環和設于支撐環兩側的兩個水平支撐臂,兩個水平支撐臂分別與設于疲勞試驗機上 的兩個豎桿相連接。
[00巧]兩個豎桿面向支撐結構的內側均設有水平延伸的半圓形管對,半圓形管對包括2 個上下對應的半圓形管,兩個水平支撐臂分別插入兩個豎桿的半圓形管對中,根據兩個水 平支撐臂插入兩個半圓形管中的深度,可W調節支撐環的左右位置,從而調節放置在支撐 環上的反應蓋的左右位置,使試樣能夠與上、下夾具定位連接。
[0026] 作為優選,支撐環上設有若干個沿支撐環的圓周分布的豎向孔,每個豎向孔中均 設有內螺紋;支撐環上還設有若干個沿支撐環的圓周分布的用于插入與反應蓋連接的螺釘 的連接孔。
[0027] 各個豎向孔用于穿入水平調節螺釘,水平調節螺釘上端用于頂反應蓋的下端面, 從而使反應蓋水平放置,并使試樣與上下夾具的連線同線。
[0028] -種高溫高壓腐蝕氨滲透測試裝置的測試方法,包括如下步驟:
[0029] (6-1)利用電化學工作站在試樣內表面鍛上媒層;將試樣插入第一蓋體內并使試 樣下端穿出第一蓋體底部,在試樣下端與反應蓋之間裝入下密封結構;
[0030] (6-2)在第一蓋體內倒入溶解液,將第一蓋蓋蓋在第一蓋體上,使試樣上端從第一 蓋蓋中穿出,在試樣上端與第一蓋蓋之間安裝上密封結構;將輔助陽極和參比電極分別安 裝在試樣上、下端的空腔內;
[0031] (6-3)利用2條軟不鎊鋼連通管將試樣上端、下端分別與盛有堿性導電溶液的緩 沖蓋相連通;
[0032] (6-4)將反應蓋安裝到疲勞試驗機上,并使試樣上端與上夾具相連接,試樣下端與 下夾具相連接;
[0033] (6-5)控制器控制打開第二電磁閥、第H電磁閥,使氮氣在氮氣瓶和第一蓋體間的 壓力差的作用下進入第一蓋體內,氧氣從排氣管排出,使氮氣為溶解液除氧10至20分鐘; 除氧后,控制器控制第二電磁閥、第H電磁閥關閉;
[0034] (6-6)在第二蓋體內加入堿性導電溶液,控制器控制第四電磁閥打開,堿性導電溶 液流入試樣的空腔中,使輔助陽極下部、參比電極均浸入堿性導電溶液中;
[0035] (6-7)控制器控制油浴控制器對加熱腔進行加熱,使加熱腔的溫度穩定在室溫? 100〇C 內;
[0036] (6-8)控制器控制電化學工作站工作,將電化學工作站設置在恒電位模式,電位設 定為相對飽和甘隸電極0V的電位上;當電化學工作站捕捉的電流密度小于5 X ICTa時,轉 入步驟化-9);
[0037] (6-9)控制器控制第一電磁閥打開,使二氧化碳進入第一蓋體內部并部分溶于第 一蓋體內的溶解液中;在向第一蓋體內通入二氧化碳的同時,控制器控制第五電磁閥打開, 使氮氣進入第二蓋體及試樣的空腔內,使第一壓力表和第二壓力表檢測的二氧化碳壓力和 氮氣壓力位于預設的壓力范圍內;
[003引 化-10)當電化學工作站檢測的試樣電流穩定在lO^A的數量級時,疲勞試驗機對 試樣施加從小到大的階躍式疲勞載荷,每種載荷施加的時間為M小時,直至試樣斷裂為止; 電化學工作站得到隨著時間變化的氨滲透電流曲線。
[0039] 本發明是在拉伸試樣的過程中測量氨滲透量,對在高壓二氧化碳環境下的線原位 試樣,測量疲勞載荷狀態、腐蝕產物W及氨滲透量之間的定量關系,可直觀地表現出應力與 氨的偏聚擴散,裂紋萌生與腐蝕產物保護之間的內在聯系,建立多種數據的相互關系。
[0040] 作為優選,所述疲勞試驗機的上夾具可上下移動,靠近第一蓋蓋下表面的所述試 樣上設有限位環。
[0041] 限位環的設置,使試樣被拉斷時,試樣上部在限位環的限位作用下不會飛出反應 蓋。
[0042] 作為優選,所述堿性導電溶液為0. 14mol/L至0. 22mol/L的K0H溶液。
[0043] 作為優選,預設的壓力范圍為0. 9MPa至2. IMPa。。
[0044] 作為優選,試樣由兩端至中部橫截面面積逐漸減小;媒層的厚度為lum至3um。
[0045] 因此,本發明具有如下有益效果:
[0046] (1)可W在線原位測量高壓二氧化碳腐蝕環境下,疲勞載荷狀態與氨滲透量之間 的定量關系,可W直觀地表現出應力與氨的偏聚擴散之間的內在聯系,建立多種數據的相 互關系;
[0047] 似可W測量高壓二氧化碳環境下,溫度與氨滲透量之間的定量關系,W及高壓二 氧化碳、溫度因素對材料疲勞性能的影響;
