一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置製造方法
2023-05-23 17:39:21 3
一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置製造方法
【專利摘要】一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置，包括有試樣夾持裝置，試樣夾持裝置分別與抽真空系統和氣體增壓系統；氣體增壓系統與空壓機相連；氣體增壓系統的管道上設有壓力傳感器；壓力傳感器與數據採集器相連；將加工好的試樣放置於試樣夾持裝置處，用螺栓緊固；用抽真空系統將試樣底部儲氣室及整個管路進行抽真空處理，使用壓力傳感器及秒表對升壓速率進行控制，儘可能保證升壓速率平穩，通過數據採集器記錄試樣爆破瞬間壓力，並記下消耗時間；具有實驗裝置結構簡單、實驗檢測結果穩定、檢測難度低的特點。
【專利說明】一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種試驗裝置，具體涉及一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置，用於金屬材料抗氫脆檢測的試驗。
【背景技術】
[0002]氫脆是溶於鋼中的氫，聚合為氫分子，造成應力集中，超過鋼的強度極限，在鋼內部形成細小的裂紋。在材料冶金過程和零件的製造與裝配過程(電鍍、焊接)中進入鋼材內部的微量氫在內部殘餘應力的作用下導致材料脆化甚至開裂。氫脆只可防，不可治，氫脆一經產生，就無法消除。因此，與氫原子接觸的壓力容器等均需要對其抗氫脆性能進行檢測。
[0003]目前，氫脆試驗方法有持續載荷試驗法和可擴散氫測定法。持續載荷氫脆試驗法包括ASTM F519中規定的「缺口拉伸試驗」和「應力環試驗」，ASTM B839中規定「緊固件傾斜楔子試驗」，慢應變速率試驗等；可擴散氫測定法包括非電化學測試方法和電化學測試法坐寸ο
[0004]現將兩類典型氫脆測試方法介紹如下。
[0005]①持續載荷氫脆試驗方法
[0006]ASTM F519中對氫脆試驗方法中米用的HB5067氫脆試樣如圖1所不。
[0007]從圖1中可以看出持續載荷氫脆試驗對試樣的加工要求極其高，缺口角度控制在60° ±1°，缺口表面粗糙度要求Ra0.8，且對缺口處直徑要求也極為嚴格。
[0008]那麼試樣的加工將是關鍵，如果試樣加工出現問題，將直接導致試驗結果的失效。
[0009]②雙電解池試驗
[0010]可擴散氫測定方法屬於電化學方法，所用電解池如圖2所示。
[0011]從圖2中看出，測量氫含量的雙電解池裝置結構複雜，這樣會為測氫含量測量增加了難度，不便於操作。
【發明內容】
[0012]為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置，具有實驗裝置結構簡單、實驗檢測結果穩定、檢測難度低的特點。
[0013]為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是:一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置，包括有試樣夾持裝置1，試樣夾持裝置I分別與抽真空系統2和氣體增壓系統3 ;氣體增壓系統3與空壓機4相連；氣體增壓系統3的管道上設有壓力傳感器5 ;壓力傳感器5與數據採集器6相連。
[0014]所述的試樣夾持裝置包括有上法蘭和下法蘭；上法蘭和下法蘭採用8個高強度螺栓相連；下法蘭上設有高壓O型圈；式樣設在高壓O型圈上；式樣上部為高強度鋼質墊圈；下法蘭的側面設有與抽真空系統相連的抽真空孔；下法蘭底部設有進氣口 ；上法蘭上部設有排氣孔。所述的試樣夾持裝置處採用8個高強度螺栓對試樣進行夾持，
[0015]所述的試樣夾持裝置底部的儲氣室及整個氣路與抽真空系統2相連。
[0016]所述的氣體增壓系統採用100:1氣體增壓泵，其動力來源是空壓機的0.4^0.8MPa的壓縮空氣，額定最大輸出壓力80MPa，輸出壓力精確無級可調。
[0017]所述的氣體增壓系統3設有手動調壓閥。
[0018]所述的氣體增壓系統設有電接點式壓力表和電磁閥。
[0019]本實用新型的有益效果是:
[0020]本試驗裝置試驗對象為片狀圓片形試樣，試樣夾持裝置處採用8個高強度螺栓對試樣進行夾持，試樣取放方便；通過壓力傳感器和秒表配合可以精確控制升壓速率，數據採集器可以採集瞬間爆破壓力，做到準確記錄，確保氫脆試驗數據的準確性。
[0021]本專利根據BS EN ISO 11114_4_2005第四部分內容《選擇耐氫脆的金屬材料試驗方法》要求，研製出了可以滿足標準要求並易於操作的材料抗氫脆性能試驗裝置。解決了現有的材料抗氫脆性能檢測，持續載荷氫脆試樣加工難度較大，試樣結果不穩定，電化學測量氫含量裝置又較為複雜，測量難度大的技術問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為現有技術持續載荷氫脆試驗試樣。
