CN111174986B - 管路泄漏检测方法及氢气管路 - Google Patents

管路泄漏检测方法及氢气管路 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种管路泄漏检测方法及氢气管路。所述管路泄漏检测方法包括在管路的表面涂覆氢气检测材料，形成检测涂层，所述氢气检测材料遇到氢气变色。判断所述检测涂层的颜色是否发生变化。若是，则所述管路发生氢气泄漏。所述管路泄漏检测方法利用氢气检测材料遇到氢气变色的原理，检测所述管路发生氢气泄漏。所述管路泄漏检测方法便于工作人员及时发现氢气管路泄漏点，提高了氢气管路的安全性。此外，所述管路泄漏检测方法无需电路测量，操作简便，经济合理。

Description

管路泄漏检测方法及氢气管路
技术领域
本申请涉及新能源技术领域，特别是涉及一种管路泄漏检测方法及氢气管路。
背景技术
化石能源消耗带来的能源枯竭和环境污染日益严重，可再生能源的大规模开发和利用势在必行。尽管可再生能源储量丰富，分布广泛，但存在着波动剧烈，尤其受自然环境的影响呈现周期性的变化。氢气是一种有效的储能方式：在可再生能源发电高峰期将电能转换为化学能储存在氢气当中，在用电高峰期将氢气携带的能量通过燃料电池重新转换为电能以供使用。因此氢气的制备、储存、运输等技术受到了相关研究人员的重视。
氢气是一种极易燃易爆的气体，当氢气在空气中的体积分数超过4％-75％时，遇到火源，即可引起爆炸。因此，如何才能提高氢气管路的安全性是亟待解决的问题。
发明内容
基于此，有必要针对怎样才能提高氢气管路的安全性的问题，提供一种管路泄漏检测方法及氢气管路。
一种管路泄漏检测方法，包括：
在管路的表面涂覆氢气检测材料，形成检测涂层，所述氢气检测材料遇到氢气变色。
判断所述检测涂层的颜色是否发生变化。
若是，则判断所述管路发生氢气泄漏。
在一个实施例中，所述管路泄漏检测方法还包括：
根据所述氢气检测材料的颜色色度判断氢气的泄漏量。
在一个实施例中，在管路的表面涂覆氢气检测材料，形成检测涂层之前，所述管路泄漏检测方法还包括：
制备所述氢气检测材料。
在一个实施例中，制备所述氢气检测材料包括：
提供吸附载体材料。
将氢敏材料附着于所述吸附载体材料，以形成所述氢气检测材料。
在一个实施例中，所述吸附载体材料为变色硅胶。所述变色硅胶包含细孔硅胶和结合于细孔硅胶中的氯化钴材料。所述氢敏材料为钯金属。
在一个实施例中，在管路表面涂覆所述吸附载体材料，以形成对比涂层。所述对比涂层与所述检测涂层间隔设置。判断所述检测涂层的颜色与所述对比涂层的颜色是否相同。若不相同，则所述管路发生氢气泄漏。
一种氢气管路包括管路和检测涂层。所述管路用于输送氢气。所述检测涂层设置于所述管路的表面。所述检测涂层包括氢气检测材料。
在一个实施例中，所述氢气检测材料为包含钯金属的变色硅胶。
在一个实施例中，所述管路包括第一输气管、第二输气管和连接件。所述第一输气管和所述第二输气管通过所述连接件连通。所述检测涂层设置于所述连接件靠近所述第一输气管的表面。所述检测涂层设置于所述第一输气管靠近所述连接件的表面。所述检测涂层设置于所述第二输气管靠近所述连接件的表面。
在一个实施例中，所述的氢气管路还包括对比涂层。所述检测涂层为环形结构。所述环形结构包括镂空部。所述对比涂层设置于所述镂空部。
在一个实施例中，所述的氢气管路还包括保护罩。所述保护罩套设于所述管路的外表面。所述保护罩包围形成第一空间。所述检测涂层收纳于所述第一空间。
在一个实施例中，所述保护罩包括保护部和固定部。所述保护部用于套设于与所述检测涂层对应的所述管路。所述固定部为软管结构。所述固定部的一端与所述保护部连接。所述软管结构的内壁与所述管路的外表面贴合。
在一个实施例中，所述管路包括通过内外螺纹连接的第一输气管和第二输气管。所述检测涂层设置于所述第一输气管靠近所述第二输气管的环向表面。
