胡潇寅 康张宜 张皓羽 虞跃凌 / 上海市计量测试技术研究院

0 引言

硫化物环境下的应力腐蚀开裂试验是研究现有材料性能和开发新型材料的重要方法。根据GB/T 4157-2006 《金属在硫化氢环境中抗特殊形式环境开裂实验室试验》[1]以及美国防腐工程师协会NACE（National Association of Corrosion Engineers）制定的TM0177-2005《Laboratory Testing of Metals for Resistance to Sulfide Stress Cracking and Stress Corrosion Cracking in H2S Environments》[2]，应力腐蚀开裂试验方法分为两类，其中，采用应力环加载的持久载荷试验方法（如图1所示），因设备体积小、成本低、操作简单、易于实现批量试验而被广泛采用。应力环由弹性材料制成，通过自身的压缩变形产生的反作用力，实现对应力环的加载，每个应力环的压缩变形量与施加的力有着一一对应的关系。在经过长期大负荷的反复使用后，应力环会出现由于材料疲劳导致的位移-载荷曲线偏移，最大偏移量可超过10%[3-4]，因而每年都需重新校准。

图1 采用应力环加载的应力腐蚀开裂试验

传统的应力环校准装置如图2所示。用螺母对应力环加载，通过力传感器得到力值载荷，用游标卡尺测量变形。这种校准方法工作效率低，且人工测量的变形数据误差较大，重复性也不够理想，无法满足客户的要求。国内有研究人员对应力环校准中涉及的加载、变形测量等问题进行了研究[5-7]，在原有基础上做了一定的改进，但装置结构较为复杂，使用不便，测量准确度和工作效率无法令人满意。为了实现应力环的现场快速、准确校准，研制了一种便携式应力环校准装置（以下简称校准装置）。校准装置由载荷加载装置和变形测量系统两部分组成，通过了第三方溯源，验证了测量准确度。……