1.本实用新型属于借助于测定材料的物理性质来测试或分析材料技术领域，具体为一种可控温氢渗透测试工装。
背景技术：2.氢原子是化学元素周期表中最小的原子，氢气的分子极易透过ⅳ型瓶塑料内胆的壳体材料，因此考虑原材料的氢气渗透性能是选材中必不可少的环节。另外，氢气被充入气瓶内时，温度会升高，最高温度需要控制在85℃以下。因此，内胆原材料需具备合适的氢气渗透性和耐热性能。
[0003]ⅳ型储氢气瓶内胆因为渗透性存在两个问题，一是塑料内胆失稳，向内塌陷；二是塑料内胆材料内部发生屈服现象，甚至起泡开裂。因此，有必要对ⅳ型储氢气瓶内胆塑料材质进行氢渗透速率的测试，以便对材料进行优化选取。
技术实现要素：[0004]
针对背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种可控温氢渗透测试工装，以对ⅳ型储氢气瓶内胆塑料材质进行氢渗透速率的测试，其特征在于，包括：下法兰、上法兰、环形垫板、环形密封座、金属多孔板和试样，环形垫板和环形密封座由下至上安装于下法兰中央的下法兰安装槽中，上法兰的下方设有与下法兰安装槽匹配的上法兰环形凸起，上法兰环形凸起中安装有金属多孔板，下法兰和上法兰通过主螺栓相连；试样夹紧安装于上法兰环形凸起和环形密封座之间；上法兰的中央开有渗透检测接口，下法兰的中央开有氢气输入口，且氢气输入口通过氢气输入接头与高压氢气源相连，从而进行氢渗透速率测试。
[0005]
所述下法兰的下部通过渗透工装固定螺栓安装有底托板，底托板通过保温罩紧固螺栓与保温罩顶的外沿相连；底托板的中央开有底托板氢气输入口通孔。
[0006]
所述下法兰包括：下法兰主体、下法兰安装槽和下法兰中央凸起，下法兰主体的上端的中央开有下法兰安装槽，下法兰安装槽的中央设有与下法兰主体一体固接的下法兰中央凸起；下法兰中央凸起的尺寸和上法兰环形凸起相对应。
[0007]
所述环形垫板包括：垫板主体和设置于环形密封座一侧的垫板固定凸起组成，环形密封座上设有与垫板固定凸起对应的环形凹槽；环形垫板的中央设有垫板中空部，环形密封座的中央设有密封座中空部，垫板中空部和密封座中空部围成一个用于容纳下法兰中央凸起的空间。
[0008]
所述垫板中空部的直径小于所述密封座中空部的直径。
[0009]
所述环形密封座的外侧设有第一o型密封圈。
[0010]
所述环形密封座的上端面设有第二o型密封圈。
[0011]
所述密封座中空部的径面积为12cm2。
[0012]
所述试样的厚度为2～8mm。
[0013]
所述上法兰上开有多个用于安装温度传感器的温度传感器安装口。
[0014]
本实用新型的有益效果在于：
[0015]
1.可对非金属材料如ⅳ型塑料内胆材料进行装夹，密封性好；且装夹工件试样的测试面积较大，较易获取较准的氢气渗透率；同时可根据工件试样不同厚度(2～8mm)进行夹装固定，提升实用性。
[0016]
2.考虑到高压情况下可能存在的工件试样爆破等意外情况发生，从安全角度配备高强度金属网垫片作为承压件，安装于工件试样爆破区，阻止包括工件试样碎片蹦出在内的各种意外发生，损坏测量仪表。
[0017]
3.工装预留温度调节接口，可以接入高低温介质(-40～85)℃，从而调整工装工件试样的测试温度。
[0018]
4.带有保温隔热罩，削弱外部环境温度对渗透率的影响，提升工装测试环境的适用性。
附图说明
[0019]
图1为本实用新型一种可控温氢渗透测试工装实施例过一径面的剖面示意图；
[0020]
图2为本实用新型实施例外侧安装保温隔热罩后的剖面示意图；
[0021]
图3为本实用新型实施例外接恒温水浴槽示意图。
[0022]
其中：1—下法兰；2—环形垫板；3—环形密封座；4—第一o型密封圈；5—第二o型密封圈；6—上法兰；7—主螺栓；8—温度传感器安装口；9—金属多孔板；10—试样；11—保温罩紧固螺栓；12—渗透工装固定螺栓；13—底托板；14—保温罩顶；15—恒温水流道；17—渗透检测接口；18—氢气输入口；19—底托板氢气输入口通孔；601—上法兰主体；602—上法兰环形凸起；101—下法兰主体；102—下法兰安装槽；103—下法兰中央凸起；201—垫板主体；202—垫板固定凸起；203—垫板中空部；301—密封座中空部。
具体实施方式
[0023]
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
