CN109724871A - 一种r6级系泊链阴极保护下慢拉伸试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种R6级系泊链阴极保护下慢拉伸试验装置，包括装有人工海水的桶形容器及盖板；盖板的中心位置设置有放置上拉伸夹具的通孔a，通孔a左侧设置有安装辅助阳极的通孔b，通孔a右侧设置有安装参比电极的通孔c；电源输出装置的一端与辅助阳极相连接，另一端与上拉伸夹具相连接；电压测试装置的一端与参比电极相连接，另一端与上拉伸夹具相连接；拉伸试样夹在上拉伸夹具与下拉伸夹具之间，下拉伸夹具与桶形容器底部之间设置有密封装置；本发明的装置在不影响实验进行的条件下，能够同时实现电化学参数测量、测量环境控制，模拟在海水中阴极保护的环境，准确完成R6级系泊链析氢下慢应变速率拉伸试验，全面考察其抗环境脆化性能。
Description
技术领域
本发明涉及系泊链的领域，尤其涉及一种R6级系泊链阴极保护下慢性拉伸试验装置。
背景技术
系泊链是一种将海洋浮式结构件固定在其作业位置的设备，是海上系泊定位关键组成部分，是开采和处理装置系泊不可或缺的安全保障设备。按照机械性能可分为R3、R3S、R4、R4S、R5、R5S、R6等几个等级。近几年，环境氢致腐蚀敏感性越来越受到深海海洋油气行业的重视，客户对系泊链性能和可靠性要求也越来越高。目前系泊链已发展到具有高强度高韧性R6级别。目前业内尚未有明确的R6级系泊链慢应变速率拉伸试验方法。
阴极保护下的慢应变速率拉伸试验（SSRT）是在人工海水和控制环境下，以缓慢的拉伸速率对试样施加应力，直至试样断裂，以测定材料对在阴极保护下应力腐蚀断裂的敏感性。慢应变速率拉伸试验是研究材料应力腐蚀的有效手段，在进行慢应变速率拉伸试验时，试样测试环境对实验性能影响至关重要。
常规慢拉伸试验一般只对比人工海水和控制环境下的断面收缩率，而系泊链在使用过程中受到船体外加阴极保护的影响，腐蚀环境更加恶劣，常规方法难以全面考察其抗环境脆化性能。
发明内容
本发明目的是提供一种一种R6级系泊链阴极保护下慢性拉伸试验装置，结构简单，能全面考察其抗环境脆化性能，解决了以上技术问题。
为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：一种R6级系泊链阴极保护下慢拉伸试验装置，其特在在于：包括装有人工海水的桶形容器，上拉伸夹具，下拉伸夹具；所述的桶形容器开口方向设置为向上，并在开口位置设置有盖板；所述的盖板的中心位置设置有放置上拉伸夹具的通孔a，通孔a左侧设置有安装辅助阳极的通孔b，通孔a右侧设置有安装参比电极的通孔c；电源输出装置的一端与辅助阳极相连接，另一端与上拉伸夹具相连接；电压测试装置的一端与参比电极相连接，另一端与上拉伸夹具相连接；所述的下拉伸夹具穿过桶形容器的底部，拉伸试样夹在上拉伸夹具与下拉伸夹具之间，下拉伸夹具与桶形容器底部之间设置有密封装置。
优选的：所述的上拉伸夹具、下拉伸夹具的外圆表面均设置有螺纹。
优选的：所述的密封装置包括与上拉伸夹具、下拉伸夹具相配合的螺纹套管，螺纹套管分别嵌入盖板的通孔a和桶形容器的底部。
优选的：所述的人工海水将辅助阳极、参比电极及拉伸试样浸没。
本发明的有益效果；一种R6级系泊链阴极保护下慢拉伸试验装置，盖板的中心位置设置有放置上拉伸夹具的通孔a，通孔a左侧设置有安装辅助阳极的通孔b，通孔a右侧设置有安装参比电极的通孔c；电源输出装置的一端与辅助阳极相连接，另一端与上拉伸夹具相连接；电压测试装置的一端与参比电极相连接，另一端与上拉伸夹具相连接；在不影响实验进行的条件下，能够同时实现电化学参数测量、测量环境控制（温度，溶液充气及添加溶液），模拟在海水中阴极保护的环境，准确完成R6级系泊链析氢下慢应变速率拉伸试验，全面考察其抗环境脆化性能。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
在图中：1.电压测试装置；2.上拉伸夹具；3.参比电极；4.拉伸试样；5.下拉伸夹具；6.电源输出装置；7.盖板；8.辅助阳极；9.桶形容器；10.密封装置；11.通孔a；12.通孔b；13.通孔c；14.螺纹套管；15.生料带。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明；
在附图中：一种R6级系泊链阴极保护下慢拉伸试验装置，其特在在于：包括装有人工海水的桶形容器9，上拉伸夹具2，下拉伸夹具5；所述的桶形容器9开口向上，并在开口位置设置有盖板7；所述的盖板7的中心位置设置有放置上拉伸夹具2的通孔a11，通孔a11左侧设置有安装辅助阳极8的通孔b12，通孔a11右侧设置有安装参比电极3的通孔c13；电源输出装置11的一端与辅助阳极8相连接，另一端与上拉伸夹具2相连接；电压测试装置1的一端与参比电极3相连接，另一端与上拉伸夹具2相连接；所述的下拉伸夹具5穿过桶形容器9的底部，拉伸试样4夹在上拉伸夹具2与下拉伸夹具5之间，下拉伸夹具5与桶形容器9底部之间设置有密封装置10。
