CFR应力环测试系统

设备概述：

Cor-Force应力环测试系统用于检测在H₂S作用下金属对硫化物引起的应力腐蚀开裂的敏感性。应力环是一种经济有效的测量方式，它能够施加准确的载荷，操作简捷方便，容易维护。

在金属材料的生产检测和研究中，应力环测试系统可检测不同领域（石化、海洋、航空航天、核能、钢铁、焊接密封、食品加工等）应用的各类材料在酸、碱腐蚀环境的腐蚀敏感性，可以准确测量材料在环境条件下的承载能力，为材料的研究和发展提供科学依据。

设备特点：

（一）     准确性

Cor-Force应力环采用国内资质齐备、工艺稳定的制造商加工生产，从选材、锻造、应力释放、精加工、检定、校准等，到准确度验证、稳定性验证等，做好每一道工序的质控，确保应力环有很高的线性度，保证施加载荷的准确度。Cor-Force应力环符合NACE TM0177-2005和GB/T 4157-2006标准的要求，应力环准确度级别为0.3级，所施加载荷的精度优于1%。

（二）     长期稳定性

采用特殊合金并经过整体锻造、以及完备的工艺处理，Cor-Force应力环具有优良的长期稳定性。应力环可以长期满载工作，环体能够保持良好的重复性和线性度。在长期工作状态下，按照JJG144-2007计量检定规程的要求，只需每年进行一次计量检定。

（三）     安全性

在应力环测试系统设计、制造中，考虑了系统安全性工作的措施，这些措施包括密封、危害性气体探测、报警装置、通风、低电压控制等。

应力环测试系统中，采用了316不锈钢和化学聚合物部件，可以有效防止H₂S的腐蚀。密闭的试验箱容器防止H₂S的扩散泄漏，配备H₂S气体探测器可检出分辨率为1ppm，探测器可触发排风系统启动，或者触发其它安全装置（如喷淋、水洗塔等）启动工作。

系统构成：

应力环测试系统为柜式组合配置系统，实现整体式循环加热/冷却，试验软件参数设置、数据记录，实时显示温度、测试周期、试验时间等。系统由应力环、气体控制单元、溶液控制单元、定时控制单元、温度控制单元、H₂S气体探测报警装置、通风单元及相关附件组成。

（一）     应力环

应力环是用于检测在H₂S作用下金属对硫化物引起的应力腐蚀开裂敏感性，它是一种经济可靠的测试手段，在使用、购买、维护等方面，比其它恒载荷试验装置经济有效。

应力环是为满足持续加载而专门设计的，选用优质的合金材料以适合弹性体加载所需，它有的线性度和重复性，在正常使用情况下一般可无限次的重复使用。

每一个应力环在出厂前经过校准与标定，并带有一张转换表，用于准确确定施加在试样上的载荷。应力环为试样提供一个恒定的单向拉伸载荷。所配置的千分表确定应力环的挠度并用刻度盘指针核对所施加的载荷。

配置的应力环的准确度等级为0.3级，保证所施加载荷的准确度优于1%。为满足不同应用需求，应力环通常有三种可选量程：0~20kN；0~30kN；0~50kN。扳钳通过转动螺母调整应力环施加的拉伸力，应力环上安装有推力轴承分散施加的载荷，防止卡死。

应力环上的试样安装接头由不锈钢制作，用陶瓷垫片对试样进行电绝缘，可以选配安装DCPD测量系统进行腐蚀裂纹扩展测量。常规的试验容器上、下盖板采用不锈钢制成，圆形腔壁采用耐热玻璃制成，方便随时观察试样状况。

（二）     试验容器

有多种形式的试验容器可供选择，主要有常温常压容器、高温常压容器、高温高压容器。可满足100℃、15MPa环境下的应力腐蚀试验。

常温常压容器采用耐热有机玻璃制作；聚四氟乙烯座和氟橡胶O型圈进行密封，保证试样失效的影响只由应力环承担，防止了正常使用情况下的容器破裂。

高温常压容器采用316或C-276制作上、下端盖；以透明耐热玻璃作为圆形腔壁，腔内安装热电偶，并通过尼龙带防止泄露；下端盖插装电加热棒，通过AI智能型温控器进行温度调节控制。

高温高压容器采用316或C-276制作，内置热电偶，采用电加热，通过AI智能型温控器进行温度调节控制。

（三）     定时控制器

定时控制器单元采用PLC控制，触摸屏显示与操作。可连接的通道数量按需求配置，Z多可扩展48通道；操作人员通过触摸屏进行实验设置，每个应力环实验状态可独立设置。

定时器自动记录试验时间，在试样断裂后自动结束计时，也可手动操作完成计时。

（四）     温度调节控制器

当试验温度高于环境室温时，需要对试验容器进行加热控制，温度控制的测温点一般设置在试样中间位置，下端盖插装的电热棒进行电加热，温控器选用带有人工智能算法的AI仪表，温度控制准确，无超调。温度的设定可由温控器面板操作，也可通过监控软件进行设置。试验过程中的温度由监控软件实时显示并记录。

（五）     溶液控制

试验前将配置好的试验溶液除氧，然后加入试验容器，加入试验溶液要在短时间内完成。试验溶液温度24℃±3℃的控制可以在室内安装变频空调达到，也可以配置温度调节控制单元对每个应力环试验容器进行温度控制。

（六）     气体控制

选用不锈钢阀门控制调节气体流量，流量计显示。控制两种气体（通常是H₂S和N₂）进入试验容器，并安全的流出。由开关阀控制H₂S、N₂气体的接通与关断。

每个测试单元单独配置流量计和控制阀。排出的废弃气体通入饱和碱吸收容器进行中和、溶解。系统安装有H₂S气体探测报警器，检测灵敏度达到1ppm，可以触发报警及输出启动应急排污系统。

（七）     应力环测试系统

测试系统由应力环、定时控制单元、温度控制单元、气体控制单元、溶液循环系统、H₂S气体探测装置、通风单元、实验柜等组成。应力环放置在密闭的实验柜中，每个实验柜可放置多个应力环同时进行试验。实验柜有良好的密闭性，内部安装H₂S气体探测器及排风系统，气体探测器输出可以启动排风系统工作，排出的气体通入室外放置的碱吸收池进行处理。

功能特点：