本发明专利技术公开了一种高温高压楔形张开加载预裂纹应力腐蚀试验装置，其特征是由高温高压容器、密封引线接头、数据采集箱、温度控制器和工业计算机构成；高温高压容器是由钢板焊接而成的具有夹套结构的密闭容器，夹套内充有导热油，针对导热油设置电加热器件；密闭容器的顶盖设置为法兰盖，在法兰盖上安装密封引线接头，并分别设置温度传感器和压力变送器；在密闭容器内部设置用于放置WOL试样的试样架；以密封引线接头将WOL试样上的应变片信号引出密闭容器；由工业计算机控制密闭容器中温度和压力范围。本发明专利技术可用于模拟现场高温环境，连续进行应力腐蚀试验。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高温高压楔形张开加载(WOL)预裂纹应力腐蚀试验装置，用于进行各种高强度钢的高温高压应力腐蚀试验，用于压力容器用钢的应力腐蚀裂纹敏感性测量。
技术介绍
随着科学技术的发展，压力容器呈现出向大型化、高参数方向发展的趋势，若采用一般的低强度钢来制造大型反应器，将导致容器壁太厚，总质量过大，给制造、运输和安装造成难度，也使综合投资增加。为此，大量采用低合金高强度钢来制造大型容器。然而，大量采用低合金高强度钢也带来了许多应用问题，如敏感介质中的应力腐蚀问题。应力腐蚀是指由残余应力或外加应力和腐蚀联合作用所产生的材料破坏过程，该过程导致的材料开裂 称为应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Cracking, SCC)。应力腐蚀现象在化工、炼油等企业的设备及管道中经常发生。应力腐蚀开裂是危害最大的腐蚀形态之一，往往导致应力脆断，是一种灾难性的腐蚀。例如飞机失事、桥梁断裂、油气管的爆炸等危害极大。工程上常用的奥氏体不锈钢、铜合金、钛合金及高强度钢和高强度铝合金等，对应力腐蚀都很敏感。在石油化工行业中，针对高强度钢的应力腐蚀研究主要集中在常见的湿H2S环境与含O2及CO2的液氨环境中的应力腐蚀开裂等方面，低合金高强度钢在高温锅炉水中的应力腐蚀开裂问题并未引起足够的重视。高强度钢在腐蚀介质中的应力腐蚀裂纹扩展速度是衡量该钢种是否可以在化工设备中安全使用的主要指标，该数值一般采用GB/T 15970. 6-2007《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第6部分恒载荷或恒位移下预裂纹试样的制备和应用》标准中规定的试验方法来测定；试验中所加的载荷一般采用标定螺栓载荷和刀口张开位移的关系来确定，由于刀口张开位移的微小变化对应的是载荷的大幅波动，而刀口张开位移的精确测量又是十分困难的；而且这种测量方法需要将试样从试验环境中取出进行测量，从而导致试验过程的中断，影响试验结果。对于高温高压的试验环境，测量刀口张开位移的过程将十分麻烦，而且过程也十分漫长；因此需要一种直接测量螺栓载荷的方式，同时，高温高压介质环境的模拟需要一套完整的介质加热、参数测量和安全防护等组成的系统，但是，现有技术中没有相关技术的公开报导。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种高温高压楔形张开加载预裂纹应力腐蚀试验装置，用于模拟现场高温环境，连续进行应力腐蚀试验，以提高试验的精度和试验结果的可靠性。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案本专利技术高温高压楔形张开加载预裂纹应力腐蚀试验装置的结构特点是由高温高压容器、密封引线接头、数据采集箱、温度控制器和工业计算机构成；所述高温高压容器是由钢板焊接而成的具有夹套结构的密闭容器，夹套内充有导热油，针对导热油设置电加热器件；所述密闭容器的顶盖设置为法兰盖，在所述法兰盖上安装密封引线接头，并分别设置温度传感器、安全阀、压力表和压力变送器；在所述密闭容器内部设置用于放置WOL试样的试样架；以所述密封引线接头将所述WOL试样上的应变片信号引出密闭容器；所述数据采集箱用于分别接收由所述密封引线接头引出的应变片信号和由压力变送器检测得到的密闭容器中的压力信号；所述工业计算机在试验开始后实时接收数据采集箱传送来的应变信号，并将其转化为供裂纹扩展速率计算用的载荷值；所述工业计算机还通过串行通讯口接收温度控制器传递过来的温度传感器检测信号；由所述工业计算机输出控制信号用于控制密闭容器中的温度和压力范围。本专利技术高温高压楔形张开加载预裂纹应力腐蚀试验装置的结构特点也在于所述密封引线接头是以碳钢棒加工成中空柱塞，在中空柱塞的内腔中填充CPS氧化铜无机胶形·成密封，在中空柱塞的顶盖上开设引线孔，信号引线由高温胶连剂固结在内腔中，并自引线孔引出，在密封引线接头与法兰盖之间设置铜垫片以保证密封性能。与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在I、本专利技术设置由钢板焊接而成的具有夹套结构的密闭容器，可以实现高温高压环境下的WOL应力腐蚀试验。