[发明专利]轻便式高温高压力学试验装置

说明书

本发明公开了一种轻便式高温高压力学试验装置，包括封盖，与封盖连接的上釜体，与上釜体连接的下釜体，上拉伸杆和下拉伸杆；上拉伸杆上端与拉伸机连接，上拉伸杆伸入封盖、上釜体和下釜体中，下拉伸杆上部伸入下釜体中，上拉伸杆和下拉伸杆的相对端均设有夹头；所述上釜体包括设有第一竖向通孔的上腔体，由上至下依次设于上拉伸杆中部和第一竖向通孔之间的上环形支撑件和第一动密封结构，由上至下依次设于上拉伸杆和第一竖向通孔下部之间的第二动密封结构和下环形支撑件。本发明具有拆装方便、耐温耐压效果好、安全性好的特点。

技术领域

本发明涉及高压氢实验设备技术领域，尤其是涉及一种能够与普通拉伸机配合使用的轻便式高温高压力学试验装置。

背景技术

氢能、石油化工、核电和海洋开发是我国能源战略的重要组成部分。在这些领域中设备往往需要在高温、高压和高腐蚀的环境中运行。

高温高压的腐蚀问题，是威胁设备安全稳定运行的重要因素。在高温高压环境下运行的设备一旦发生失效，就可能造成非常严重的后果。例如：2003年在四川川东某气田发生了含H₂S油气的泄漏事故，造成了200多人死亡，上万人受灾，直接经济损失数千万元。类似的极端环境也出现在各个行业领域中，例如目前经常采用加氢的方式来提高燃油的油品质量。在加氢反应器中，氢气的压力高达4MPa-10MPa，而温度则超过300摄氏度。众所周知，在氢气环境中，许多材料都会发生力学性能的损减，通常被称为“氢脆”。因此在临氢设备的设计中，材料在该温度和压力下的原位力学性能参数是不可缺少的重要数据。又例如在核电的导热回路中，高温水的压力高达20MPa，温度也超过300摄氏度，在这种环境下极少量的氧就可能对材料造成严重的破坏，这一般被称为应力腐蚀开裂。因此也要获取在这种环境下的材料服役性能，才能保证设备设计制造有据可依。所以，在高温高压高腐蚀的环境中，服役环境有可能会材料的力学性能，而威胁设备的安全运行，因此在模拟工况下的原位试验数据就显得尤为重要。

目前，对于高温试验的原位试验，我国还比较落后，没有具有压力平衡的实验设备。即使在国际上，生产制造高温高压力学实验设备的公司也并不是很多。另外，现有的高温高压力学实验设备也很少有可以与拉伸机分离的便携式环境箱。在国际上比较知名的厂家分别生产不同类型的实验设备。美国的corrotest公司生成的试验机主要用于腐蚀环境中的慢应变速率拉伸实验，具有压力平衡系统，他们生产的设备为拉伸机和环境箱组合为一体的专用设备，并且价格不菲，其售价折合人民币大约是100万元，并且这类设备无法进行超过250摄氏度的实验。而日本的日东高压生成的设备主要是针对高温环境的，例如：核电中出现的高温水环境，他们的设备也是和拉伸机是一套使用的，不可拆卸。现在国内生产的高温高压环境力学测试系统，例如苏试试验公司生成的高压环境箱也都是环境箱和拉伸机是组合到一起匹配生产的，环境箱不可拆卸。而大连科贸有限公司生成的高温高压环境箱则不具备压力平衡系统，并且无法达到250摄氏度以上的高温。当设备中无压力平衡系统时，容器中的气体压力会直接作用于拉伸杆上，并进而作用于被测试样上，这种内压有时会使被测材料产生100MPa的拉应力，这大大增加了实验的危险性，也降低了实验的准确度。因此为了保证实验的安全进行，传统的设备非常庞大，因此就需要定制的拉伸机与之匹配。这大大的增加了设备的投入成本，也因为这种压力的限制，实验的容器的极限压力受到限制（过高的压力的内压可能会直接把试样拉断）。另外也限制了拉伸机本身作为一种传统实验设备的使用范围。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的超高压氢环境实验装置体积大，压力低的不足，提供了一种能够与普通拉伸机配合使用的轻便式高温高压力学试验装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：