一种材料抗氢脆性能检测试验装置制造方法
【专利摘要】一种材料抗氢脆性能检测试验装置，包括有试样夹持装置，试样夹持装置分别与抽真空系统和气体增压系统；气体增压系统与空压机相连；气体增压系统的管道上设有压力传感器；压力传感器与数据采集器相连；将加工好的试样放置于试样夹持装置处，用螺栓紧固；用抽真空系统将试样底部储气室及整个管路进行抽真空处理，使用压力传感器及秒表对升压速率进行控制，尽可能保证升压速率平稳，通过数据采集器记录试样爆破瞬间压力，并记下消耗时间；具有实验装置结构简单、实验检测结果稳定、检测难度低的特点。
【专利说明】一种材料抗氢脆性能检测试验装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种试验装置，具体涉及一种材料抗氢脆性能检测试验装置，用于金属材料抗氢脆检测的试验。
【背景技术】
[0002]氢脆是溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹。在材料冶金过程和零件的制造与装配过程(电镀、焊接)中进入钢材内部的微量氢在内部残余应力的作用下导致材料脆化甚至开裂。氢脆只可防，不可治，氢脆一经产生，就无法消除。因此，与氢原子接触的压力容器等均需要对其抗氢脆性能进行检测。
[0003]目前，氢脆试验方法有持续载荷试验法和可扩散氢测定法。持续载荷氢脆试验法包括ASTM F519中规定的“缺口拉伸试验”和“应力环试验”，ASTM B839中规定“紧固件倾斜楔子试验”，慢应变速率试验等；可扩散氢测定法包括非电化学测试方法和电化学测试法坐寸ο
[0004]现将两类典型氢脆测试方法介绍如下。
[0005]①持续载荷氢脆试验方法
ASTM F519中对氢脆试验方法中米用的HB5067氢脆试样如图1所不。
[0006]从图1中可以看出持续载荷氢脆试验对试样的加工要求极其高，缺口角度控制在60° ±1°，缺口表面粗糙度要求Ra0.8，且对缺口处直径要求也极为严格。
[0007]那么试样的加工将是关键，如果试样加工出现问题，将直接导致试验结果的失效。
[0008]②双电解池试验
可扩散氢测定方法属于电化学方法，所用电解池如图2所示。
[0009]从图2中看出，测量氢含量的双电解池装置结构复杂，这样会为测氢含量测量增加了难度，不便于操作。
【发明内容】
[0010]为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种材料抗氢脆性能检测试验装置，具有实验装置结构简单、实验检测结果稳定、检测难度低的特点。
[0011]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种材料抗氢脆性能检测试验装置，包括有试样夹持装置1，试样夹持装置I分别与抽真空系统2和气体增压系统3 ;气体增压系统3与空压机4相连；气体增压系统3的管道上设有压力传感器5 ;压力传感器5与数据采集器6相连。
[0012]所述的试样夹持装置包括有上法兰和下法兰；上法兰和下法兰采用8个高强度螺栓相连；下法兰上设有高压O型圈；式样设在高压O型圈上；式样上部为高强度钢质垫圈；下法兰的侧面设有与抽真空系统相连的抽真空孔；下法兰底部设有进气口 ；上法兰上部设有排气孔。所述的试样夹持装置处采用8个高强度螺栓对试样进行夹持，
所述的试样夹持装置底部的储气室及整个气路与抽真空系统2相连。
[0013]所述的气体增压系统采用100:1气体增压泵，其动力来源是空压机的0.4^0.8MPa的压缩空气，额定最大输出压力80MPa，输出压力精确无级可调。
[0014]所述的气体增压系统3设有手动调压阀。
[0015]所述的气体增压系统设有电接点式压力表和电磁阀。
[0016]本发明的有益效果是:
本试验装置试验对象为片状圆片形试样，试样夹持装置处采用8个高强度螺栓对试样进行夹持，试样取放方便；通过压力传感器和秒表配合可以精确控制升压速率，数据采集器可以采集瞬间爆破压力，做到准确记录，确保氢脆试验数据的准确性。
[0017]本专利根据BS EN ISO 11114_4_2005第四部分内容《选择耐氢脆的金属材料试验方法》要求，研制出了可以满足标准要求并易于操作的材料抗氢脆性能试验装置。解决了现有的材料抗氢脆性能检测，持续载荷氢脆试样加工难度较大，试样结果不稳定，电化学测量氢含量装置又较为复杂，测量难度大的技术问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为现有技术持续载荷氢脆试验试样。