在一个实施例中，所述管路包括第一输气管、第二输气管、第一法兰盘和第二法兰盘。所述第一法兰盘设置于所述第一输气管的一端。所述第二法兰盘设置于所述第二输气管的一端。所述第一输气管和所述第二输气管通过所述第一法兰盘和所述第二法兰盘连接。所述检测涂层分别设置于所述第一法兰盘和所述第二法兰盘相对的表面。
本申请实施例提供的所述管路泄漏检测方法，包括在管路的表面涂覆氢气检测材料，形成检测涂层。判断所述检测涂层的颜色是否发生变化。若是，则判断所述管路发生氢气泄漏。所述管路泄漏检测方法便于工作人员及时发现氢气管路泄漏点，提高了氢气管路的安全性。此外，所述管路泄漏检测方法无需电路测量，操作简便，经济合理。
附图说明
图1为本申请一个实施例中提供的所述管路泄漏检测方法的流程图；
图2为本申请一个实施例中提供的所述氢气管路的结构示意图；
图3为本申请另一个实施例中提供的所述氢气管路的结构示意图；
图4为本申请另一个实施例中提供的所述镂空部的结构示意图；
图5为本申请另一个实施例中提供的所述氢气管路的结构示意图；
图6为本申请另一个实施例中提供的所述氢气管路的结构示意图；
图7为本申请另一个实施例中提供的所述保护罩的结构示意图；
图8为本申请另一个实施例中提供的所述氢气管路的结构示意图；
图9为本申请另一个实施例中提供的所述氢气管路的结构示意图；
图10为本申请另一个实施例中提供的所述A-A的剖面结构示意图。
附图标号：
氢气管路 10
管路 20
检测涂层 30
第一输气管 210
第一法兰盘 211
第二输气管 220
第二法兰盘 221
连接件 230
对比涂层 40
镂空部 401
保护罩 70
防护部 710
固定部 720
第一空间 701
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参见图1和图2，本申请实施例提供一种管路泄漏检测方法，包括：
S100，在管路20的表面涂覆氢气检测材料，形成检测涂层30，所述氢气检测材料遇到氢气变色。
S200，判断所述检测涂层30的颜色是否发生变化。
S300，若是，则所述管路20发生氢气泄漏。
本申请实施例提供的所述管路泄漏检测方法利用氢气检测材料遇到氢气变色的原理，检测所述管路发生氢气泄漏。所述管路泄漏检测方法便于工作人员及时发现氢气管路泄漏点，提高了氢气管路的安全性。此外，所述管路泄漏检测方法无需电路测量，操作简便，经济合理。
在S100中在管路20的表面涂覆氢气检测材料的步骤采用喷涂、影印或粘贴的方式。
在S200中判断所述检测涂层30的颜色是否发生变化的方法包括肉眼观察或仪器探测等。
在S300中工作人员可以依据经验或色卡进行判断所述管路20是否发生氢气泄漏。
在一个实施例中，所述管路泄漏检测方法还包括：
S400，根据所述氢气检测材料的颜色色度判断氢气的泄漏量。
所述氢气检测材料的颜色的变化可以是同一个颜色的深浅变化，也可以是不同颜色之间的变化。
在一个实施例中，在S100之前，所述管路泄漏检测方法还包括：
S010，制备所述氢气检测材料。
在一个实施例中，S010包括：
S11，提供吸附载体材料。
S12，将氢敏材料附着于所述吸附载体材料，以形成所述氢气检测材料。
所述氢敏材料遇到氢气发生化学变化。所述氢敏材料可以是催化剂或反应剂。氢气遇到所述氢敏材料发生化学变化，产生新物质。所述新物质使得所述氢气检测材料发生颜色变化。
在一个实施例中，所述吸附载体材料为变色硅胶。所述变色硅胶包含细孔硅胶和结合于细孔硅胶中的氯化钴材料。所述氢敏材料为钯金属。
正常情况下，氢气与氧气发生反应所需温度在500摄氏度以上，此时氢气分子由于在高温条件下增加了分子间发生自由碰撞的几率。呈现出高能量状态，从而能够与氧气发生氧化反应。当在催化剂存在条件下，氢氧复合反应的活化能降低，使得氢气分子在较低的能量状态下也能够与氧气发生复合反应。
氢气在被钯金属或铂金属吸附时，氢气出现活化现象。氢气变为氢原子以及带电的多种价态的氢原子。在常温状态下，氢与氧发生成水。
