一种高温高压氢环境下的拉伸应力试验机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106018119A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610566188.5(22)申请日2016.07.18(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁路28号(72)发明人程光旭胡雨齐胡海军张早校弓卫军李青(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人刘国智(51)Int.Cl.G01N3/18(2006.01)G01N3/02(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图1页(54)发明名称一种高温高压氢环境下的拉伸应力试验机(57)摘要本发明公开了一种高温高压氢环境下的拉伸应力试验机，包括安全室、拉伸机、高温高压釜系统和供排气系统；安全室包括开设有进气口、排气口的密闭的安全隔离室，二氧化碳气瓶组与安全隔离室的进气口相连接；高温高压釜系统设置于安全隔离室内，其包括置于加热炉内的高温高压釜，高温高压釜上开设有拉伸杆进口、氮气进气口、氢气进气口和排气口；供排气系统包括氮气进气管路、氢气进气管路、排气管路和安全管路。本发明通过设置安全隔离室、阻火器以及采用高温热启停试验流程，防止高温氢气泄漏与空气接触，并避免釜体材料在220℃以下常低温区间发生严重氢脆的可能性，从而达到测试准确、试验安全、操作方便、设备服役寿命长的目的。CN106018119ACN106018119A权利要求书1/3页1.一种高温高压氢环境下的拉伸应力试验机，其特征在于，包括安全室、拉伸机、高温高压釜系统和供排气系统；安全室包括开设有进气口、排气口的密闭的安全隔离室(13)，二氧化碳气瓶组(34)经二氧化碳管路与安全隔离室(13)的进气口相连接，排气管(25)与安全隔离室(13)的排气口相连接；高温高压釜系统设置于安全隔离室(13)内，其包括置于加热炉(11)内的高温高压釜(12)，高温高压釜(12)上开设有拉伸杆进口、氮气进气口、氢气进气口和排气口；拉伸机(26)的拉伸杆通过拉伸杆进口伸入高温高压釜(12)中；供排气系统包括氮气进气管路、氢气进气管路、排气管路和安全管路；氮气进气管路将氮气瓶组(1)与氮气进气口相连接，氢气进气管路将氢气瓶组(2)与氢气进气口相连接；排气管路将排气口与大气排放口相连接，排气管路上还设有冷凝器(19)和第二阻火器(22)；安全管路的一端与排气管路旁路相连通，另一端延伸至大气排放口，安全管路上设置有安全阀(15)和第一阻火器(20)。2.如权利要求1所述的高温高压氢环境下的拉伸应力试验机，其特征在于，所述的二氧化碳管路上还设有第四截止阀(33)；所述的氮气管路在氮气瓶组(1)与氮气进气口之间依次设有第一截止阀(4)、第一减压阀(7)和第一止回阀(9)；所述的氢气管路在氢气瓶组(2)与氢气进气口之间依次设有第二截止阀(5)、第一球阀(6)、第二减压阀(8)和第二止回阀(10)；所述的排气管路在排气口与大气排放口之间依次设有第三截止阀(16)、第二球阀(17)、背压阀(18)、冷凝器(19)和第二阻火器(22)；所述的安全管路在排气管路旁路与大气排放口之间依次设有爆破片(14)、安全阀(15)和第一阻火器(20)。3.如权利要求2所述的高温高压氢环境下的拉伸应力试验机，其特征在于，所述的第一止回阀(9)设置在靠近氮气进气口的氮气管路上，第二止回阀(10)设置在靠近氢气进气口的氢气管路上，以免高温高压气体回流；爆破片(14)、安全阀(15)设置在位于安全隔离室(13)内的安全管路上；排气管路及安全管路的大气排出口延伸至室外并朝上对空，且配有避雷针与遮蔽物。4.如权利要求2所述的高温高压氢环境下的拉伸应力试验机，其特征在于，所述的冷凝器(19)将排出的高温氢气冷却，同时通过第二球阀(17)、背压阀(18)调节氢气的排气流量与排气压力，确保在冷凝器(19)的工作效率下，氢气的温度降至可安全排放的温度，排气压差与流量控制在安全范围内。5.如权利要求1所述的高温高压氢环境下的拉伸应力试验机，其特征在于，在进行高温高压临氢拉伸测试时，其采用热启动操作：热启动前，将试样置于高温高压釜(12)内并连接在拉伸机(26)上，确认高温高压釜(12)的密封性；连通氢气管路和排气管路，使氢气经氢气管路通过排气管路通往大气，将氢气管路中可能存在的空气排出；通气一定时间后，关闭氢气管路，打开氮气管路，令氮气瓶组(13)对整个装置进行氮气吹扫，排除装置内的空气，将管路及高温高压釜内的气体置换为氮气；2CN106018119A权利要求书2/3页通氮气一定时间后，关闭氮气管路并连通二氧化碳管路，同时关闭排气管路，使二氧化碳气瓶组(34)向安全隔离室(13)内持续通入二氧化碳气体并排除空气；等待一段时间，并确认安全隔离室内压力高于大气压的正压