CN217954081U - 一种圆片金属材料氢脆敏感度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆片金属材料氢脆敏感度检测装置；其中氢气气源、增压器、缓冲罐、控制阀、第一气控阀、圆片工装、第三气控阀和消音器依次相连；电气比例阀与控制阀的控制气入口相连；控制阀的进出口外的管路上分别设有第一压力变送器和第二压力变送器，第三压力变送器和温度变送器与圆片工装的检测接口相连，增压器、温度变送器、电气比例阀、第一气控阀、第二气控阀、第三气控阀、第一压力变送器、第二压力变送器和第三压力变送器均与控制系统相连。本实用新型为金属材料进行氢脆敏感度试验提供检测装置，检测装置电控部分采用高精度电气比例阀+控制阀，满足试验升压速率从0.01～100MPa/min设置可调。

Description

一种圆片金属材料氢脆敏感度检测装置

技术领域

本实用新型属于由气压产生的压力测试技术领域，具体为一种圆片金属材料氢脆敏感度检测装置。

背景技术

随着工业现代化不断进步和发展，人类更倾向于使用高效率、清洁能源，氢气作为一种优质清洁能源近年来备受重视，但由于其物理、化学性能较为活跃且分子量小，易于使金属材料发生氢还原进而导致事故，因此需要设计一套对金属材料进行氢脆敏感度分析的检测装置，以检测金属材料与氢气的相容性，进而保障安全生产和使用。

目前，圆片金属材料氢脆检测装置，通常存在1、增压范围小，难以精确控制，单台设备的量程增压不够完全的问题；2、升压速率的控制精度低，尤其是对大于50MPa/min以上的升压控制不足的问题。

针对这些问题，我们提出了一种圆片金属材料氢脆敏感度检测装置，实现圆片形金属材料进行氢脆敏感度试验，检测装置通过程序控制升压速率恒定可控，同步采集时间、压力、温度，并可生成时间-压力曲线，时间-温度曲线；参数设定后进行运行工作。

实用新型内容

针对背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种圆片金属材料氢脆敏感度检测装置，其特征在于，包括：增压器、缓冲罐、控制阀、圆片工装、温度变送器、消音器、电气比例阀和控制系统；其中氢气气源、增压器、缓冲罐、控制阀、第一气控阀、圆片工装、第三气控阀和消音器依次相连；电气比例阀与控制阀的控制气入口相连；控制阀的进出口外的管路上分别设有第一压力变送器和第二压力变送器，第三压力变送器和温度变送器与圆片工装的检测接口相连，增压器、温度变送器、电气比例阀、第一气控阀、第二气控阀、第三气控阀、第一压力变送器、第二压力变送器和第三压力变送器均与控制系统相连。

所述缓冲罐的出口和消音器的入口之间还并联有第二气控阀。

所述增压器为无油自润滑活塞式增压器。

本实用新型的有益效果在于：

1.为金属材料进行氢脆敏感度试验提供检测装置，检测装置电控部分采用高精度电气比例阀+控制阀，满足试验升压速率从0.01MPa/min～100MPa/min设置可调的同时，还可有效满足不同增压压力需求。

2.增压器的尺寸小巧易于维保；同时采集精度高并具备自动运行能力，与控制系统相连之后可记录时间、压力、温度。

附图说明

图1为本实用新型一种圆片金属材料氢脆敏感度检测装置实施例的结构示意图。

其中：1-增压器，2-缓冲罐，4-控制阀，6-圆片工装，7-温度变送器，8-消音器，9-电气比例阀，10-控制系统，51-第一气控阀，52-第二气控阀，53-第三气控阀，31-第一压力变送器，32-第二压力变送器，33-第三压力变送器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示的本实用新型实施例，包括：增压器1、缓冲罐2、控制阀4、圆片工装6、温度变送器7、消音器8、电气比例阀9和控制系统10；其中氢气气源、增压器1、缓冲罐2、控制阀4、第一气控阀51、圆片工装6、第三气控阀53和消音器8依次相连；电气比例阀9与控制阀4的控制气入口相连；控制阀4的进出口外的管路上分别设有第一压力变送器31和第二压力变送器32，第三压力变送器33和温度变送器7与圆片工装6的检测接口相连，增压器1、温度变送器7、电气比例阀9、第一气控阀51、第二气控阀52、第三气控阀53、第一压力变送器31、第二压力变送器32和第三压力变送器33均与控制系统10相连；

在本实施例中，缓冲罐2的出口和消音器8的入口之间还并联有第二气控阀52；用于系统快速泄压，当试验需要终止时可开启泄放第三气控阀53与增压器1之间的气体。

在本实施例中，所使用的圆片工装6主要由上法兰、下法兰、压环、置气孔、进气口、排气口等组成，其中圆片试样安装于试圆片工装的上法兰和下法兰之间，并用压环压紧，上法兰和下法兰的边缘使用多个均匀设置的高强度螺栓连接进气口设置于上法兰或下法兰其中之一上，排气口设置于不设有进气口的上法兰或下法兰上；上法兰或下法兰上还设有圆片工装6的检测接口。