由于氢敏材料附着于所述吸附载体材料，即所述钯金属附着于所述变色硅胶。所述变色硅胶包含细孔硅胶和结合于细孔硅胶中的氯化钴材料。所述氯化钴在未遇到水时为蓝色，遇水变为红色。
当所述管路20发生氢气泄漏时，所述钯金属为催化剂，促进氢变为氢原子，氢与氧发反应生成水。水促使所述变色硅胶变色。进而，所述检测涂层30的颜色发生变化。
当所述管路20发生氢气泄漏时，泄漏的氢气浓度远大于空气中的氢气浓度，因此，所述检测涂层30的颜色变化明显，足以判断泄漏情况。
在一个实施例中，所述氢气检测材料包含钯金属和氧化钨。当氧化钨(WO3)在遇到氢原子时会还原为金属钨，颜色从淡黄色变为银白色。
将氧化钨粉末与粘结剂(PVDF)后通过压实工序制成的氧化钨活性材料(片状，5-10μm厚度)表面喷淋钯金属(1-5μm)，构成的双层结构。所述氢气检测材料环贴在管路表面，用于检测氢气。当氢气发生泄露时，氢气遇到钯金属在常温条件下还原为氢原子。氢原子进一步渗透，遇到氧化钨，将还氧化钨原为钨金属，颜色从淡黄色变为银白色。
所述氢气检测材料也可以为其他遇到氢，变色的材料。在一个实施例中，在S100中，在管路20表面涂覆所述吸附载体材料，以形成对比涂层40。在S200中，判断所述检测涂层30的颜色与所述对比涂层40的颜色是否相同。S300，若不相同，则所述管路20发生氢气泄漏。
如果空气中的湿度比较大时，由于所述对比涂层40的材料为所述吸附载体材料，所述对比涂层40也会发生颜色改变。通过对比所述检测涂层30的颜色与所述对比涂层40的颜色能够排除环境湿度的影响，提高所述检测涂层30检测的准确性。
如果所述检测涂层30的颜色与所述对比涂层40的颜色相同，则所述管路20未发生氢气泄漏。
如果所述检测涂层30的颜色比所述对比涂层40的颜色更接近红色，则所述管路20发生氢气泄漏。
如果所述对比涂层40的颜色比所述检测涂层30的颜色更接近红色，则说明所述检测涂层30失效，及时更换所述检测涂层30。
本申请实施例提供一种氢气管路100包括管路20和检测涂层30。所述管路20用于输送氢气。所述检测涂层30设置于所述管路20的表面。所述检测涂层30包括氢气检测材料。所述氢气检测材料遇到氢气变色。
本申请实施例提供的所述氢气管路100包括管路20和检测涂层30。所述检测涂层30利用氢气检测材料遇到氢气变色的原理，检测所述管路20发生氢气泄漏。所述氢气管路100便于工作人员及时发现氢气管路100的泄漏点，提高了氢气管路100的安全性。
在一个实施例中，所述氢气检测材料为包含钯金属的变色硅胶。
所述变色硅胶包含细孔硅胶和结合于细孔硅胶中的氯化钴材料。
氢气在被钯金属吸附时，氢气出现活化现象。氢气变为氢原子以及带电的多种价态的氢原子。在常温状态下，氢与氧发生成水。
由于氢敏材料附着于所述吸附载体材料，即所述钯金属附着于所述变色硅胶。所述变色硅胶包含细孔硅胶和结合于细孔硅胶中的氯化钴材料。所述氯化钴在未遇到水时为蓝色，遇水变为红色。
当所述管路20发生氢气泄漏时，所述钯金属为催化剂，促进氢变为氢原子，氢与氧发反应生成水。水促使所述变色硅胶变色。进而，所述检测涂层30的颜色发生变化。
当所述管路20发生氢气泄漏时，泄漏的氢气浓度远大于空气中的氢气浓度，因此，所述检测涂层30的颜色变化明显，足以判断泄漏情况。
所述检测涂层30的形状不限。所述检测涂层30涂覆的位置可以是管路20的任意位置。所述检测涂层30可以涂覆于所述管路20的连接部位或密封部位。
在一个实施例中，所述管路20包括第一输气管210、第二输气管220和连接件230。所述第一输气管210和所述第二输气管220通过所述连接件230连通。所述检测涂层30设置于所述连接件230靠近所述第一输气管210的表面。所述检测涂层30设置于所述第一输气管210靠近所述连接件230的表面。所述检测涂层30设置于所述第二输气管220靠近所述连接件230的表面。
请一并参见图3，在一个实施例中，所述检测涂层30设置于所述连接件230的端面。
