【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道充氢领域，具体涉及一种管道电化学充氢装置。
技术介绍
1、输氢管道在服役过程中，氢会侵入管材内部引起材料力学性能劣化。当管材中达到一定氢浓度时，就会引起材料氢损伤，使管道塑性下降，导致材料氢脆，可能造成管道失效等严重后果。因此，研究临氢环境下管道的氢损伤对保障输氢管道服役安全具有重要意义。
2、金属氢渗透主要通过高压气相充氢和电化学充氢两种方式实现。高压气相充氢是指把试样放入高压氢气环境中并升温，从而促进氢渗透过程，需要高压釜和氢气的直接使用，存在危险性大的不足。电化学充氢指将试样作为阴极放入电解液中，并在阳极与阴极之间通入电流，试样(阴极)表面即会电解产生氢气并渗透入试样内部，具有操作简单、安全隐患小等优点。
3、然而目前的电化学充氢装置多为小尺寸试样设计，如图1所示，无法满足实际管道结构内外壁面的充氢需要。若只是简单的将目前的电化学充氢装置进行放大对实际管道结构充氢，则无法做到管道各段通入的电流大小相同，不能保证充氢均匀性。此外若装置运行中电流过大，电解产生的大量氢气会使管道在装置中晃动，可能导致管道与电极接触，造成管道、电极间短路。管道与装置底部接触会将管道内部的溶液与外部溶液隔开，导致管道内外电解液无法流通。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种管道电化学充氢装置，能够适配不同管径的管道，满足不同尺寸管道结构充氢的需求，且能够保证运行时均匀充氢，避免管道、电极间短路等安全隐患，同时能够确保管道内外电解液流通。p>
2、本专利技术的目的通过如下的技术方案来实现：
3、一种管道电化学充氢装置，该装置包括充氢筒、底部卡盘、顶部卡盘、短电极棒、长电极棒、顶部端盖、管道顶部固定装置、管道底部固定装置和恒流电源；
4、所述充氢筒内部加有电解液，所述底部卡盘和顶部卡盘分别安装在所述充氢筒内部底面和顶部出口处；所述顶部卡盘开设有沿轴向的顶部中心管道入孔和围绕所述中心管道入孔均匀分布的顶部短电极棒导孔；所述底部卡盘也开设有沿轴向的底部中心长电极棒导孔和沿周向均匀分布的底部短电极棒导孔，所述底部短电极棒导孔与所述顶部短电极棒导孔的大小和位置相对应，所述短电极棒插入并固定在所述底部短电极棒导孔与所述顶部短电极棒导孔中；所述管道顶部固定装置安装在所述顶部卡盘上，所述管道底部固定装置安装在所述底部卡盘上，使用时，充氢管道通过所述中心管道入孔插入所述充氢筒内部，并分别由所述管道底部固定装置和管道顶部固定装置固定，保证充氢管道与所述充氢筒保持同心布置；所述管道底部固定装置能够适配不同管径的充氢管道，保证所述充氢管道与所述底部卡盘之间存在间隙，使所述充氢管道内外电解液自由流通；
5、所述顶部端盖用于固定在充氢管道的顶部出口处，所述顶部端盖开设有沿轴向的顶部中心长电极棒导孔和沿周向分布的出气孔，所述长电极棒穿过所述顶部中心长电极棒导孔插入所述底部卡盘的底部中心长电极棒导孔中；
6、充氢时，所述短电极棒和长电极棒通过导线连接，所述长电极棒通过导线接所述恒流电源的正极，充氢管道通过导线接所述恒流电源的负极。
7、进一步地，所述管道顶部固定装置为卡盘顶针，所述顶部卡盘开设多个沿径向贯通且均匀分布的顶针导孔，所述卡盘顶针穿过所述顶针导孔抵靠充氢管道，使其在所述充氢筒内部保持竖直。
8、进一步地，所述管道底部固定装置为底座，所述底座固定在所述底部卡盘的中心，能够适配不同管径的充氢管道。
9、进一步地，所述底座为梯形、半圆形、三角形或楔形。
10、进一步地，所述短电极棒为多个，沿充氢管道外部均匀分布。
11、进一步地，所述短电极棒和长电极棒均为石墨棒。
12、进一步地，所述充氢筒、底部卡盘、顶部卡盘、顶部端盖均为有机玻璃材质。
13、进一步地，所述顶部端盖为圆台形，用于适配不同管径的充氢管道。
14、本专利技术的有益效果如下：
15、1.本专利技术的管道电化学充氢装置，可加装多根电极，实现管道各段通入均匀电流，能够保证充氢均匀性。
16、2.本专利技术的管道电化学充氢装置，可以给管道提供双重约束，有效避免管道在装置中晃动导致管道与电极误接触，防止管道、电极间短路。该装置也能够适配不同管径的管道，满足不同尺寸管道结构充氢的需求。
17、3.本专利技术的管道电化学充氢装置，通过管道底部固定装置，使得管道内外存在间隙，可让管道内外的电解液自由流通，能够保证电解液浓度均匀。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种管道电化学充氢装置，其特征在于，该装置包括充氢筒(1)、底部卡盘(2)、顶部卡盘(3)、短电极棒(5)、长电极棒(6)、顶部端盖(7)、管道顶部固定装置(8)、管道底部固定装置(9)和恒流电源(14)；
2.根据权利要求1所述的管道电化学充氢装置，其特征在于，所述管道顶部固定装置(8)为卡盘顶针，所述顶部卡盘(3)开设多个沿径向贯通且均匀分布的顶针导孔(13)，所述卡盘顶针穿过所述顶针导孔(13)抵靠充氢管道，使其在所述充氢筒(1)内部保持竖直。
3.根据权利要求1所述的管道电化学充氢装置，其特征在于，所述管道底部固定装置(9)为底座，所述底座固定在所述底部卡盘(2)的中心，能够适配不同管径的充氢管道。
4.根据权利要求3所述的管道电化学充氢装置，其特征在于，所述底座为梯形、半圆形、三角形或楔形。
5.根据权利要求1所述的管道电化学充氢装置，其特征在于，所述短电极棒(5)为多个，沿充氢管道外部均匀分布。
6.根据权利要求1所述的管道电化学充氢装置，其特征在于，所述短电极棒(5)和长电极棒(6)均为石墨棒。
...【技术特征摘要】
1.一种管道电化学充氢装置，其特征在于，该装置包括充氢筒(1)、底部卡盘(2)、顶部卡盘(3)、短电极棒(5)、长电极棒(6)、顶部端盖(7)、管道顶部固定装置(8)、管道底部固定装置(9)和恒流电源(14)；
2.根据权利要求1所述的管道电化学充氢装置，其特征在于，所述管道顶部固定装置(8)为卡盘顶针，所述顶部卡盘(3)开设多个沿径向贯通且均匀分布的顶针导孔(13)，所述卡盘顶针穿过所述顶针导孔(13)抵靠充氢管道，使其在所述充氢筒(1)内部保持竖直。
3.根据权利要求1所述的管道电化学充氢装置，其特征在于，所述管道底部固定装置(9)为底座，所述底座固定在所述底部卡盘(2)的中心，能够适配不同管径的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜洋，张进，刘元琦，周凡，李皓，田晶晶，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。