2、本专利技术设置密封引线接头将应变片信息引出，可以实现试验载荷的连续测量，确保试验数据的可靠性。3、本专利技术采用工业计算机来控制试验过程，实现试验过程中载荷、温度、压力等信息的实时记录。极大地方便了利用试验结果对试验数据进行分析。附图说明图I为本专利技术试验系统构成示意图；图2a为本专利技术中引线密封接头结构示意图；图2b为本专利技术中引线密封接头上引线孔示意图；图中标号1密闭容器；2导热油；3电加热器件；4法兰盖；5密封引线接头；5a引线孔；5b为CPS氧化铜无机胶；6温度传感器；7安全阀；8压力表；9压力变送器；10试样架;11为WOL试样。具体实施例方式参见图1，本实施例中高温高压楔形张开加载预裂纹应力腐蚀试验装置是由高温高压容器、密封引线接头、数据采集箱、温度控制器和工业计算机构成；高温高压容器是由钢板焊接而成的具有夹套结构的密闭容器1，夹套内充有导热油2，针对导热油2设置电加热器件3 ;密闭容器I的顶盖设置为法兰盖4，在法兰盖4上安装密封引线接头5，并分别设置温度传感器6、安全阀7、压力表8和压力变送器9 ;在密闭容器内部设置用于放置WOL试样11的试样架10 ；以密封引线接头5将WOL试样上的应变片信号引出密闭容器；数据采集箱用于分别接收由密封引线接头引出的应变片信号和由压力变送器检测得到的密闭容器I内的压力信号；工业计算机在试验开始后实时接收数据采集箱传送来的应变信号，并将其转化为供裂纹扩展速率计算用的载荷值；工业计算机还通过串行通讯口接收温度控制器传递过来的温度传感器检测信号；由工业计算机输出控制信号用于控制密闭容器中的温度和压力范围。如图2a和图2b所示，本实施例中密封引线接头5是以碳钢棒加工成中空柱塞，在中空柱塞的内腔中填充CPS氧化铜无机胶5b形成密封，在中空柱塞的顶盖上开设引线孔5a，信号引线由高温胶连剂固结在内腔中，并自引线孔引出，在密封引线接头与法兰盖之间设置铜垫片以保证密封性能。本实施例中的高温高压容器是指温度为250°C和压力为4MPa的工作环境。 试验过程I、预先按GB/T 15970. 6-2007《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第6部分恒载荷或恒位移下预裂纹试样的制备和应用》制作带预制裂纹的WOL试样，安装测力螺栓并粘贴应变片，利用拉力试验机进行加载，所加的初始载荷是通过粘贴的应变片、数据采集箱和工业计算机测出。2、打开试验容器的法兰盖，在容器内装入待试验的介质，安装好试样架，将加工好的WOL试样放置在试样架上，注意保持试样上粘贴应变片的螺栓应暴露在试验介质的上方。安装引线连接接头，注意引线连接接头与法兰盖的密封垫应完好，接好各应变片连线；检查温度传感器以及各路管口是否正常，然后合上法兰盖，打开工业计算机系统，开启温度控制器，设定好试验温度及加热速度，开始对试验容器进行加热。加热过程中对于温度、载荷、压力等进行实时采集并判断是否在正常范围内。如超过正常范围时，系统发出报警。3、当试验参数达到试验要求的规范时，温度控制器将进行恒温控制，此时保持容器内的温度和压力基本稳定，由工业计算机监测和记录试验容器内的温度、载荷、压力，通过应变片测量试样上的载荷变化，根据载荷的变化情况判断预制裂纹的扩展情况，计算裂纹扩展速度，待裂纹扩展速度降低到设定的范围时，试验结本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高温高压楔形张开加载预裂纹应力腐蚀试验装置，其特征是由高温高压容器、密封引线接头、数据采集箱、温度控制器和工业计算机构成；所述高温高压容器是由钢板焊接而成的具有夹套结构的密闭容器，夹套内充有导热油，针对导热油设置电加热器件；所述密闭容器的顶盖设置为法兰盖，在所述法兰盖上安装密封引线接头，并分别设置温度传感器、安全阀、压力表和压力变送器；在所述密闭容器内部设置用于放置WOL试样的试样架；以所述密封引线接头将所述WOL试样上的应变片信号引出密闭容器；所述数据采集箱用于分别接收由所述密封引线接头引出的应变片信号和由压力变送器检测得到的密闭容器中的压力信号；所述工业计算机在试验开始后实时接收数据采集箱传送来的应变信号，并将其转化为供裂纹扩展速率计算用的载荷值；所述工业计算机还通过串行通讯口接收温度控制器传递过来的温度传感器检测信号；由所述工业计算机输出控制信号用于控制密闭容器中的温度和压力范围。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，罗雪梅，秦宗川，陈学东，崔军，卜华全，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院，
类型：发明
国别省市：
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