[0019]图2为现有技术双电解池示意图。
[0020]图3为本发明结构原理图。
[0021]图4为本发明试样夹持装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
[0023]参见图1，一种材料抗氢脆性能检测试验装置，包括有试样夹持装置1，试样夹持装置I底部连有抽真空系统2和气体增压系统3 ;气体增压系统3与空压机4相连；气体增压系统3的管道上设有压力传感器5 ;压力传感器5与数据采集器6相连。
[0024]参见图4，所述的试样夹持装置包括有上法兰9和下法兰14 ;上法兰9和下法兰14采用8个高强度螺栓10相连；下法兰14上设有高压O型圈13 ;式样12设在高压O型圈13上；式样12上部为高强度钢质垫圈11 ;下法兰14的侧面设有与抽真空系统2相连的抽真空孔7;下法兰14底部设有进气口 15;上法兰9上部设有排气孔8。所述的试样夹持装置处采用8个高强度螺栓对试样进行夹持。
[0025]所述的试验前对试样夹持装置底部储气室及整个气路进行抽真空，完成抽真空后，关闭真空泵连接阀门。
[0026]所述的气体增压系统采用100:1气体增压泵，其动力来源是空压机的0.4^0.8MPa的压缩空气，额定最大输出压力80MPa，输出压力精确无级可调。气体增压系统配有手动调压阀，通过调整增压泵的驱动压力即可无极调整增压泵的输出高压端的压力，为提高效率，使用电接点式压力表和电磁阀控制输出压力。
[0027]通过压力传感器及秒表可实现较为稳定的升压速率，通过数据采集器，采集最终爆破压力。
[0028]本发明气瓶材料抗氢脆性能试验的具体步骤如下:
I)将加工好的直径为58 ±0.5mm，厚度为0.75 ±0.005mm的试样放置于试样夹持装置处，并用螺栓紧固；
2)用抽真空系统将试样底部储气室及整个管路进行抽真空处理，将整个管路的空气完全出去，避免空气中的氧气对试验结果的影响；
3)试验开始后，使用压力传感器及秒表对升压速率进行控制，尽可能保证升压速率平稳，通过数据采集器记录试样爆破瞬间压力，并记下消耗时间；
4)完成6组氦气试验和9组氢气试验后，对材料的抗氢脆性能进行完整评价。
【权利要求】
1.一种材料抗氢脆性能检测试验装置，包括有试样夹持装置(I)，其特征在于，试样夹持装置(I)分别与抽真空系统(2)和气体增压系统(3);气体增压系统(3)与空压机(4)相连；气体增压系统(3)的管道上设有压力传感器(5);压力传感器(5)与数据采集器(6)相连。
2.根据权利要求1所述的一种材料抗氢脆性能检测试验装置，其特征在于，所述的试样夹持装置包括有上法兰(9)和下法兰(14);上法兰(9)和下法兰(14)采用8个高强度螺栓(10)相连；下法兰(14)上设有高压O型圈(13);式样(12)设在高压O型圈(13)上；式样(12)上部为高强度钢质垫圈(11);下法兰(14)的侧面设有与抽真空系统(2)相连的抽真空孔(7);下法兰(14)底部设有进气口(15);上法兰(9)上部设有排气孔(8)。
3.根据权利要求1所述的一种材料抗氢脆性能检测试验装置，其特征在于，所述的试样夹持装置底部的储气室及整个气路与抽真空系统(2)相连。
4.根据权利要求1所述的一种材料抗氢脆性能检测试验装置，其特征在于，所述的气体增压系统采用100:1气体增压泵，其动力来源是空压机的0.4^0.8MPa的压缩空气，额定最大输出压力80MPa，输出压力精确无级可调。
5.根据权利要求1所述的一种材料抗氢脆性能检测试验装置，其特征在于，所述的气体增压系统(3)设有手动调压阀。
6.根据权利要求1所述的一种材料抗氢脆性能检测试验装置，其特征在于，所述的气体增压系统设有电接点式压力表和电磁阀。
【文档编号】G01N3/12GK104330312SQ201410667300
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】韩勇, 赵国仙, 田增, 吕祥鸿, 张钧, 薛艳, 魏林, 李丹平, 杨雪, 张双双, 雷丹, 胡莎莎 申请人:西安摩尔石油工程实验室有限公司