Автоклавы: испытания материалов в водородной среде под давлением
Испытание в водородной среде под давлением - важная технология для исследований и разработок материалов. С помощью автоклава можно квалифицировать материалы под высоким давлением как при повышенных, так и при низких температурах. Этому придается большое значение, прежде всего, в области разработок новых материалов для применения в условиях воздействия высоких нагрузок.
Применение водородной среды под давлением предъявляет особые требования к испытательной технике. Водород в сочетании с кислородом, содержащимся в воздухе, образует легковоспламеняющуюся смесь, известную как горючий газ. Поэтому очень важно тщательно планировать все испытательные системы, работающие в среде водорода под давлением, и конструировать их в соответствии с нормами безопасности.
Принцип функционирования автоклава Испытания в автоклавах с водородом под давлением Видео Безопасность и техобслуживание Испытательные системы Интересные проекты заказчиков
Принцип функционирования автоклава
- Автоклав представляет собой закрытый герметичный напорный резервуар.
- Технология автоклава известна также в области паровой стерилизации пищевых продуктов, в области медицины и в производстве волокнистых композитных материалов.
- При испытаниях материалов в водородной среде под давлением испытание осуществляется в автоклаве с добавлением водорода под давлением. Это моделирует нагрузки, воздействию которых подвергается материал или компоненты в процессе эксплуатации.
Испытания в автоклавах с водородной средой под давлением
Автоклавы фирмы ZwickRoell специально разработаны для проведения испытаний материалов в водородной среде под давлением. Автоклав выполняет работу напорного резервуара, в котором водород под давлением воздействует на поверхность образца и проникает в нее. При одновременном механическом нагружении образца испытательной машиной определяют механические свойства образца под влиянием водорода.
Благодаря полученным характеристикам материала, можно определять устойчивость к воздействию водорода. Это позволяет как разрабатывать новые, устойчивые к воздействию водорода материалы, так и исследовать существующие материалы для эксплуатации с водородом.
- В установленных в сервогидравлическую машину водородных напорных резервуарах (автоклавах) можно проводить различные испытания: например, испытания на прочность при разрушении (по ASTM E1820, ASTM E399, BS 8571, ASTM E647, ISO 11114-4), усталостные испытания и испытания Slow Strain Rate на резьбовых образцах, резьбовых образцах с надрезом и образцах CT. Кроме того, с помощью этой системы можно также проводить статические испытания: например, на растяжение и изгиб в водородной среде.
- В установленных в машину для усталостных испытаний автоклавах можно проводить вышеупомянутые циклические испытания с частотой < 2 Гц, а также испытания на усталостную ползучесть (по ASTM E2714, ASTM E2760). В особенности статические испытания: на растяжение и Slow Strain Rate (по ASTM G129, ASTM G142) проводятся с высочайшей точностью.
- В испытательные машины интегрированы стандартные водородные резервуары для давления до 400 бар. Они были специально разработаны на фирме ZwickRoell для применения в области испытаний материалов и оптимизированы в плане выравнивания, компенсации давления и силоизмерения. Также существуют нестандартные исполнения для давления 1000 бар. Подготовка водорода под давлением происходит с помощью водородного компрессора. Испытательная машина оснащена гидростанцией с производительностью 40 л/мин.
Испытания в автоклавах с водородной средой под давлением: безопасность и техобслуживание
- Для обеспечения безопасности при использовании водорода под давлением в автоклаве необходимо соблюдать строгие меры предосторожности.
- Сюда относятся, например, регулярные проверки и техобслуживание установок, применение предохранительного оборудования, а также обучение сотрудников.