所述的上拉伸夹具2、下拉伸夹具5的外圆表面均设置有螺纹；所述的密封装置10包括与上拉伸夹具2、下拉伸夹具5相配合的螺纹套管14及缠绕生料带15，螺纹套管14分别嵌入盖板7的通孔a11和桶形容器9的底部；所述的人工海水将辅助阳极8、参比电极3及拉伸试样4浸没。
本发明的具体实施：先配置人工海水，准备一个上端开口的筒形容器，在容器盖上预留通孔a安装上拉伸夹具，通孔b辅助阳极, 通孔c安装参比电极，容器盖板还安装有必须的环境控制装置。将一个试样装到拉伸试验机上，下拉伸夹具穿过容器的底部，下拉伸夹具与容器底部相接触的位置做好密封防止漏水，密封采用螺纹套与下拉伸夹具相连接，并采用生料带缠绕。将参比电极和辅助阳极放置在拉伸试样的两侧，装好后，倒入预先配置的人工海水，将试样、辅助阳极以及参比电极浸没。按实验要求设置相应阴极保护电位以及拉伸机应变速度，开始进行慢应变速率拉伸试验。
采用十二组慢应变速率拉伸试样，每组两件，分别在纯海水， -850 mv, -950 mv,-1050 mv 和-1200 mv以及控制环境（空气）下对环背和焊缝进行慢应变速率拉伸试验，考察R6级系泊链钢耐环境腐蚀性能，拉伸速率定为10-5 S-1。
考察参数是延伸率和断面收缩比，以及采用SEM对断裂的机理和环境影响因素进行分析。断面收缩比RRA＝RAe/RAc。其中RAe是试验环境下的断面收缩率，而RAc是控制环境下的断面收缩率；试验环境介质分别为：纯海水， -850 mv, -950 mv, -1050 mv 和-1200mv 下阴极保护，纯海水根据ASTM D1141来调配。控制环境介质为空气。
一种R6级系泊链阴极保护下的慢应变速率拉伸试验，包括以下步骤：(a) 根据船级社标准制造拉伸试样；(b) 配置标准人工海水；(c) 准备参比电极和阳极电极；(d) 将一个试样安装到拉伸机上，安放好参比电极和阳极电极，然后放入预先配置的人工海水，将拉伸试样和电极浸没；(e) 调节拉伸机参数，调节电源电压参数，使环境参数符合实验要求；(f) 试样拉伸前测量试样原标距 L；(g) 试样拉伸断裂后，分别测量拉伸试样标距段的总变形∆L和断裂处面积，计算试样延伸率δ和断面收缩率RAe; (h) 将另一个相应拉伸试样（环背或焊口）分别安装到拉伸机上，在控制环境下，采用相同的拉伸机参数和电压参数进行慢应变速率拉伸，拉断后测量断裂处面积并计算断面收缩率RAc；(i) 分别计算环背或焊口断面收缩率比RRA=RAe/RAc;
实验前记录试样原标距, 实验结束后测量拉伸试样断裂处面积及标距段的总变形并记录，另外两个试样（分别取自环背和焊缝）的试样在控制环境（空气）中进行试验，同样测量拉伸试样断裂处面积和延伸率并记录，最后将取自同样位置的试样在不同阴极保护和人工海水条件下的断裂面积相比，得出相应的环境脆化敏感性能。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (4)
1.一种R6级系泊链阴极保护下慢拉伸试验装置，其特在在于：包括装有人工海水的桶形容器（9），上拉伸夹具（2），下拉伸夹具（5）；所述的桶形容器（9）开口向上，并在开口位置设置有盖板（7）；所述的盖板（7）的中心位置设置有放置上拉伸夹具（2）的通孔a（11），通孔a（11）左侧设置有安装辅助阳极（8）的通孔b（12），通孔a（11）右侧设置有安装参比电极（3）的通孔c（13）；电源输出装置（11）的一端与辅助阳极（8）相连接，另一端与上拉伸夹具（2）相连接；电压测试装置（1）的一端与参比电极（3）相连接，另一端与上拉伸夹具（2）相连接；所述的下拉伸夹具（5）穿过桶形容器（9）的底部，拉伸试样（4）夹在上拉伸夹具（2）与下拉伸夹具（5）之间，下拉伸夹具（5）与桶形容器（9）底部之间设置有密封装置（10）。
2.根据权利要求1所述的一种R6级系泊链阴极保护下慢拉伸试验装置，其特征在于：所述的上拉伸夹具（2）、下拉伸夹具（5）的外圆表面均设置有螺纹。
3.根据权利要求1所述的一种R6级系泊链阴极保护下慢拉伸试验装置，其特征在于：所述的密封装置（10）包括与上拉伸夹具（2）、下拉伸夹具（5）相配合的螺纹套管（14）及缠绕生料带（15），螺纹套管（14）分别嵌入盖板（7）的通孔a（11）和桶形容器（9）的底部。
4.根据权利要求1所述的一种R6级系泊链阴极保护下慢拉伸试验装置，其特征在于：所述的人工海水将辅助阳极（8）、参比电极（3）及拉伸试样（4）浸没。
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