IPS爱谱斯科技氢环境测试场景系统

以下是我们IPS爱谱斯科技所知道的用于研究氢环境场景的不同测试系统变体的指南。对于每个选项，根据预算都有可能集成到现有的的任何氢环境测试系统中。建议研究者在实际经济情况下考虑对现有氢环境系统的变种和集成，甚至是按需修改。在某些情况下，还必须考虑使用可能性的限制。本文讨论了氢气氛中的组件测试和氢渗透的主题（本文不涉及电解和燃料电池领域）。IPS爱谱斯科技的陈述侧重于工程考虑和从用户角度展示我们的氢环境场景测试系统。

在氢扩散或渗透中，必须区分氢原子H和氢分子H2。 电化学方法通常产生氢原子，它比氢分子更容易扩散。 在压力方法测试的情况下，尽管有必要研究哪些结合是可行的，但通常还是氢分子起主导作用。

促进氢分子扩散的力包括：压力、机械变形和温度。通常这些因素的组合具有更大的影响，具体取决于应用目的和氢环境场景。

1. Standard measuring cell 标准测量池

实验室中经常有恒电位仪/很恒电流仪、测量池，有时甚至是拉伸试验机。拉伸试样在腐蚀测量池中被阴极极化产生氢气。这种氢气渗透到样品中（如果需要，需添加硫脲和改变温度）。在规定的时间后，将样品从电池中取出，夹在拉伸试验机中并进行机械加载，直到样品断裂。“正常”样品显示断裂点处的典型颈缩，用 H2 损坏的样品显示脆性断裂。

设备要求：

◎ 恒电位仪/恒电流仪

◎ 测量池

◎ 拉力试验机

◎ 可选项：温度控制

2. Tube Cell with a load testing machine  用负载试验机试验的管状电解池

通过使用该测试池，可以一次完成上述测试过程。 形拉伸试样同时被拉紧和电化学极化，以显着减少测试时间。

设备要求：

◎ 恒电位仪/恒电流仪

◎ 管式测量池

◎ 负载测试机

3. Devanathan Cell heatable / not heatable  控温Devanathan测试池

Devanathan测试 池，通常称为双半池，允许将样品像膜一样夹在中间进行测试。左侧，通常称为装载侧，氢气以电化学方式（也可能通过酸洗纯化学方式）产生，氢气产生并扩散到钢材中。右侧，通常称为测量侧，以电化学方式测量氢感应电流。这样的测试，通常是扁平样品，同时也可以在负载试验机中极化后拉到断裂点。

设备要求：

◎ 1台或2台恒电位仪/恒电流仪

◎ Devanathan 测试池

◎ 可选项：负载测试机、温度控制

4. Devanathan Cell heatable / not heatable with tensile sample holder 带拉伸样品架的控温Devanathan测试池

设备设置如 3，但此处拉伸试样直接插入我们为 Devanathan 测试池开发的拉伸试样支架中。样品以电化学方式暴露于氢渗透环境并并机械地承受拉应力。

设备要求：

◎ 1台或2台恒电位仪/恒电流仪

◎ Devanathan测试池

◎ Devanathan 测试池的拉伸样品架

◎ 可选项：负载测试机、温度控制

5. Test device for constant load samples exposede  to pressurized hydrogen 加压氢气恒载样品试验装置

这个紧凑的装置包含三个部分：小型高压釜、高压泵 (1000bar) 和加热器 (200 °C)。样品用一个小“恒定负载”张力装置进行机械预加载，随后完全放入高压釜中（一次 3 个样品）。然后使高压釜达到标称压力并加热。通过该装置，样品可以从外部加载加压氢气和温度。在规定的测量时间后，终止实验并取出样品。如果样品没有损坏，还可以将它们继续夹在负载系统中来完成。此系统同样适合 4 点弯曲试样。

设备要求：

◎ 高压高压反应釜

◎ 加热和控制系统

6. Hollow tensile specimen test rig 空心拉伸试样试验台

该设备由拉伸试验机（拉伸和压缩）、带阀门和控制装置的增压系统（1000bar）、带阀门和控制装置的真空室以及必要时的残余气体分析组成。空心钻孔样品首先抽真空，然后用 1000bar 氢气加压。这里的渗透流路是由内向外。样品被真空室包围，环境空气被抽空，例如，用户可以在真空回路中进行残余气体分析，以检测扩散的氢气。真空室还具有保护作用。如果样品破裂，则样品和管道中所含的氢气会逸出到腔室中并耗尽。不会向实验室释放氢气。此外，还有一个用于样品的加热装置，这会给样品带来额外的应力。除了实验持续时间和残余气体分析外，裂缝模式还可以提供有关实验进展的进一步信息。由于整套系统的价格非常高，前期可以只选择高压部分，并在后期逐渐升级。

设备要求：

◎ 负载试验机

◎ 增压系统 (1000bar)

◎ 真空设备

◎ 安全相关的控制系统

◎ 可选项：残余气体分析

7. Complete H₂ test plant for dynamic load test with elevated pressure and temperature 用于高压和高温动态负载测试的完整 H₂ 测试设备

该测试系统提供了在压力和温度下将拉伸试样机械加载到高压釜中的可能性。确保了各种各样的氢环境测试实验。即使在适度的测试条件下也会有大于 1000 升甚至更多的氢气从体系中逸出，所以需要一个适当控制的综合安全系统柜。这样的系统安装必须在调试前获得当地 TÜV 的批准。

设备要求：

◎ 伺服液压负载试验机

◎ 高温高压反应釜

◎ 通过屋顶通风的保护室

◎ 用于气体控制和气体测量的仪表和阀门的配电柜

◎ 稳压器