【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料力学拉伸性能试验，具体涉及一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置及方法。
技术介绍
1、材料在氢气、水蒸汽等含有腐蚀性以及高温高压等特殊环境中应用时，特殊环境会加速材料的腐蚀和损伤，导致事故隐患的发生，所以需要对特殊环境下材料的力学拉伸性能进行试验，测定特殊环境下材料的力学拉伸性能。
2、目前应用于高温、高压等特殊流体环境中测量材料力学性能的实验装置中，用于拉伸测试材料的应力加载装置多设置于高压釜体外部，需要通过密封结构才能保证材料力学拉伸性能试验过程中高压釜体的密封，但是，密封结构仍无法完全避免试验过程中高压釜体内部流体的泄漏，存在较大的泄漏隐患和安全风险。因此，亟需提出一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置及方法，既能够在宽温度范围以及特殊流体环境下对材料力学拉伸性能的精确测量，又能够有效避免试验过程中特殊流体的泄漏，保障特殊环境下材料力学拉伸性能试验的安全性。
技术实现思路
1、针对现有技术中因应力加载装置设置于材料力学拉伸性能试验装置的外部，导致材料力学拉伸性能试验装置密封不严流体泄漏产生安全隐患的问题，本专利技术提出了一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置及方法，实现了在特殊流体环境下对材料力学拉伸性能的测试，并且试验过程中采用电磁耦合引伸计对待测样品进行拉伸，保证了实验过程中检测筒的密封性，避免了试验过程中检测筒内流体的泄漏，大幅度提高了材料力学拉伸性能试验的安全性。
2、本专利技术具体采用如下技术
3、一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，包括检测筒、进气管道、排气管道、电磁耦合引伸计和控制器；
4、所述检测筒包括筒体和端盖，筒体与端盖之间的空间形成腔体，腔体内设置有待测样品和压力测量装置，待测样品悬挂于腔体内，待测样品顶部通过连接线与端盖底面固定连接，底部与移动耦合铁芯相连接，待测样品上设置于应力应变片和引伸计；所述端盖上设置有定位孔、第一接入孔和第二接入孔，定位孔内固定有热电偶，热电偶一端伸入腔体内，另一端与温度测量装置相连接，进气管道一端经第一接入孔伸入腔体内，另一端与进气装置相连接，排气管道一端经第二接入孔伸入腔体内，另一端与气体回收装置相连接；
5、所述电磁耦合引伸计包括拉伸机和电磁耦合磁环，电磁耦合磁环上缠绕有电磁耦合线圈，电磁耦合线圈与供电装置相连接，检测筒置于电磁耦合磁环内，电磁耦合磁环底部与拉伸机相连接；
6、所述热电偶、温度测量装置、电磁耦合引伸计、压力测量装置、应力应变片和引伸计均与控制器相连接。
7、优选地，所述进气管道靠近端盖一侧依次设置有第一控制阀和进气阀，排气管道靠近端盖一侧依次设置有第二控制阀和排气阀，进气管道与排气管道之间设置有连接管道。
8、优选地，所述连接管道一端与位于第一控制阀和进气阀之间的进气管道相连接，另一端与位于第二控制阀和排气阀之间的排气管道相连接，连接管道上设置有安全阀。
9、优选地，所述端盖顶面设置有固定件。
10、优选地，所述筒体与端盖均采用不锈钢材料制成。
11、优选地，所述筒体与端盖之间通过密封圈密封连接，密封圈采用聚四氟乙烯制成。
12、优选地，所述筒体的直径设置为150mm，高度设置为350mm。
13、优选地，所述移动耦合铁芯采用q235普通碳素结构钢材料制成，呈圆柱体结构，直径设置为100mm，长度设置为350mm。
14、优选地，所述热电偶的加热温度为20～600k。
15、优选地，所述进气装置向进气管道内注入的气体包括h2、h2s、cl2、o2和n2。
16、优选地，所述检测筒的筒体内壁上设置位移传感器，位移传感器与控制器相连接。
17、一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验方法，采用如上所述的用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，具体包括以下步骤：
18、步骤1，利用待测试材料制作待测样品，待测样品底部与移动耦合铁芯连接，将待测样品置于检测筒的筒体内，待测样品顶部通过连接线与检测筒的端盖相固定，使得待测样品悬挂于筒体内，将检测筒的筒体与端盖相密封；
19、步骤2，利用检测筒端盖上的固定件固定检测筒，使得检测筒悬挂于电磁耦合磁环的环向空间内，设置测试气体环境的气体类型、温度和压力；
20、步骤3，开启第二控制阀和排气阀，关闭第一控制阀、进气阀和安全阀，利用排气管道对检测筒内的腔体进行抽真空处理，排出腔体内的空气后，关闭第二控制阀和排气阀；
21、步骤4，开启第一控制阀和进气阀，将热电偶的加热温度调整至设置的气体环境温度，同时开启进气装置向进气管道内注入气体，观察压力测量装置的示数，当压力测量装置测量的气压值与设置的气体环境压力值相同时，停止向检测筒的腔体内注入气体，关闭第一控制阀和进气阀；
22、步骤5，利用控制器实时获取待测样品上应力应变片测量的应力值、应变值以及引伸计测量的位移值，同时，向电磁耦合磁环的电磁耦合线圈中通电形成磁场，利用拉伸机带动电磁耦合磁环向下移动，受磁场的作用移动耦合铁芯随电磁耦合磁环向下移动，拉伸待测样品，在设定的气体环境下为待测样品提供连续的拉力，直至待测样品断裂；
23、步骤6，开启第二控制阀和排气阀，将检测筒腔体内的气体经排气管道排入气体回收装置中，结束实验。
24、优选地，所述移动耦合铁芯对待测样品施加拉力的范围低于10000n。
25、优选地，所述待测样品断裂时应力应变片测量的应力值为待测样品的最大荷载值。
26、本专利技术具有的有益效果是：
