[发明专利]慢应变速率条件下的应力腐蚀和测氢电化学原位测量装置

摘要

一种慢应变速率条件下的应力腐蚀和测氢电化学原位测量装置。其包括电化学工作站、辅助电极、工作电极、参比电极、拉伸试样、慢应变拉伸机、计算机、隔离变压器、腐蚀装置和测氢装置。本发明效果可在慢应变速率条件下通过更换腐蚀电解池分别对应力腐蚀和氢渗透进行电化学原位测试，具有试样尺寸可调、原位电化学测量、载荷‑位移读数准确、结构简单、使用方便灵活、操作简单等特点。本装置能同时实现拉应力、腐蚀性液体、腐蚀性气体和温度的原位电化学行为检测，可广泛用于研究应变速率、拉应力、腐蚀介质种类和浓度、pH值、温度、腐蚀气体分压及浓度、“氢脆”对金属材料腐蚀的影响，并可通过电化学数据分析材料的损伤演变规律。

主权项

一种慢应变速率条件下的应力腐蚀和测氢电化学原位测量装置，其特征在于：其包括电化学工作站(10)、下夹具(2)、上夹具(6)、固定装置(18)、辅助电极(7)、工作电极(8)、参比电极(9)、拉伸试样(5)、慢应变拉伸机(25)、计算机、隔离变压器(21)、腐蚀装置和测氢装置；其中腐蚀装置包括温度控制器(1)、出水管(3)、腐蚀容器(4)、温度传感器(11)、气体管路(14)、气体流量计(15)、气瓶(16)和进水管(17)；其中腐蚀容器(4)为夹套式箱体结构，夹套内装有控温介质(12)，内部装有氯化钠溶液(23)；进水管(17)的一端连接在腐蚀容器(4)的夹套下部，另一端与温度控制器(1)的出水口相连接；出水管(3)的一端连接在腐蚀容器(4)的夹套上部，另一端与温度控制器(1)的进水口相连接；温度传感器(11)的下端贯穿腐蚀容器(4)顶面后浸没在氯化钠溶液(23)中，上端通过导线与温度控制器(1)的控制装置相连接；气体管路(14)的一端与气瓶(16)的出口相连，另一端贯穿腐蚀容器(4)的顶面后浸没在氯化钠溶液(23)中；气体流量计(15)安装在气体管路(14)上；测氢装置为侧壁上带有相互连通的接口的充氢槽(32)和测氢槽(33)；测氢槽(33)内装有NaOH溶液(28)，上端设有氮气出气口(26)以及与氮气源相连接的氮气进气口(27)；充氢槽(32)内装有H2S溶液(31)，上端设有H2S气体排气口(29)以及与H2S储气瓶相连接的H2S气体进气口(30)；上夹具(6)位于腐蚀容器(4)或测氢装置上接口的上方；固定装置(18)安装在腐蚀容器(4)的底面中部或测氢装置上接口的下方；下夹具(2)固定在固定装置(18)上；拉伸试样(5)的上下端分别固定在上夹具(6)和下夹具(2)上，中部贯穿腐蚀容器(4)的顶面或位于充氢槽(32)和测氢槽(33)侧壁上的接口处；慢应变拉伸机(25)上设有载荷和位移传感器以及应力施加装置，其中应力施加装置与上夹具(6)相连接；腐蚀实验时拉伸试样(5)的下端用硅橡胶密封后放入氯化钠溶液(23)中，从溶液表面到密封部位之间的拉伸试样(5)的表面积作为工作电极(8)，测氢实验时拉伸试样(5)上位于接口内的表面积作为工作电极(8)，并且拉伸试样(5)通过导线与电化学工作站(10)的一个接口相连；辅助电极(7)和参比电极(9)分别贯穿腐蚀容器(4)或测氢槽(33)的顶面后浸没在氯化钠溶液(23)或NaOH溶液(28)中；计算机同时与电化学工作站(10)和慢应变拉伸机(25)相连；电化学工作站(10)通过隔离变压器(21)与电源相接。