[0024]
如图1所示的本实用新型实施例，包括：下法兰1、上法兰6、环形垫板2、环形密封座3、金属多孔板9和试样10，环形垫板2和环形密封座3由下至上安装于下法兰1中央的下法兰安装槽102中，上法兰6的下方设有与下法兰安装槽102匹配的上法兰环形凸起602，上法兰环形凸起602中安装有金属多孔板9，下法兰1和上法兰6通过主螺栓7相连；试样10夹紧安装于上法兰环形凸起602和环形密封座3之间；上法兰6的中央开有渗透检测接口17，下法兰1的中央开有氢气输入口18，且氢气输入口18通过氢气输入接头与高压氢气源相连，从而进行氢渗透速率测试；
[0025]
在本实施例中，法兰主体601和设置于上法兰主体601下方的上法兰环形凸起602一体固结；
[0026]
在本实施例中，试样10的厚度为2～8mm；内部装夹区域(密封座中空部301的径面积)渗透面积为12cm2，有效增加测试工件氢气渗透接触表面，利于数据分析时获取较准确的氢气渗透率；
[0027]
在本实施例的外部，可加装如图2所示的保温罩顶14和底托板13；其中底托板13通过渗透工装固定螺栓12安装于下法兰1的下部，保温罩顶14的外沿通过保温罩紧固螺栓11
与底托板13相连；底托板13的中央开有底托板氢气输入口通孔19使得氢气输入管道的氢气输入接头可以安装在下法兰1上；包裹于下法兰1和上法兰6外部的保温罩顶14和底托板13作为保温隔热层，削弱外部环境温度对渗透率的影响，从而提升工装环境适用性；
[0028]
在本实施例中，环形垫板2、环形密封座3、金属多孔板9、保温罩顶14、底托板13、下法兰1和上法兰6均采用316l材质不锈钢，此种材质具备良好的强度及抗氢脆属性；密封材质选择聚四氟乙烯材质，该材质延展性及抗氢脆性良好，对温度变化不敏感；上述材料易于获得且加工较为简单；从而适用于非金属材料尤其是iv型瓶内胆材料的氢渗透速率测试。
[0029]
在本实施例中，渗透工装固定螺栓12和主螺栓7共用一个螺栓通孔；采用螺栓连接方式确保上下法兰盖连接强度，螺栓连接长度可根据测试工件厚度进行调整，可适用于2～8mm厚度的试样10，其中最大厚度取决于上法兰环形凸起6的高度；且使用常规工具即可完成安装和拆卸工作，操作方便；底托板13的外径为φ280mm，安装后底托板13和保温罩顶14总高为130mm。
[0030]
沿下法兰1的弦向开有两根恒温水流道15；如图3所示，恒温水流道15通过温度调节口(图中未示出)与恒温水浴槽(图中未标记)相连以通入流动的恒温水。
[0031]
在本实施例中，上法兰6的多个温度传感器安装口8中均安装有温度传感器(图中未示出)，实时采集工装上的温度。
[0032]
如图1和图2所示的下法兰1，包括：下法兰主体101、下法兰安装槽102和下法兰中央凸起103，下法兰主体101的上端的中央开有下法兰安装槽102，下法兰安装槽102的中央设有与下法兰主体101一体固接的下法兰中央凸起103；下法兰中央凸起103的尺寸和上法兰环形凸起602相对应；氢气输入口18穿过下法兰主体101和下法兰中央凸起103往内部装夹区域中充入测试气体(本实施例中为氢气)。
[0033]
如图1和图2所示的环形垫板2和环形密封座3，其中环形垫板2由垫板主体201和设置于环形密封座3一侧的垫板固定凸起202组成，垫板固定凸起202的尺寸和环形密封座3上所对应的环形凹槽(图中未标号)相匹配，用于确定环形垫板2和环形密封座3在径向上的相对位置不会晃动；
[0034]
环形垫板2的中央设有垫板中空部203，环形密封座3的中央设有密封座中空部301，垫板中空部203和密封座中空部301围成一个用于容纳下法兰中央凸起103的空间；
[0035]
在本实施例中，垫板中空部203的直径小于密封座中空部301的直径；
[0036]
在本实施例中，环形密封座3的外侧设有第一o型密封圈4，以保证环形密封座3和下法兰1之间的密封；
[0037]
在本实施例中，环形密封座3的上端面设有第二o型密封圈5，以保证环形密封座3和试样10之间的密封。
[0038]
设计时，对非金属材料如ⅳ型塑料内胆材料进行装夹，根据压力侧根据位置分析确定o型圈密封位置保证密封性能；同时进行测试工装耐压部分的理论计算和数据模拟，最终确保满足最高100mpa的承压需求；
[0039]