27、本专利技术提出了一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置和方法，通过在检测筒的腔体内注入特殊流体，配合调整检测筒内热电偶的加热温度，实现了对宽温度范围调价下特殊流体环境的模拟。同时，本专利技术通过在检测筒内的待测样品底部设置移动耦合铁芯，配合在检测筒外设置电磁耦合磁环，利用电磁耦合磁环牵动移动耦合铁芯移动，拉伸待测样品，无需接触即能对待测样品进行拉伸，保证了待测试样拉动过程中检测筒的密封性，避免了材料力学拉伸性能试验过程中检测筒内特殊流体的泄漏，提高了特殊环境下材料力学拉伸性能试验的安全性。
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1.一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，包括检测筒、进气管道、排气管道、电磁耦合引伸计和控制器；
2.根据权利要求1所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述进气管道靠近端盖一侧依次设置有第一控制阀和进气阀，排气管道靠近端盖一侧依次设置有第二控制阀和排气阀，进气管道与排气管道之间设置有连接管道。
3.根据权利要求2所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述连接管道一端与位于第一控制阀和进气阀之间的进气管道相连接，另一端与位于第二控制阀和排气阀之间的排气管道相连接，连接管道上设置有安全阀。
4.根据权利要求1所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述端盖顶面设置有固定件。
5.根据权利要求1所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述筒体与端盖均采用不锈钢材料制成。
6.根据权利要求5所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述筒体与端盖之间通过密封圈密
7.根据权利要求5所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述筒体的直径设置为150mm，高度设置为350mm。
8.根据权利要求7所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述移动耦合铁芯采用Q235普通碳素结构钢材料制成，呈圆柱体结构，直径设置为100mm，长度设置为350mm。
9.根据权利要求1所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述热电偶的加热温度为20～600K。
10.根据权利要求1所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述进气装置向进气管道内注入的气体包括H2、H2S、Cl2、O2和N2。
11.根据权利要求1所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述检测筒的筒体内壁上设置位移传感器，位移传感器与控制器相连接。
12.一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验方法，其特征在于，采用如权利要求1～11中任一项所述的用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，具体包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验方法，其特征在于，所述移动耦合铁芯对待测样品施加拉力的范围低于10000N。
14.根据权利要求12所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验方法，其特征在于，所述待测样品断裂时应力应变片测量的应力值为待测样品的最大荷载值。
...【技术特征摘要】
1.一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，包括检测筒、进气管道、排气管道、电磁耦合引伸计和控制器；
2.根据权利要求1所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述进气管道靠近端盖一侧依次设置有第一控制阀和进气阀，排气管道靠近端盖一侧依次设置有第二控制阀和排气阀，进气管道与排气管道之间设置有连接管道。
3.根据权利要求2所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述连接管道一端与位于第一控制阀和进气阀之间的进气管道相连接，另一端与位于第二控制阀和排气阀之间的排气管道相连接，连接管道上设置有安全阀。
4.根据权利要求1所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述端盖顶面设置有固定件。
5.根据权利要求1所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述筒体与端盖均采用不锈钢材料制成。
6.根据权利要求5所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述筒体与端盖之间通过密封圈密封连接，密封圈采用聚四氟乙烯制成。
7.根据权利要求5所述的一种用于测试特殊环境下材料力学拉伸性能的试验装置，其特征在于，所述筒体的直径设置为150mm，高度设置为350mm。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：丁莉丽，石宁，陈闽东，单广斌，康泽天，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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