所述连接件230可以为卡套或卡箍等。当所述氢气沿所述第一输气管210的外表面或所述第二输气管220的外表面泄漏时，所述检测涂层30发生变色。
通过所述检测涂层30的颜色变化的深浅度判断氢气泄漏量的大小。
通过所述检测涂层30发生颜色变化的位置判断氢气泄漏点的位置。
请一并参见图4和图5，在一个实施例中，所述的氢气管路还包括对比涂层40。所述检测涂层30为环形结构。所述环形结构包括镂空部401。所述对比涂层40设置于所述镂空部401。
在一个实施例中，所述对比涂层40为变色硅胶。所述变色硅胶包含细孔硅胶和结合于细孔硅胶中的氯化钴材料。
如果空气中的湿度比较大时，由于所述对比涂层40的材料为所述吸附载体材料，所述对比涂层40也会发生颜色改变。通过对比所述检测涂层30的颜色与所述对比涂层40的颜色能够排除环境湿度的影响，提高所述检测涂层30检测的准确性。
如果所述检测涂层30的颜色与所述对比涂层40的颜色相同，则所述管路20未发生氢气泄漏。
如果所述检测涂层30的颜色比所述对比涂层40的颜色更接近红色，则所述管路20发生氢气泄漏。
如果所述对比涂层40的颜色比所述检测涂层30的颜色更接近红色，则说明所述检测涂层30失效，及时更换所述检测涂层30。
所述镂空部401的所述对比涂层40未添加催化剂的变色硅胶，不因泄漏的氢气变色。所述检测涂层30因泄漏的氢气变色。由于所述对比涂层40与所述检测涂层30相邻，便于及时发现所述检测涂层30变色。
所述检测涂层30的形状可以任意设置。
在一个实施例中，所述检测涂层30设计成危险标识“泄漏！”的形式，当所述检测涂层30因泄漏的氢气变色时，危险标识凸显出来，便于识别。
请一并参见图6和图7，在一个实施例中，所述的氢气管路还包括保护罩70。所述保护罩70套设于所述管路20的外表面。所述保护罩70包围形成第一空间701。所述检测涂层30收纳于所述第一空间701。
所述保护罩70形成封闭空间，隔绝空气，避免所述检测涂层30受到外部空气的影响变质失效。
在一个实施例中，所述保护罩70包括保护部710和固定部720。所述保护部710用于套设于所述检测涂层30对应的所述管路20。所述固定部720为软管结构。所述固定部720的一端与所述保护部710连接。所述软管结构的内壁与所述管路20的外表面贴合。
在一个实施例中，所述保护部710为透明结构，便于及时观测到所述检测涂层30的颜色变化。所述保护部710可以采用硬质塑料。
所述保护部710可以为中空椎体结构、筒体结构、中空正方体或中空长方体结构。所述保护部710的形状可以依据设计使用改变。
所述固定部720用于使所述保护部710固定于指定位置，同时所述固定部720于所述保护部710共同形成封闭空间。
所述固定部720为软管结构。当封闭空间由于氢气泄漏，压力升高时，所述固定部720的内表面与所述管路20的外表面形成间隙，气体可以外泄至外部空间，避免所述第一空间701压力过大。
所述固定部720可以为橡胶软管。
请一并参见图8，在一个实施例中，所述管路20包括通过内外螺纹连接的第一输气管210和第二输气管220。所述检测涂层30设置于所述第一输气管210靠近所述第二输气管220的环向表面。
请一并参见图9和图10，在一个实施例中，所述管路20包括第一输气管210、第二输气管220、第一法兰盘211和第二法兰盘221。所述第一法兰盘211设置于所述第一输气管210的一端。所述第二法兰盘221设置于所述第二输气管220的一端。所述第一输气管210和所述第二输气管220通过所述第一法兰盘211和所述第二法兰盘221连接。所述检测涂层30分别设置于所述第一法兰盘211和所述第二法兰盘221相对的表面。
所述检测涂层30也可以所述第一法兰盘211和所述第二法兰盘221的环向表面。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种管路泄漏检测方法，其特征在于，包括：