[0023]圖2為現有技術雙電解池示意圖。
[0024]圖3為本實用新型結構原理圖。
[0025]圖4為本實用新型試樣夾持裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本實用新型的結構原理和工作原理作進一步詳細說明。
[0027]參見圖1，一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置，包括有試樣夾持裝置1，試樣夾持裝置I底部連有抽真空系統2和氣體增壓系統3 ;氣體增壓系統3與空壓機4相連；氣體增壓系統3的管道上設有壓力傳感器5 ;壓力傳感器5與數據採集器6相連。
[0028]參見圖4，所述的試樣夾持裝置包括有上法蘭9和下法蘭14 ;上法蘭9和下法蘭14採用8個高強度螺栓10相連；下法蘭14上設有高壓O型圈13 ;式樣12設在高壓O型圈13上；式樣12上部為高強度鋼質墊圈11 ;下法蘭14的側面設有與抽真空系統2相連的抽真空孔7 ;下法蘭14底部設有進氣口 15 ;上法蘭9上部設有排氣孔8。所述的試樣夾持裝置處採用8個高強度螺栓對試樣進行夾持。
[0029]所述的試驗前對試樣夾持裝置底部儲氣室及整個氣路進行抽真空，完成抽真空後，關閉真空泵連接閥門。
[0030]所述的氣體增壓系統採用100:1氣體增壓泵，其動力來源是空壓機的0.4^0.8MPa的壓縮空氣，額定最大輸出壓力80MPa，輸出壓力精確無級可調。氣體增壓系統配有手動調壓閥，通過調整增壓泵的驅動壓力即可無極調整增壓泵的輸出高壓端的壓力，為提高效率，使用電接點式壓力表和電磁閥控制輸出壓力。
[0031]通過壓力傳感器及秒表可實現較為穩定的升壓速率，通過數據採集器，採集最終爆破壓力。
[0032]本實用新型氣瓶材料抗氫脆性能試驗的具體步驟如下:
[0033]I)將加工好的直徑為58±0.5mm,厚度為0.75±0.005mm的試樣放置於試樣夾持裝置處，並用螺栓緊固；
[0034]2)用抽真空系統將試樣底部儲氣室及整個管路進行抽真空處理，將整個管路的空氣完全出去，避免空氣中的氧氣對試驗結果的影響；
[0035]3)試驗開始後，使用壓力傳感器及秒表對升壓速率進行控制，儘可能保證升壓速率平穩，通過數據採集器記錄試樣爆破瞬間壓力，並記下消耗時間；
[0036]4)完成6組氦氣試驗和9組氫氣試驗後，對材料的抗氫脆性能進行完整評價。
【權利要求】
1.一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置，包括有試樣夾持裝置(1),其特徵在於，試樣夾持裝置(1)分別與抽真空系統(2)和氣體增壓系統(3)；氣體增壓系統(3)與空壓機(4)相連；氣體增壓系統(3)的管道上設有壓力傳感器(5)；壓力傳感器(5)與數據採集器(6)相連。
2.根據權利要求1所述的一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置，其特徵在於，所述的試樣夾持裝置包括有上法蘭(9)和下法蘭(14)；上法蘭(9)和下法蘭(14)採用8個高強度螺栓(10)相連；下法蘭(14)上設有高壓0^^(13):^^(12)設在高壓0^^(13)上；式樣(12)上部為高強度鋼質墊圈(11)；下法蘭(14)的側面設有與抽真空系統(2)相連的抽真空孔(7)；下法蘭(14)底部設有進氣口(15)；上法蘭(9)上部設有排氣孔(8)。
3.根據權利要求1所述的一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置，其特徵在於，所述的試樣夾持裝置底部的儲氣室及整個氣路與抽真空系統(2)相連。
4.根據權利要求1所述的一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置，其特徵在於，所述的氣體增壓系統採用100: 1氣體增壓泵，其動力來源是空壓機的0.4^0.81？3的壓縮空氣，額定最大輸出壓力801？3，輸出壓力精確無級可調。
5.根據權利要求1所述的一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置，其特徵在於，所述的氣體增壓系統(3)設有手動調壓閥。
6.根據權利要求1所述的一種材料抗氫脆性能檢測試驗裝置，其特徵在於，所述的氣體增壓系統設有電接點式壓力表和電磁閥。
【文檔編號】G01N3/12GK204128907SQ201420700273
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月20日 優先權日:2014年11月20日
【發明者】韓勇, 趙國仙, 田增, 呂祥鴻, 張鈞, 薛豔, 魏林, 李丹平, 楊雪, 張雙雙, 雷丹, 胡莎莎 申請人:西安摩爾石油工程實驗室有限公司