[發(fā)明專利]一種帶聲發(fā)射測試的高溫高壓循環(huán)水恒載拉伸實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110184583.4
• 申請日: 2011-07-01
• 公開（公告）號: CN102288492A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐健;吳欣強(qiáng);韓恩厚;王翔
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料實驗技術(shù)領(lǐng)域，更確切的說，涉及到一種帶原位聲發(fā)射測試的高溫高壓循環(huán)水恒載拉伸實驗裝置。

背景技術(shù)

材料在高溫高壓環(huán)境下的應(yīng)力腐蝕是許多領(lǐng)域所面臨的重大問題，如石油、化工、電力等行業(yè)。目前我國商用核電站主要采用壓水堆，由于壓水堆核電站的服役環(huán)境為高溫高壓循環(huán)水(280～325℃、8～16MPa)，其壓力邊界如壓力容器、蒸汽發(fā)生器、回路管線、熱交換器等均承受一定的服役應(yīng)力，構(gòu)件材料可能發(fā)生嚴(yán)重環(huán)境損傷問題，其中應(yīng)力腐蝕是主要的損傷形式之一，對核電站的安全運(yùn)行構(gòu)成很大的潛在威脅。聲發(fā)射技術(shù)作為一種無損檢測技術(shù)，能夠進(jìn)行連續(xù)、原位監(jiān)測，且對裂紋形成和擴(kuò)展特別敏感，能夠根據(jù)聲發(fā)射信號強(qiáng)弱判斷裂紋擴(kuò)展速率，因此很適合研究應(yīng)力腐蝕，開展材料在高溫高壓水環(huán)境中應(yīng)力腐蝕過程的聲發(fā)射監(jiān)測研究十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種帶聲發(fā)射測試的高溫高壓循環(huán)水恒載拉伸實驗裝置。首先解決高溫高壓水環(huán)境條件下進(jìn)行應(yīng)力腐蝕測試的裝置問題，而恒載荷拉伸實驗是開展應(yīng)力腐蝕研究的有效試驗方法之一。其次解決高溫高壓水環(huán)境下聲發(fā)射信號的傳遞和采集問題，因為通常聲發(fā)射探頭無法直接放入高溫高壓水環(huán)境中采集數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種帶聲發(fā)射測試的高溫高壓循環(huán)水恒載拉伸實驗裝置，該裝置包括：提供動態(tài)高溫高壓水環(huán)境的高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)、對高壓釜內(nèi)的試樣進(jìn)行恒載拉伸的恒載荷加載裝置、控制高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)的控制系統(tǒng)和用來在線監(jiān)測高壓釜內(nèi)試樣的聲發(fā)射信號聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)；

高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)有儲水罐、過濾器、高壓泵、預(yù)熱器、高壓釜、冷凝器，高壓泵的一端通過管路連接儲水罐的出液口，高壓泵的另一端通過管路連接高壓釜的進(jìn)水口，高壓釜的出水口通過管路連接儲水罐，在高壓泵與儲水罐連通的管路上設(shè)置過濾器，在高壓泵與高壓釜連通的管路上設(shè)置預(yù)熱器，在高壓釜與儲水罐連通的管路上設(shè)置冷凝器、背壓閥；

高壓釜倒置于支架上，高壓釜蓋朝下，釜底朝上，高壓釜下端的釜蓋固定在支架上，高壓釜蓋的下方設(shè)置與高壓釜內(nèi)試樣連接的恒載荷加載裝置；

恒載荷加載裝置設(shè)有夾具、水冷加載軸I、轉(zhuǎn)接裝置、加載軸II、底盤、砝碼，試樣夾具固定在高壓釜內(nèi)側(cè)的高壓釜蓋上，試樣固定在夾具上，夾具下方與水冷加載軸I螺紋連接，加載軸I端與轉(zhuǎn)接裝置螺紋連接，轉(zhuǎn)接裝置下端與加載軸II螺紋連接，加載軸II下方與底盤螺紋連接，砝碼為開槽鋼板，放置在底盤上；

聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)主要包括加載軸I、聲發(fā)射探頭、前置放大器、聲發(fā)射儀，聲發(fā)射探頭固定在加載軸I上，加載軸I把釜內(nèi)試樣的聲發(fā)射信號傳到聲發(fā)射探頭上，聲發(fā)射探頭的后面連接前置放大器、聲發(fā)射儀，聲發(fā)射探頭將接受到的振動信號轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)前置放大器傳到聲發(fā)射儀上。

所述的帶聲發(fā)射測試的高溫高壓循環(huán)水恒載拉伸實驗裝置，在過濾器與儲水罐之間的管路上設(shè)置手動調(diào)節(jié)閥，在預(yù)熱器與高壓泵之間的管路上設(shè)置高壓表和安全閥，在冷凝器與儲水罐之間的管路上設(shè)置過濾閥、背壓閥、流量計和手動調(diào)節(jié)閥，高壓泵的一端連接過濾器，高壓泵的另一端連接高壓表和安全閥。

所述的帶聲發(fā)射測試的高溫高壓循環(huán)水恒載拉伸實驗裝置，儲水罐上端設(shè)有一個加液口、兩個進(jìn)氣口、一個出氣口，兩個進(jìn)氣口分別連接氮?dú)夤藓脱鯕夤?，出氣口連接一個排氣裝置。

所述的帶聲發(fā)射測試的高溫高壓循環(huán)水恒載拉伸實驗裝置，儲水罐的下端有一個出液口和一個排液口，出液口上連有手動調(diào)節(jié)閥，排液口上有手動調(diào)節(jié)閥。

所述的帶聲發(fā)射測試的高溫高壓循環(huán)水恒載拉伸實驗裝置，釜蓋與支架通過螺栓相連，釜蓋下方設(shè)有調(diào)平螺栓，高壓釜的進(jìn)、出水口設(shè)在高壓釜蓋的側(cè)面，出水口和進(jìn)水口連接在高壓釜蓋上。

所述的帶聲發(fā)射測試的高溫高壓循環(huán)水恒載拉伸實驗裝置，高壓釜內(nèi)側(cè)的出水口上連接不銹鋼管，不銹鋼管伸入高壓釜體底部，高壓釜外側(cè)的出水口連接壓力表和爆破閥，高壓釜體與單升降吊臂連接。

所述的帶聲發(fā)射測試的高溫高壓循環(huán)水恒載拉伸實驗裝置，轉(zhuǎn)接裝置設(shè)有上轉(zhuǎn)接件、下轉(zhuǎn)接件、雙向滑塊和兩個銷子，上轉(zhuǎn)接件上端開內(nèi)螺紋，與加載軸I連接，下端開槽，并在槽側(cè)面打通孔；下轉(zhuǎn)接件上端開槽，并在槽側(cè)面打通孔，下轉(zhuǎn)接件下端開內(nèi)螺紋，與加載軸II螺紋連接；雙向滑塊上下各有一個半圓形槽，夾角為90°；連接時將兩轉(zhuǎn)接件：上轉(zhuǎn)接件和下轉(zhuǎn)接件開槽端成90°對接，上轉(zhuǎn)接件開槽和下轉(zhuǎn)接件開槽的中間放置雙向滑塊，上轉(zhuǎn)接件和下轉(zhuǎn)接件的開槽側(cè)面通孔處分別插入銷子，插入上轉(zhuǎn)接件的銷子與雙向滑塊的上半圓形槽配合，插入下轉(zhuǎn)接件的銷子與雙向滑塊的下半圓形槽配合，完成連接。