[发明专利]一种常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料拉伸测试领域，特别涉及一种常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置。

背景技术

硫化氢（H₂S）是一种无机化合物，硫化氢自然存在于原油、天然气、火山气体和温泉之中。恒载荷是施加在工程结构上不变的（或其变化与平均值相比可以忽略不计的）荷载。

随着国内外含硫化氢（H₂S）酸性油气田的深度开发，H₂S引起的管道和设备的开裂失效问题日益突出，而恒载荷拉伸实验是测试金属材料和焊接接头抗硫化物应力腐蚀开裂（SSC）和应力腐蚀开裂（SCC）性能，研究其腐蚀开裂行为和机理不可或缺的实验方法和手段。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于H₂S环境下的拉伸实验对于安全性要求极高，因此实验装置的密封性、H₂S监测敏感性等都成为制约实验测试安全有效进行的关键因素。

现有技术中的恒载荷应力腐蚀试验设备有的只能适用于高温高压下的恒载荷应力腐蚀试验，不能完全针对H₂S环境，而且结构复杂庞大；有的试验机虽结构简单，价格低，但只适用于常温常压非气密性的空气介质；有的恒载荷加载设备虽然克服了占地面积大，精度低的缺陷，对于不含有毒、有害介质的恒载荷拉伸实验也非常成熟，但目前尚无专门针对含有毒、有害介质H₂S环境下的恒载荷拉伸实验装置。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置。用于评价常温常压H₂S环境下金属材料和焊接接头抗硫化物应力腐蚀开裂（SSC）和应力腐蚀开裂（SCC）的敏感性能，以优化酸性油气田集输处理设施的材料选择和焊接工艺；该实验装置不受拉伸试样接头形式限制，可实现实时原位pH值的测定，适用性强。所述技术方案如下：

一种常温常压硫化氢环境下恒载荷拉伸测试实验装置，所述实验装置至少包括：有机玻璃实验容器、进气装置、排气装置、压板组件、试样夹具及相关管路、相关阀门；所述有机玻璃实验容器通过相关管路、相关阀门连接所述进气装置、所述排气装置，所述进气装置、所述排气装置通过相关管路、相关阀门连接外接设备；所述有机玻璃实验容器的上部和下部设置有所述压板组件；所述压板组件用于安装试样，至少包括：螺帽一、紧固螺栓一、氟橡胶O型密封圈二、有机玻璃上压板、有机玻璃下压板、氟橡胶O型密封圈三、螺帽二、紧固螺栓二；所述有机玻璃上压板通过所述紧固螺栓一及所述螺帽一联接在所述实验容器上盖上，并设置有所述氟橡胶O型密封圈二；所述有机玻璃下压板通过所述紧固螺栓二、所述螺帽二联接在所述实验容器主体底面，并设置有所述氟橡胶O型密封圈三。

具体地，所述有机玻璃实验容器至少包括：等径隔壁接头二、实验容器主体、等径隔壁接头一、氟橡胶O型密封圈一、紧固螺栓三、螺帽三、实验容器上盖；所述实验容器上盖通过所述紧固螺栓三、所述螺帽三联接在所述实验容器主体顶面，并设置有所述氟橡胶O型密封圈一密封。

具体地，所述实验容器上盖设置有中心孔和两侧的螺纹孔,中心孔内安装试样或试样夹具,一侧的螺纹孔螺纹联接所述等径隔壁接头一,另一侧的螺纹孔螺纹联接所述等径隔壁接头二，并采用聚四氟密封带密封；所述实验容器主体底部设置有中心孔,与所述实验容器上盖的中心孔同心。

具体地，所述进气装置至少包括：导气管路一、三通球阀、导气管路三、针阀、导气管路二、导气管路四、进气管路；所述三通球阀通过卡套分别连接所述导气管路一、所述导气管路三、所述导气管路二，所述导气管路一连接外接设备的氢气瓶，所述导气管路二连接外接设备的硫化氢气瓶，所述导气管路三通过卡套所述连接针阀的进气口，所述针阀的出气口通过卡套连接所述导气管路四，所述导气管路四和所述进气管路分别通过卡套与所述有机玻璃实验容器的所述等径隔壁接头一连接。

具体地，所述排气装置至少包括：两通球阀、导气管路六、导气管路五；所述导气管路五的一端通过卡套连接所述有机玻璃实验容器的所述等径隔壁接头二，另一端通过卡套连接所述两通球阀的进气口，所述两通球阀的出气口通过卡套连接所述导气管路六，所述导气管路六的排气端插入装有10%苛性钠溶液的吸收槽内。