[发明专利]一种可变腐蚀环境下氨氢应力腐蚀实验装置

说明书

本发明涉及一种可变腐蚀环境下氨氢应力腐蚀实验装置，包括机架，机架上设置有上加载杆与下加载杆，上加载杆与下加载杆之间连接有可拆装的断裂失效平台，断裂失效平台由电化学充氢试验组件A与高压充氢/氨试验组件B组成，断裂失效平台与控制系统相连接。该实验装置通过更换断裂失效平台，在同一实验装置系统中实现电化学环境及高压环境下的氨氢应力腐蚀试验；可同时用于试样疲劳断裂试验以及慢应变速率拉伸试验。

技术领域

本发明涉及一种可变腐蚀环境下氨氢应力腐蚀实验装置。

背景技术

氢能是公认的无碳清洁能源，来源广泛，应用场景丰富，是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源快速发展的理想媒介；发展氢能的清洁利用可实现交通运输和工业等领域的大规模深度脱碳。能源转型背景下，发展氢能已经成为发达经济体的共识，发展氢能可以促进能源体系清洁低碳化，优化能源终端体系。

氢的储存和运输是进行大规模应用的前提，气态氢运输为许多应用提供了最简单且通常能效为最高的解决方案，高压储氢气瓶是压缩氢广泛使用的关键技术，广泛应用于加氢站及车载储氢领域。

在高压氢气环境中受到机械加载作用，储氢材料易发生氢脆。同时，石油和天然气行业中，管道过度阴极保护的危害非常大，过度保护可能会导致材料外部涂层的阴极剥离并增加氢致损伤的敏感性。

氨作为富氢分子，用它作为能量载体是氢液态运输的另一种可能性。在常规的氨运输中，通常选择冷却和加压存储的组合。

液氨长期置于管道中，极易因液氨腐蚀导致管道开裂。液氨的压力容器受到拉伸力作用，易发生严重开裂现象，裂纹由内而外，不易发现就出现断裂

所以，研究材料在高浓度高压力氢下的性能变化是保证氨氢安全、稳定、可靠运输、储存的前提。

目前，高压氢/氨环境应力腐蚀装置和电化学充氢应力腐蚀装置，都只针对单个腐蚀环境下研究材料的性能变化。对于提供一个同时可用于高压氨氢以及电化学充氢应力腐蚀的试验装置面临的问题包括，如何实现两种腐蚀环境装置的更换以及实验系统装置的选取。本发明对面临的技术问题包括装置密封技术、更换装置技术、电化学充氢试验方法、高压充氢/氨试验方法给出创新性的解决方案。

目前，对于可变腐蚀环境下的氨氢应力腐蚀实验装置国内研究较少。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种可变腐蚀环境下氨氢应力腐蚀实验装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种可变腐蚀环境下氨氢应力腐蚀实验装置，包括机架，机架上设置有上加载杆与下加载杆，上加载杆与下加载杆之间连接有可拆装的断裂失效平台，断裂失效平台由电化学充氢试验组件A与高压充氢/氨试验组件B组成，断裂失效平台与控制系统相连接。

优选的，上加载杆竖直且顶端固定有上基座，上基座经螺钉紧固在机架的主机顶座上；下加载杆竖直穿过机架的主机底座以及经螺钉紧固在主机底座上的下基座，下加载杆的底端位于主机底座的下方并经连接电动机构来驱动升降。

优选的，电化学充氢试验组件A与高压充氢/氨试验组件B上均设置有竖直的上连杆与下连杆，上连杆的顶端与下连杆的底端均设置有销孔，上加载杆的底端与下加载杆的顶端均固连有销栓支架，销栓支架上均设置有用以连杆竖向插入的凹孔，凹孔的前后侧均设置有前后贯通的可视通口，凹孔的左右侧均设置有用以与销孔相对应的插孔，同端侧的销孔与插孔上穿插有定位插销。

优选的，下加载杆的顶端与下方的销栓支架底部之间设置有斜面支架，斜面支架由左楔形块与右楔形块组成，左楔形块上设有上楔形面，右楔形块上设有下楔形面，下楔形面与上楔形面贴紧且均自上往下倾斜，左楔形块的左端侧水平螺接有左紧定螺钉，右楔形块的右端侧水平螺接有右紧定螺钉，右紧定螺钉紧定在左楔形块的右端侧，左紧定螺钉紧定在右楔形块的左端侧；下加载杆的顶端与左楔形块底面固定，右楔形块顶面与对应销栓支架底面固定；左楔形块与右楔形块的左右两侧均上下抱紧有抱箍。