[發明專利]多功能壓差式高壓氫與材料相容性的測試方法

在審

• 申請號: 201510345866.0
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN104880368A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 鄭津洋;花爭立;趙永志;顧超華;劉鵬飛;崔天成;黃改
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/36
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.多功能壓差式高壓氫與材料相容性的爆破試驗測試方法，其特征在于，基于多功能壓差式高壓氫與材料相容性的試驗裝置，在高壓氫環境下對圓盤試樣進行力學性能測試，所述爆破試驗測試方法具體包括下述步驟：

步驟A：分離上部腔體和下部腔體，裝設好圓盤試樣后，用上部腔體螺栓密閉接合上部腔體和下部腔體，移除端蓋，利用上部腔體的中心空腔對圓盤試樣布置位移測試裝置和應變測試裝置；

步驟B：用真空泵抽掉試驗裝置及附屬管道內的殘余空氣，直到系統內真空度達到設定值后，使用氣動增壓泵對高壓儲罐進行高壓氫氣充裝，直到高壓儲罐內氫氣壓力達到設定值；

步驟C：再次使用真空泵對下部腔體及其附屬的管路進行抽真空至設定真空度后，關閉真空泵，通過下部腔體流量控制閥門使高壓儲罐內的氫氣以特定的速率進入下部腔體內，直至圓盤試樣爆破，切斷氫氣源，記錄爆破壓力，并在試驗過程中記錄圓盤試樣的應變和位移；

步驟D：使用氬氣對試驗腔體和管路內的氫氣進行至少一次置換后，分離上部腔體和下部腔體，取出圓盤試樣；

所述多功能壓差式高壓氫與材料相容性的試驗裝置包括試驗腔體、氣動增壓泵、低壓儲罐、高壓儲罐、真空泵、氫氣瓶組、氬氣瓶組和控制系統模塊；

所述試驗腔體包括端蓋、上部腔體、下部腔體、壓環，上部腔體、下部腔體的內部中心空腔形成連通的空腔通道，端蓋與上部腔體之間、上部腔體與下部腔體之間分別通過端蓋螺栓、上部腔體螺栓連接，且連接處都采用O型圈作為密封元件進行密封，加蓋端蓋后能實現空腔通道的密封；下部腔體在與上部腔體的接觸面上，即下部腔體的上表面上，設有用于放置圓盤試樣的凹槽，且圓盤試樣與下部腔體的凹槽間設置有O型圈用于密封；所述壓環內嵌在上部腔體內，且與上部腔體過盈配合，壓環用于向放置在下部腔體凹槽內的圓盤試樣施加壓應力，壓環與上部腔體之間、壓環與圓盤試樣之間都分別設置有O型圈用于密封；壓環采用環形壓環，壓環的外直徑與圓盤試樣的直徑相同，壓環的內直徑與上部腔體的內直徑、下部腔體的內直徑相同；上部腔體與下部腔體上分別設置有上部腔體通氣口和下部腔體通氣口；所述上部腔體通氣口、下部腔體通氣口還設有放空管路，并設有放空閥門用于控制；

所述上部腔體通氣口、下部腔體通氣口之間還設有支路用于連通，且支路上設置有支路閥門；即上部腔體通氣口、下部腔體通氣口之間設有經過上部腔體流量控制閥門、支路閥門、下部腔體流量控制閥門的連通管路；

所述氫氣瓶組用于提供試驗用氫氣，所述氬氣瓶組用于提供置換和試驗用的氬氣，氫氣瓶組的排氣口、氬氣瓶組的排氣口分別連接至低壓儲罐的進氣口，低壓儲罐的排出口連接至氣動增壓泵，氣動增壓泵連接至高壓儲罐，高壓儲罐的排氣口分別與上部腔體通氣口和下部腔體通氣口連通；上部腔體通氣口和下部腔體通氣口設有直接連至低壓儲罐的放氫回路，用于將上部腔體或下部腔體中排放出的氫氣回收至低壓儲罐；上部腔體通氣口和下部腔體通氣口設有直接連至氬氣瓶組的置換管路，用于對上部腔體或下部腔體進行氣體置換；上部腔體通氣口、下部腔體通氣口還與真空泵的進氣口連接；

所述氫氣瓶組的排氣口、氬氣瓶組的排氣口之間還設有支路用于連通，且支路上設置有閥門E；即氫氣瓶組的排氣口、氬氣瓶組的排氣口之間設有經過閥門A、閥門E、閥門B的連通管路，并保證氫氣瓶組的排氣口、低壓儲罐的進氣口之間的連通管路經過閥門A、閥門C，氬氣瓶組的排氣口、低壓儲罐的進氣口之間的連通管路經過閥門B、閥門E、閥門C；

所述放氫回路上設有放氫回路閥門，上部腔體通氣口處設有上部腔體流量控制閥門，下部腔體通氣口處設有下部腔體流量控制閥門，真空泵的進氣口處設有真空泵閥門，高壓儲罐的排氣口處設有高壓儲罐出口閥；所述氫氣瓶組的排氣口處、氬氣瓶組的排氣口處、低壓儲罐的進氣口處、置換管路上分別設有閥門A、閥門B、閥門C、閥門D；

所述控制系統模塊用于控制氣動增壓泵和真空泵的運行、所有閥門的開度。