高温软化或软化剂软化；
[0018]进而采用涂覆、喷涂或反应合成方法对试样进行包覆处理。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，试样独立步骤中，对试样进行包覆处理时根据试样选用对苯二甲酸二甲酯类胶水、热塑性塑料、化学高分子薄膜与胶的复合物、橡胶或聚合材料。
[0020]具体地，一个实施例中，在相容性测试步骤中，测试类型包括对包覆试样按照试验参数中的测试执行参数进行慢应变速率拉伸测试、疲劳测试和冲击功测试试验。
[0021]基于上述任意一个或多个实施例中所述方法的其他方面，本专利技术还提供一种存储介质，该存储介质上存储有可实现如上述任意一个或多个实施例中所述方法的程序代码。
[0022]基于上述任意一个或多个实施例中所述方法的应用方面，本专利技术还提供一种材料与高压氢气相容性的测试系统，该系统执行如上述任意一个或多个实施例中所述的方法。
[0023]与最接近的现有技术相比，本专利技术还具有如下有益效果：
[0024]本专利技术提供的一种材料与高压氢气相容性的测试方法，该方法根据待试验材料的属性匹配对应的试验参数，先对待试验材料进行处理制备得到试样，置于设定的试验容器中，充注高压氢气并保持设定时间实现氢渗透试验，时间达标后泄压取出，立即试样进行包覆处理，形成包覆试样；采用合理的试样处理手段将高压氢对材料的损伤试验和材料损伤测试试验进行分离，能够有效解决现有试验方法对设备密封要求较高、氢气泄漏可能性大、试验器材昂贵的问题，安全性更高；且具备高压氢气环境中对材料进行全面相容性试验的能力，能够进行材料的拉伸和疲劳性能试验。
[0025]进一步待包覆试样固化完成后转移到测试环境，对包覆试样进行材料力学性能测试试验获得测试结果；实现的试验种类全面，具备高压氢气环境中对材料进行充氢及相容性测试的能力，不仅能够进行横位移加载，还能实现疲劳载荷加载，基于简单的操作保障试验结果的精确性，有助于高压储氢设备材料研发领域扩展成本较低且更为简易的试验方法。
[0026]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0027]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0028]图1是本专利技术一实施例所提供材料与高压氢气相容性的测试方法的流程示意图；
[0029]图2是本专利技术实施例所提供的材料与高压氢气相容性的测试方法的试验执行指导图；
[0030]图3是本专利技术另一实施例所提供材料与高压氢气相容性的测试系统的结构示意图。
具体实施方式
[0031]以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此本专利技术的实施人员可以充分理解本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本专利技术。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。
[0032]虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
[0033]这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种材料与高压氢气相容性的测试方法，其特征在于，所述方法包括：试验准备步骤、根据待试验材料的属性从预设的试验参数列表中选取匹配的试验参数，并基于其对待试验材料进行预处理得到材料试样；所述试验参数中包括试样制备方式、试验执行参数、包覆参数和测试执行参数；氢渗透试验步骤、将材料试样置于设定的试验容器中，按照匹配的试验执行参数充注高压氢气并保持设定时间实现氢渗透试验；试样独立步骤、针对试验时间满足条件的材料试样，泄压后取出，设定时间内按照试验参数对试样进行包覆处理，形成包覆试样；相容性测试步骤、包覆试样固化完成后转移到测试环境，对包覆试样进行材料力学性能测试试验。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在试验准备步骤中，对待试验材料进行预处理得到材料试样的过程包括：将待试验的材料按照力学性能测试的需求制备成对应的试样；按照设定的打磨参数对试样进行多层级打磨，形成材料试样。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，氢渗透试验步骤中，将材料试样置于满足试验要求的高压氢气储氢瓶或高压氢气管道中，实现氢渗透试验。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，氢渗透试验步...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈闽东，单广斌，邱枫，许述剑，屈定荣，
申请(专利权)人：中石化安全工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：