在管路(20)的连接部位或密封部位的表面涂覆氢气检测材料，形成检测涂层(30)，所述氢气检测材料遇到氢气变色；所述氢气检测材料包括吸附载体材料和氢敏材料，所述吸附载体材料为变色硅胶，所述变色硅胶包含细孔硅胶和结合于细孔硅胶中的氯化钴材料，所述氢敏材料为钯金属；
将保护罩(70)套设于所述管路(20)的外表面，所述保护罩(70)包括保护部(710)和固定部(720)，所述保护部(710)套设于与所述检测涂层(30)对应的所述管路(20)，所述固定部(720)为软管结构，所述固定部(720)的一端与所述保护部(710)连接，所述软管结构的内壁与所述管路(20)的外表面贴合；
判断所述检测涂层(30)的颜色是否发生变化；
若是，则所述管路(20)发生氢气泄漏。
2.如权利要求1所述的管路泄漏检测方法，其特征在于，还包括：
根据所述氢气检测材料的颜色色度判断氢气的泄漏量。
3.如权利要求1所述的管路泄漏检测方法，其特征在于，在管路(20)的表面涂覆氢气检测材料，形成检测涂层(30)之前，还包括：
制备所述氢气检测材料。
4.如权利要求1所述的管路泄漏检测方法，其特征在于，制备所述氢气检测材料包括：
提供吸附载体材料；
将氢敏材料附着于所述吸附载体材料，以形成所述氢气检测材料。
5.如权利要求4所述的管路泄漏检测方法，其特征在于，在管路(20)的表面涂覆氢气检测材料，形成检测涂层(30)后，还包括：
在管路(20)表面涂覆所述吸附载体材料，形成对比涂层(40)；
判断所述检测涂层(30)的颜色与所述对比涂层(40)的颜色是否相同；
若不相同，则所述管路(20)发生氢气泄漏。
6.一种氢气管路，其特征在于，包括：
管路(20)，用于输送氢气；
检测涂层(30)，设置于所述管路(20)的连接部位或密封部位的表面，所述检测涂层(30)包括氢气检测材料，所述氢气检测材料遇到氢气变色，所述氢气检测材料为包含钯金属的变色硅胶；
保护罩(70)，所述保护罩(70)包括：
保护部(710)，所述保护部(710)用于套设于与所述检测涂层(30)对应的所述管路(20)；
固定部(720)，所述固定部(720)为软管结构，所述固定部(720)的一端与所述保护部(710)连接，所述软管结构的内壁与所述管路(20)的外表面贴合。
7.如权利要求6所述的氢气管路，其特征在于，所述管路(20)包括：
第一输气管(210)和第二输气管(220)；
连接件(230)，所述第一输气管(210)和所述第二输气管(220)通过所述连接件(230)连通，所述检测涂层(30)设置于所述连接件(230)靠近所述第一输气管(210)的表面、所述第一输气管(210)靠近所述连接件(230)的表面或所述第二输气管(220)靠近所述连接件(230)的表面。
8.如权利要求6所述的氢气管路，其特征在于，还包括：
对比涂层(40)，所述检测涂层(30)为环形结构，所述环形结构包括镂空部(401)，所述对比涂层(40)设置于所述镂空部(401)。
9.如权利要求6所述的氢气管路，其特征在于，所述管路(20)包括通过内外螺纹连接的第一输气管(210)和第二输气管(220)，所述检测涂层(30)设置于所述第一输气管(210)靠近所述第二输气管(220)的环向表面。
10.如权利要求6所述的氢气管路，其特征在于，所述管路(20)包括第一输气管(210)、第二输气管(220)、第一法兰盘(211)和第二法兰盘(221)，所述第一法兰盘(211)设置于所述第一输气管(210)的一端，所述第二法兰盘(221)设置于所述第二输气管(220)的一端，所述第一输气管(210)和所述第二输气管(220)通过所述第一法兰盘(211)和所述第二法兰盘(221)连接，所述检测涂层(30)分别设置于所述第一法兰盘(211)和所述第二法兰盘(221)相对的表面。
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