[发明专利]一种抗硫化氢应力腐蚀试验加载方法

说明书

技术领域

本发明涉及测试技术领域，尤其涉及一种抗硫化氢应力腐蚀试验加载方法。

背景技术

目前，在石化行业，随着高硫高酸原油加工量的增加，硫化氢对设备的腐蚀也愈加严重，已成为石化行业较为突出的问题。特别是硫化氢应力腐蚀开裂所引起的事故往往是突发的、灾难性的。因此，开展硫化氢应力腐蚀的相关研究对于确保石化设备的安全运转以及提高石化行业的生产效率具有重要的理论和实际意义。

应力环是为满足美国腐蚀工程师协会标准NACE TM0177-2005中方法A（即恒负荷拉伸试验法，实验采用饱和的硫化氢水溶液中浸泡）而专门设计的。通常应力环采用精密机械加工，用合金钢制造。使用时，采用标准的扳钳调整螺栓和螺母来快速、方便地改变应力环上的拉伸力。

应力环的形变与载荷对应关系线性度极高，NACE TM0177标准要求载荷误差不高于2%。

然而在实际加载中，随着载荷的增加，扳钳所施加的扭矩也越来越大。当离目标形变接近时，扳钳所需的扭矩几乎达到最大值。操作工人在施加大扭矩的情况下，同时要以极慢的速度逼近理论形变，此时的操作难度相当大。当需要试验一批试样时，还会出现加载载荷波动的情况，影响试验结果。

在自动加载时，通过压板直接给应力环加压，从而使应力环产生形变。然而当压板撤回时，应力环压力释放，由于螺母与试件、螺杆与螺母，以及螺母与应力环之间都存在间隙，因此在骤然受力后，压力环的形变将不能保持，而会变小。其结果是，实际加载压力小于目标加载压力。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种新型抗硫化氢应力腐蚀试验加载方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种抗硫化氢应力腐蚀试验加载方法，可以克服应力环加载时操作难度大且会发生载荷波动，从而做到精确加载；同时实现方式简易可行，安全可靠。

为达到上述目的，本发明的构思是在抗硫化氢应力腐蚀试验自动加载系统上，采用多次加载方法，利用传感器等检测部件将位移转变为压力通过加压、检测、测量计算等环节，得到每次需要补偿的压力值，从而得到最终精确的目标载荷值。

本发明提供的抗硫化氢应力腐蚀试验加载方法，应用于带压力环的抗硫化氢应力腐蚀试验自动加载系统，该系统包括机架、传动加压机构和应力环定位板，其中：应力环定位板水平置于机架底部，传动加压机构位于机架内且垂直置于应力环定位板上方，传动加压机构包括：步进电机、同步带传动机构、竖直驱动机构和联接加压机构，步进电动机固定置于机架上部并与同步带传动机构的一端相连，同步带传动机构的另一端与竖直驱动机构相连接，竖直驱动机构竖直转动设置于机架上部，联接加压机构固定设置于竖直驱动机构下端且位于待测应力环上方，包括步骤：

步骤（1）：确定应力环初始高度H₁，设定目标加载载荷P，并设定应力环目标形变的允许误差范围；

步骤（2）：对应力环第一次加压，直至压力环承受的压力值为P停止加压，此时测得应力环高度H₂；

步骤（3）：固定应力环形变量，停止加压，第一次加压结束，此时测得应力环高度H₃；

步骤（4）：对应力环第二次加压，直至压力环承受的压力值为P₁停止加压，此时测得应力环高度2H₂-H₃；

步骤（5）：固定应力环形变量，停止加压，第二次加压结束，此时测得应力环高度H₄；

步骤（6）：若H₄与H₂的误差在允许误差范围内，加载完成；若H₄与H₂的误差超出允许误差范围，继续进行“加压、加压结束、测量应力环高度”过程，直至加压结束后应力环高度与H₂的误差在允许误差范围内，加载完成。

进一步地，步骤（2）中，采用压力传感器检测应力环承受的压力值。

进一步地，步骤（3）中，旋紧位于应力环上端面且与应力环上端面接触的螺母以固定应力环形变量。

进一步地，步骤（3）中，采用中选用定距扳手旋紧螺母。

进一步地，步骤（5）中，旋紧位于应力环上端面且与应力环上端面接触的螺母以固定应力环形变量。。

进一步地，步骤（4）中，采用压力传感器检测应力环承受的压力值。

进一步地，允许误差范围是指加压结束后应力环高度与与H₂之间的误差不超过H₂的5%。