[发明专利]一种测试金属材料氢渗透性能的装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种测试金属材料氢渗透性能的装置及使用方法，装置包括由连通体连通的氢接收室和电化学充氢室，所述连通体与氢接收室和电化学充氢室通过管接螺母连接，所述连通体内设置有用于隔断连通体和夹持试样的试样夹持装置，所述氢接收室顶部通过管接螺母连接有接收室盖，所述接收室盖上设置有若干第一走线孔，所述电化学充氢室顶部通过管接螺母连接有充氢室盖，所述充氢室盖上设置有若干第二走线孔。整个发明减小了传统氢渗透性能测试装置需要大量粘接的繁琐程度，节省了实验的时间，同时又能保证氢渗透性能测试装置的密闭性，提高实验的效率，此外本发明还能在通入H₂S等有毒气体的情况下测试金属材料的氢渗透性能。

技术领域

本发明涉及管道实验领域，具体地指一种测试金属材料氢渗透性能的装置及使用方法。

背景技术

硫化氢是石油和天然气中最具腐蚀作用的有害介质之一，在天然气输送过程中，硫化氢对输送管线的应力腐蚀占很大比重，会导致管线钢材料发生氢致开裂的现象。金属材料的电化学渗氢测试是评价材料耐腐蚀性能的一项重要指标。

目前，金属的氢渗透测试方法主要基于Devanathan-Stachurski双面电解池原理，采用电化学电解充氢的方法，且已有的双面电解池大多采用两边均为溶液的氢渗透装置，一般的，该装置包含两个盛装不同液体的电解槽，一个是充氢槽，一个是扩氢槽。传统的氢渗透装置无法在通入有毒气体的情况下测试材料的氢渗透性能，必须在无有害气体的环境下才能顺利进行金属材料的氢渗透性能测试实验，而且常规的双电解槽充氢方法一般采用玻璃器皿吹制或者聚甲基丙烯酸甲酯材料粘接而成，然而玻璃器皿易碎，需要大量使用硅胶或者环氧树脂进行粘结和密封，此外使用聚甲基丙烯酸甲酯材料粘接的过程中需要用到硅胶或环氧树脂等耗材，步骤繁琐，而且粘接的气密性差，易发生气体溢出，难以保证测量有效面积精度。有中国专利ZL201420519240.8对充氢装置进行了改进，在一定程度上减化了装置的粘接过程，但该装置无法在其氢接收室和充氢室通入有毒气体，无法在通入有毒气体的情况下测试金属材料的氢渗透性能。

发明内容

本发明就是针对现有技术的不足，提供了一种组装方便、且能通入有毒气体的测试金属材料氢渗透性能的装置及使用方法。

为了实现上述目的，本发明所设计的测试金属材料氢渗透性能的装置，包括由连通体连通的氢接收室和电化学充氢室，其特殊之处在于：所述连通体与氢接收室和电化学充氢室通过管接螺母连接，所述连通体内设置有用于隔断连通体和夹持试样的试样夹持装置，所述氢接收室顶部通过管接螺母连接有接收室盖，所述接收室盖上设置有若干第一走线孔，所述电化学充氢室顶部通过管接螺母连接有充氢室盖，所述充氢室盖上设置有若干第二走线孔。

进一步地，所述试样夹持装置包括橡胶储样筒，所述橡胶储样筒两端分别设置第一夹持盖和第二夹持盖，第一夹持盖为与电化学充氢室侧，所述第一夹持盖上开有略小于试样形状的第一连通孔，所述第二夹持盖上开有第二连通孔，所述第二连通孔尺寸与第一连通孔相同，其中第一夹持盖上还开有走线孔，所述橡胶储样筒与第一夹持盖和第二夹持盖之间均设置密封橡胶垫片。该结构保证了试样实际渗氢面积的一致性，并有效隔绝的充氢室和氢接收室内的溶液，整体结构简单，成本低廉操作方便。

更进一步地，所述密封橡胶垫片为环形，直径小于橡胶储样筒，所述密封橡胶垫片中部开有与第一连通孔形状大小相同的孔，所述走线孔错开密封圈橡胶垫片在第一夹持盖上的对应位置布置。该结构保证了试样实际渗氢面积的一致性，并有效隔绝的充氢室和氢接收室内的溶液。

再进一步地，所述第一连通孔和第二连通孔的尺寸均为10mm×10mm的方形通孔。保证试样有效渗氢面积为1cm²，便于后续计算。

再进一步地，所述氢接收室、接收室盖、电化学充氢室、充氢室盖、连通体、橡胶储样筒、第一夹持盖、第二夹持盖均采用有机绝缘材料。优选地，如丙烯酸塑料材质。此类材料能防止其他导体因为电位不同，对实验结果产生影响。