测试时，先将第一o型密封圈4和第二o型密封圈5套好；再将环形垫板2、环形密封座3安装于下法兰1中，再将金属多孔板9安装于上法兰6中，最后将10放置于环形密封座3上，并使用主螺栓7将环形垫板2和环形密封座3拧紧，安装后外侧的尺寸为φ120mm、高100mm；随后接入高压氢气源；由于试样10氢气渗透率受介质温度影响变化，因此测试工装
配置温度调节口和温度变送器采集口；
[0040]
温度调节口可与外侧恒温水浴槽介质连接，向工装内部输送(-40～85)℃液体，满足温度变化对氢气渗透率测试影响的变化。由于满足了承压需求，因此提升了测试试样原来使用的范围，可满足不同压力下试样10的氢渗透率测试需求。
技术特征：1.一种可控温氢渗透测试工装，其特征在于，包括：下法兰(1)、上法兰(6)、环形垫板(2)、环形密封座(3)、金属多孔板(9)和试样(10)，环形垫板(2)和环形密封座(3)由下至上安装于下法兰(1)中央的下法兰安装槽(102)中，上法兰(6)的下方设有与下法兰安装槽(102)匹配的上法兰环形凸起(602)，上法兰环形凸起(602)中安装有金属多孔板(9)，下法兰(1)和上法兰(6)通过主螺栓(7)相连；试样(10)夹紧安装于上法兰环形凸起(602)和环形密封座(3)之间；上法兰(6)的中央开有渗透检测接口(17)，下法兰(1)的中央开有氢气输入口(18)，且氢气输入口(18)通过氢气输入接头与高压氢气源相连，从而进行氢渗透速率测试。2.根据权利要求1所述的一种可控温氢渗透测试工装，其特征在于，所述下法兰(1)的下部通过渗透工装固定螺栓(12)安装有底托板(13)，底托板(13)通过保温罩紧固螺栓(11)与保温罩顶(14)的外沿相连；底托板(13)的中央开有底托板氢气输入口通孔(19)。3.根据权利要求1所述的一种可控温氢渗透测试工装，其特征在于，所述下法兰(1)包括：下法兰主体(101)、下法兰安装槽(102)和下法兰中央凸起(103)，下法兰主体(101)的上端的中央开有下法兰安装槽(102)，下法兰安装槽(102)的中央设有与下法兰主体(101)一体固接的下法兰中央凸起(103)；下法兰中央凸起(103)的尺寸和上法兰环形凸起(602)相对应。4.根据权利要求1所述的一种可控温氢渗透测试工装，其特征在于，所述环形垫板(2)包括：垫板主体(201)和设置于环形密封座(3)一侧的垫板固定凸起(202)组成，环形密封座(3)上设有与垫板固定凸起(202)对应的环形凹槽；环形垫板(2)的中央设有垫板中空部(203)，环形密封座(3)的中央设有密封座中空部(301)，垫板中空部(203)和密封座中空部(301)围成一个用于容纳下法兰中央凸起(103)的空间。5.根据权利要求4所述的一种可控温氢渗透测试工装，其特征在于，所述垫板中空部(203)的直径小于所述密封座中空部(301)的直径。6.根据权利要求1或4之一所述的一种可控温氢渗透测试工装，其特征在于，所述环形密封座(3)的外侧设有第一o型密封圈(4)。7.根据权利要求1或4之一所述的一种可控温氢渗透测试工装，其特征在于，所述环形密封座(3)的上端面设有第二o型密封圈(5)。8.根据权利要求4或5之一所述的一种可控温氢渗透测试工装，其特征在于，所述密封座中空部(301)的径面积为12cm2。9.根据权利要求1所述的一种可控温氢渗透测试工装，其特征在于，所述试样(10)的厚度为2～8mm。10.根据权利要求1所述的一种可控温氢渗透测试工装，其特征在于，所述上法兰(6)上开有多个用于安装温度传感器的温度传感器安装口(8)。
技术总结本实用新型公开了一种可控温氢渗透测试工装；其中环形垫板和环形密封座由下至上安装于下法兰中央的下法兰安装槽中，上法兰的下方设有与下法兰安装槽匹配的上法兰环形凸起，上法兰环形凸起中安装有金属多孔板，下法兰和上法兰通过主螺栓相连；试样夹紧安装于上法兰环形凸起和环形密封座之间。下法兰中下法兰主体的上端的中央开有下法兰安装槽，下法兰安装槽的中央设有与下法兰主体一体固接的下法兰中央凸起；下法兰中央凸起的尺寸和上法兰环形凸起相对应。本实用新型可对非金属材料如Ⅳ型塑料内胆材料进行装夹，密封性好；且装夹工件试样的测试面积较大，较易获取较准的氢气渗透率；同时可根据试样不同厚度进行夹装固定，提升实用性。升实用性。升实用性。
技术研发人员：李海龙 韩武林 何赛
受保护的技术使用者：北京海德利森科技有限公司
技术研发日：2022.08.15
技术公布日：2022/12/16