在本实施例中，增压器1采用无油自润滑活塞式增压器，适用于氢气增压工况，无防爆要求；可实现到压自动停机，增压区间宽泛，满足0～100MPa增压需求；与控制部分配合使用可实现增压至指定压力后自动停机功能，提升装置的自动运行能力。

在本实施例中，控制阀4使用的是空压负载控制阀；由于检测装置电控部分采用高精度电气比例阀9+控制阀4，因此可以提升对于大于等于50MPa/min以上的升压控制精度，可满足全量程0.01MPa/min～100MPa/min恒定升压速率控制；电气比例阀通过工装端压力变送器采集数值实时动态调节控制阀供气压力，进而保障输出压升速率，控制精度为0.1％，提升数据分析的可靠性。

在本实施例中，控制系统10使用研华610系列工控机+西门子PLC控制系统，控制系统10外接的17寸显示器和其他电气附件外接组成的一套完整的系统；控制系统10采用可编程控制器进行编程，具体采用Labview编程控制器，通用性好且控制稳定；根据自动运行需求，预设控制点，工装及外部气源连接到位后，界面输出相应的参数信息；随后一键启动自动运行至圆片爆破，实时记载时间、压力、温度，并绘制相应曲线；运行工作时无需人员干预，数据可查，并能根据预设分析步骤进行氢脆敏感度分析并生成试验报告。

在本实施例中，还设置与控制系统10相连的安全联锁，当发生氢气泄漏可提示报警，到达预设报警下限自动停机并泄压。

本实用新型工作时，先将圆片试样安装于试圆片工装内，使用高强度螺栓将上法兰、下法兰连接；待圆片工装安装到位后，再在控制系统数据界面输入试验组数、每组试验个数、试验升压速率等参数，也可直接调取预存试验升压速率推荐值分别为0.01MPa/min、0.1MPa/min、1MPa/min、10MPa/min、50MPa/min、100MPa/min。设置完毕后，点击开始按钮，系统可自动开始运行。

运行时首先进行气体置换工作，惰性气体置换系统及工装内空气，置换判定合格后，增压器1收到控制系统命令开始增压，将增压后的高压气体储存至蓄能器2中，增压后压力由压力变送器31采集，经蓄能器2稳压后为控制阀4提供稳定供气气源，控制阀4的供气速率受电气比例阀9控制，电气比例阀9的反馈信号来自压力变送器32采集压力，实时动态调节电气比例阀动作进而控制第一气控阀51向圆片工装提供稳定的增压速率。

待第一气控阀51开启后介质进入圆片工装6，压力变送器33和温度变送器时7时采集压力和温度变化后，为控制系统提供检测数据。控制系统设置好的恒定的升压速率对圆片试样进行加载至爆破，获得圆片试样爆破压力Pr和试验时间t，根据氢脆敏感度系数评价该材料的氢脆敏感度；并根据需求采集时间、压力、温度，并可生成时间-压力曲线，时间-温度曲线；试验结束后可通过第三气控阀53进行正常的慢速泄放系统压力。

第二气控阀52用于直接泄放蓄能器2中的压力，因此当系统需要紧急、快速泄压时可开启第二气控阀52快速泄放整系统压力。试验结束后可生成试验报告，并可导出。

Claims (3)

1.一种圆片金属材料氢脆敏感度检测装置，其特征在于，包括：增压器(1)、缓冲罐(2)、控制阀(4)、圆片工装(6)、温度变送器(7)、消音器(8)、电气比例阀(9)和控制系统(10)；其中氢气气源、增压器(1)、缓冲罐(2)、控制阀(4)、第一气控阀(51)、圆片工装(6)、第三气控阀(53)和消音器(8)依次相连；电气比例阀(9)与控制阀(4)的控制气入口相连；控制阀(4)的进出口外的管路上分别设有第一压力变送器(31)和第二压力变送器(32)，第三压力变送器(33)和温度变送器(7)与圆片工装(6)的检测接口相连，增压器(1)、控制阀(4)、温度变送器(7)、电气比例阀(9)、第一气控阀(51)、第二气控阀(52)、第三气控阀(53)、第一压力变送器(31)、第二压力变送器(32)和第三压力变送器(33)均与控制系统(10)相连。

2.根据权利要求1所述的一种圆片金属材料氢脆敏感度检测装置，其特征在于，所述缓冲罐(2)的出口和消音器(8)的入口之间还并联有第二气控阀(52)。

3.根据权利要求1所述的一种圆片金属材料氢脆敏感度检测装置，其特征在于，所述增压器(1)为无油自润滑活塞式增压器。

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