一種材料抗氫脆性能檢測試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】一種材料抗氫脆性能檢測試驗(yàn)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(tǒng)和氣體增壓系統(tǒng)；氣體增壓系統(tǒng)與空壓機(jī)相連；氣體增壓系統(tǒng)的管道上設(shè)有壓力傳感器；壓力傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連；將加工好的試樣放置于試樣夾持裝置處，用螺栓緊固；用抽真空系統(tǒng)將試樣底部儲氣室及整個管路進(jìn)行抽真空處理，使用壓力傳感器及秒表對升壓速率進(jìn)行控制，盡可能保證升壓速率平穩(wěn)，通過數(shù)據(jù)采集器記錄試樣爆破瞬間壓力，并記下消耗時間；具有實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果穩(wěn)定、檢測難度低的特點(diǎn)。
【專利說明】一種材料抗氫脆性能檢測試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種試驗(yàn)裝置，具體涉及一種材料抗氫脆性能檢測試驗(yàn)裝置，用于金屬材料抗氫脆檢測的試驗(yàn)。

【背景技術(shù)】
[0002]氫脆是溶于鋼中的氫，聚合為氫分子，造成應(yīng)力集中，超過鋼的強(qiáng)度極限，在鋼內(nèi)部形成細(xì)小的裂紋。在材料冶金過程和零件的制造與裝配過程(電鍍、焊接)中進(jìn)入鋼材內(nèi)部的微量氫在內(nèi)部殘余應(yīng)力的作用下導(dǎo)致材料脆化甚至開裂。氫脆只可防，不可治，氫脆一經(jīng)產(chǎn)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(jìn)行檢測。
[0003]目前，氫脆試驗(yàn)方法有持續(xù)載荷試驗(yàn)法和可擴(kuò)散氫測定法。持續(xù)載荷氫脆試驗(yàn)法包括ASTM F519中規(guī)定的“缺口拉伸試驗(yàn)”和“應(yīng)力環(huán)試驗(yàn)”，ASTM B839中規(guī)定“緊固件傾斜楔子試驗(yàn)”，慢應(yīng)變速率試驗(yàn)等；可擴(kuò)散氫測定法包括非電化學(xué)測試方法和電化學(xué)測試法坐寸ο
[0004]現(xiàn)將兩類典型氫脆測試方法介紹如下。
[0005]①持續(xù)載荷氫脆試驗(yàn)方法
[0006]ASTM F519中對氫脆試驗(yàn)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(xù)載荷氫脆試驗(yàn)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(yán)格。
[0008]那么試樣的加工將是關(guān)鍵，如果試樣加工出現(xiàn)問題，將直接導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的失效。
[0009]②雙電解池試驗(yàn)
[0010]可擴(kuò)散氫測定方法屬于電化學(xué)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，這樣會為測氫含量測量增加了難度，不便于操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種材料抗氫脆性能檢測試驗(yàn)裝置，具有實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果穩(wěn)定、檢測難度低的特點(diǎn)。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種材料抗氫脆性能檢測試驗(yàn)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(tǒng)2和氣體增壓系統(tǒng)3 ;氣體增壓系統(tǒng)3與空壓機(jī)4相連；氣體增壓系統(tǒng)3的管道上設(shè)有壓力傳感器5 ;壓力傳感器5與數(shù)據(jù)采集器6相連。
[0014]所述的試樣夾持裝置包括有上法蘭和下法蘭；上法蘭和下法蘭采用8個高強(qiáng)度螺栓相連；下法蘭上設(shè)有高壓O型圈；式樣設(shè)在高壓O型圈上；式樣上部為高強(qiáng)度鋼質(zhì)墊圈；下法蘭的側(cè)面設(shè)有與抽真空系統(tǒng)相連的抽真空孔；下法蘭底部設(shè)有進(jìn)氣口 ；上法蘭上部設(shè)有排氣孔。所述的試樣夾持裝置處采用8個高強(qiáng)度螺栓對試樣進(jìn)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(tǒng)2相連。
[0016]所述的氣體增壓系統(tǒng)采用100:1氣體增壓泵，其動力來源是空壓機(jī)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(diào)。
[0017]所述的氣體增壓系統(tǒng)3設(shè)有手動調(diào)壓閥。
[0018]所述的氣體增壓系統(tǒng)設(shè)有電接點(diǎn)式壓力表和電磁閥。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0020]本試驗(yàn)裝置試驗(yàn)對象為片狀圓片形試樣，試樣夾持裝置處采用8個高強(qiáng)度螺栓對試樣進(jìn)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(shù)據(jù)采集器可以采集瞬間爆破壓力，做到準(zhǔn)確記錄，確保氫脆試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0021]本專利根據(jù)BS EN ISO 11114_4_2005第四部分內(nèi)容《選擇耐氫脆的金屬材料試驗(yàn)方法》要求，研制出了可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求并易于操作的材料抗氫脆性能試驗(yàn)裝置。解決了現(xiàn)有的材料抗氫脆性能檢測，持續(xù)載荷氫脆試樣加工難度較大，試樣結(jié)果不穩(wěn)定，電化學(xué)測量氫含量裝置又較為復(fù)雜，測量難度大的技術(shù)問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù)持續(xù)載荷氫脆試驗(yàn)試樣。