[0048] (3)可W清晰的表現出環境介質改變對材料使用壽命的影響,除了分析單純二氧 化碳環境對材料疲勞性能的影響之外,也可W通過在反應蓋內加入其他氣體,分析氣體的 爭奪吸附過程對氨損傷的促進或抑制作用的影響;
[004引 (4)傳統測試方法需要10-12個試樣,而本發明只需要一個試樣,降低了實驗量, 并且克服了商業材料本身性能波動對實驗的影響;
[0050] (5)傳統實驗方法測量疲勞極限需要對材料進行超過lxl〇6個循環,尤其是在低頻 循環時(頻率< IHz),一個試樣(某一載荷下)就要進行超過270小時的實驗,而利用本發 明則僅僅需要兩個小時就可W判斷該載荷下的實驗結果,該縮短了測試時間。
[0051] 做與傳統的測試方法相比,本發明可W分析腐蝕過程、氨滲透過程和疲勞載荷在 復雜禪合斷裂過程中所起的作用。
【附圖說明】
[0052] 圖1是本發明的一種結構示意圖;
[0053] 圖2是本發明的緩沖蓋的一種結構示意圖;
[0054] 圖3是本發明的支撐結構的一種結構示意圖;
[00巧]圖4是本發明的反應蓋的一種結構示意圖;
[0056] 圖5是本發明的反應蓋的另一種結構不意圖;
[0057] 圖6是本發明的實施例的一種流程圖;
[005引圖7是本發明的一種氨滲透曲線圖;
[0059] 圖8是現有技術中的一種試樣疲勞次數曲線圖;
[0060] 圖9是本發明的一種原理框圖。
[0061] 圖中:電化學工作站1、油浴控制器2、疲勞試驗機3、上夾具4、下夾具5、緩沖蓋6、 反應蓋7、第一蓋體8、第一蓋蓋9、第二蓋體10、第二蓋蓋11、加熱腔12、進油管13、出油管 14、試樣15、上密封結構16、下密封結構17、進氣口 18、出氣口 19、第一壓力表20、輔助陽極 21、參比電極22、第二壓力表23、上通孔24、0型密封圈25、壓緊螺母26、支撐結構27、支撐 環28、水平支撐臂29、豎桿30、豎向孔31、連接孔32、限位環33、氮氣進口 34、氮氣出口 35、 下通液口 36、上通液口 37、控制器38、第一電磁閥39、第二電磁閥40、第H電磁閥41、排氣 管42、第四電磁閥43、第五電磁閥44、漏液孔45、密封塞46。
【具體實施方式】
[0062] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步的描述。
[0063] 如圖1、圖4、圖5所示的實施例是一種高溫高壓腐蝕氨滲透測試裝置,測試裝置分 別與電化學工作站1、油浴控制器2和疲勞試驗機3相連接,疲勞試驗機上設有用于連接試 樣兩端的上夾具4和下夾具5 ;包括控制器38、二氧化碳氣罐、氮氣罐、盛有0. 2mol/L的K0H 溶液的緩沖蓋6和設于疲勞試驗機上的反應蓋7 ;反應蓋包括上端開口的第一蓋體8和與 第一蓋體密封連接的第一蓋蓋9,第一蓋體內設有用于溶解二氧化碳氣體的溶解液;如圖2 所示,緩沖蓋上包括上端開口的第二蓋體10和與第二蓋體密封連接的第二蓋蓋11 ;還包括 氮氣進口 34、氮氣出口 35、下通液口 36、上通液口 37。
[0064] 第一蓋體外周面上設有環繞第一蓋體的加熱腔12,加熱腔通過進油管13和出油 管14與油浴控制器相連接;第一蓋蓋和第一蓋體底部分別設有用于對豎向貫穿反應蓋的 中空棒狀試樣15進行密封限位的上密封結構16和下密封結構17 ;第一蓋體底部設有漏液 孔45,漏液孔上設有密封塞46。
[0065] 二氧化碳氣罐通過第一進氣管18與第一蓋體連通,氮氣罐通過第二進氣管19與 第一蓋體連通,第一蓋體上還設有排氣管42 ;反應蓋上設有用于檢測第一蓋體內氣體壓力 的第一壓力表20 ;試樣的空腔通過連通管與緩沖蓋相連通,試樣上端內設有伸入試樣的空 腔中的輔助陽極21,試樣下端內設有伸入試樣的空腔中的參比電極22,電化學工作站分別 與浸入堿性導電溶液中的輔助陽極、參比電極和試樣電連接;緩沖蓋通過導通管與氮氣罐 相連通,緩沖蓋上設有用于檢測緩沖蓋內的氮氣壓力的第二壓力表23 ;
[0066] 排氣管與裝有過飽和化0H溶液的尾氣處理裝置連通。第一蓋蓋和第一蓋體使用 哈氏合金C276材料制成。
[0067] 如圖9所示,第一進氣管上設有第一電磁閥39,第二進氣管上設