[發明專利]一種薄壁管應力腐蝕裂紋萌生高通量實驗裝置及實驗方法

在審

• 申請號: 202110192431.2
• 申請日: 2021-02-20
• 公開（公告）號: CN113008716A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 郭相龍;汪家梅;賴平;蘇豪展;張樂福
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種薄壁管應力腐蝕裂紋萌生高通量實驗裝置，其特征在于，包括用于安裝薄壁管試樣(1)的實驗容器、加熱系統(3)、水化學控制系統(4)、加載系統(5)以及檢測系統(6)，所述薄壁管試樣(1)穿設實驗容器，且所述薄壁管試樣(1)的兩端均伸出實驗容器；

所述加熱系統(3)用于控制實驗容器內環境的溫度，所述水化學控制系統(4)與實驗容器的內環境形成回路，且所述水化學控制系統(4)用于控制實驗容器內環境的壓力，所述加載系統(5)用于為薄壁管試樣(1)施加載荷，所述檢測系統(6)用于對實驗水化學相關參數進行記錄和監測。

2.如權利要求1所述的一種薄壁管應力腐蝕裂紋萌生高通量實驗裝置，其特征在于，所述加熱系統(3)包括加熱套(31)和加熱座(32)，所述加熱套(31)套設在實驗容器的外壁上，所述加熱座(32)套設加熱套(31)。

3.如權利要求1所述的一種薄壁管應力腐蝕裂紋萌生高通量實驗裝置，其特征在于，所述水化學控制系統(4)包括儲水柱(41)、磁力泵(42)、高壓計量泵(43)以及背壓閥(44)，所述儲水柱(41)的出水口通過管道依次連通磁力泵(42)、高壓計量泵(43)以及實驗容器的進水口，所述實驗容器的出水口通過管道與儲水柱(41)的進水口連通，所述背壓閥(44)設置在實驗容器出水口處的管道上。

4.如權利要求1所述的一種薄壁管應力腐蝕裂紋萌生高通量實驗裝置，其特征在于，所述加載系統(5)包括加載框(51)和拉伸機(52)，所述加載框(51)與薄壁管試樣(1)同軸固定連接，所述拉伸機(52)的活塞桿與加載框(51)同軸固定連接。

5.如權利要求1所述的一種薄壁管應力腐蝕裂紋萌生高通量實驗裝置，其特征在于，所述檢測系統(6)包括直流電壓降法檢測組件(61)和測量儀表(62)；

所述直流電壓降法檢測組件(61)在薄壁管試樣(1)兩端通入電流，且所述直流電壓降法檢測組件(61)還檢測并記錄薄壁管試樣(1)兩端的電壓變化；

所述測量儀表(62)安裝在水化學控制系統(4)與實驗容器形成的回路上，且測量儀表(62)用于檢測并記錄回路中液體的電導率、PH值以及溶解氧。

6.如權利要求1所述的一種薄壁管應力腐蝕裂紋萌生高通量實驗裝置，其特征在于，所述薄壁管試樣(1)與實驗容器之間設置有密封組件(7)，所述密封組件(7)包括密封套筒(71)、密封卡套(72)以及密封圈(73)，所述密封套筒(71)與實驗容器的外壁固定連接，所述密封卡套(72)設置在密封套筒(71)遠離實驗容器的一端，所述密封套筒(71)和密封卡套(72)二者均套設薄壁管試樣(1)，所述密封圈(73)設置在密封卡套(72)內，所述密封組件(7)在實驗容器的上下兩側均設置有一組。

7.如權利要求6所述的一種薄壁管應力腐蝕裂紋萌生高通量實驗裝置，其特征在于，所述密封套筒(71)的外壁上套設有水冷套(74)。

8.如權利要求1所述的一種薄壁管應力腐蝕裂紋萌生高通量實驗裝置，其特征在于，所述實驗容器上設置有輔助支撐組件(8)，所述輔助支撐組件(8)包括實驗管壓板(81)和螺絲桿(82)，所述螺絲桿(82)在實驗容器的上側固定設置有多個，所述實驗管壓板(81)在螺絲桿(82)上水平間隔設置有兩塊，任一所述實驗管壓板(81)均與螺絲桿(82)滑移配合，且所述薄壁管試樣(1)穿設兩塊實驗管壓板(81)。

9.如權利要求1所述的一種薄壁管應力腐蝕裂紋萌生高通量實驗裝置，其特征在于，所述薄壁管試樣(1)的兩端均同軸焊接固定有支管(11)，所述支管(11)通過管道連通有保護氣瓶。

10.一種薄壁管應力腐蝕裂紋萌生高通量實驗方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、先將所述薄壁管試樣(1)的兩端通過電子束焊接螺紋，再在所述薄壁管試樣(1)的兩端分別焊接固定支管(11)，然后再將所述薄壁管試樣(1)安裝在實驗容器上，并使所述薄壁管試樣(1)的兩端均伸出實驗容器；

S2、將所述薄壁管試樣(1)上端的支管(11)通過管道與保護氣瓶連通，并將所述薄壁管試樣(1)的下端通過加載框(51)與拉伸機(52)的活塞桿連接；

S3、打開所述磁力泵(42)、高壓計量泵(43)以及背壓閥(44)，對所述水化學控制系統(4)和實驗容器組成的回路進行清洗；

S4、打開所述磁力泵(42)、高壓計量泵(43)以及加熱套(31)，使所述實驗容器內環境的溫度和壓強均達到實驗標準，然后再啟動所述拉伸機(52)，并通過所述直流電壓降法檢測組件(61)和測量儀表(62)檢測并記錄實驗的相關參數及實驗數據。