[0023]圖2為現(xiàn)有技術(shù)雙電解池示意圖。
[0024]圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理圖。
[0025]圖4為本實(shí)用新型試樣夾持裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0027]參見圖1，一種材料抗氫脆性能檢測試驗(yàn)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(tǒng)2和氣體增壓系統(tǒng)3 ;氣體增壓系統(tǒng)3與空壓機(jī)4相連；氣體增壓系統(tǒng)3的管道上設(shè)有壓力傳感器5 ;壓力傳感器5與數(shù)據(jù)采集器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采用8個高強(qiáng)度螺栓10相連；下法蘭14上設(shè)有高壓O型圈13 ;式樣12設(shè)在高壓O型圈13上；式樣12上部為高強(qiáng)度鋼質(zhì)墊圈11 ;下法蘭14的側(cè)面設(shè)有與抽真空系統(tǒng)2相連的抽真空孔7 ;下法蘭14底部設(shè)有進(jìn)氣口 15 ;上法蘭9上部設(shè)有排氣孔8。所述的試樣夾持裝置處采用8個高強(qiáng)度螺栓對試樣進(jìn)行夾持。
[0029]所述的試驗(yàn)前對試樣夾持裝置底部儲氣室及整個氣路進(jìn)行抽真空，完成抽真空后，關(guān)閉真空泵連接閥門。
[0030]所述的氣體增壓系統(tǒng)采用100:1氣體增壓泵，其動力來源是空壓機(jī)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(diào)。氣體增壓系統(tǒng)配有手動調(diào)壓閥，通過調(diào)整增壓泵的驅(qū)動壓力即可無極調(diào)整增壓泵的輸出高壓端的壓力，為提高效率，使用電接點(diǎn)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(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的升壓速率，通過數(shù)據(jù)采集器，采集最終爆破壓力。
[0032]本實(shí)用新型氣瓶材料抗氫脆性能試驗(yàn)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的試樣放置于試樣夾持裝置處，并用螺栓緊固；
[0034]2)用抽真空系統(tǒng)將試樣底部儲氣室及整個管路進(jìn)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(yàn)結(jié)果的影響；
[0035]3)試驗(yàn)開始后，使用壓力傳感器及秒表對升壓速率進(jìn)行控制，盡可能保證升壓速率平穩(wěn)，通過數(shù)據(jù)采集器記錄試樣爆破瞬間壓力，并記下消耗時間；
[0036]4)完成6組氦氣試驗(yàn)和9組氫氣試驗(yàn)后，對材料的抗氫脆性能進(jìn)行完整評價。
【權(quán)利要求】
1.一種材料抗氫脆性能檢測試驗(yàn)裝置，包括有試樣夾持裝置(1),其特征在于，試樣夾持裝置(1)分別與抽真空系統(tǒng)(2)和氣體增壓系統(tǒng)(3)；氣體增壓系統(tǒng)(3)與空壓機(jī)(4)相連；氣體增壓系統(tǒng)(3)的管道上設(shè)有壓力傳感器(5)；壓力傳感器(5)與數(shù)據(jù)采集器(6)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料抗氫脆性能檢測試驗(yàn)裝置，其特征在于，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)采用8個高強(qiáng)度螺栓(10)相連；下法蘭(14)上設(shè)有高壓0^^(13):^^(12)設(shè)在高壓0^^(13)上；式樣(12)上部為高強(qiáng)度鋼質(zhì)墊圈(11)；下法蘭(14)的側(cè)面設(shè)有與抽真空系統(tǒng)(2)相連的抽真空孔(7)；下法蘭(14)底部設(shè)有進(jìn)氣口(15)；上法蘭(9)上部設(shè)有排氣孔(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料抗氫脆性能檢測試驗(yàn)裝置，其特征在于，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(tǒng)(2)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料抗氫脆性能檢測試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的氣體增壓系統(tǒng)采用100: 1氣體增壓泵，其動力來源是空壓機(jī)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(diào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料抗氫脆性能檢測試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的氣體增壓系統(tǒng)(3)設(shè)有手動調(diào)壓閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料抗氫脆性能檢測試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的氣體增壓系統(tǒng)設(shè)有電接點(diǎn)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(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】韓勇, 趙國仙, 田增, 呂祥鴻, 張鈞, 薛艷, 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(shí)驗(yàn)室有限公司