[實(shí)用新型]應(yīng)力腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220706116.3
• 申請(qǐng)日: 2012-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN203365261U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊洪廣;海正銀;張建通;韓志博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)原子能科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N3/56
• 分類號(hào): G01N3/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于反應(yīng)堆工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)力腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

在反應(yīng)堆高溫高壓高輻照的惡劣服役環(huán)境下，堆內(nèi)構(gòu)件材料如蒸汽發(fā)生器傳熱管、主管道材料等容易發(fā)生以應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）為主的腐蝕失效，嚴(yán)重影響反應(yīng)堆的安全運(yùn)行，傳統(tǒng)的應(yīng)力腐蝕開裂監(jiān)測(cè)方法需要反應(yīng)堆停堆，這樣會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。如果能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)堆中應(yīng)力腐蝕的在線監(jiān)測(cè)，將極大的提高反應(yīng)堆的運(yùn)行安全性，并且減少大量的經(jīng)濟(jì)損失。傳統(tǒng)的應(yīng)力腐蝕開裂監(jiān)測(cè)方法都是通過監(jiān)測(cè)樣品在拉力作用下的腐蝕效應(yīng)進(jìn)而判斷該樣品材料的耐應(yīng)力腐蝕性能的。?

電化學(xué)噪聲法是具有在線監(jiān)測(cè)前景的應(yīng)力腐蝕監(jiān)測(cè)方法之一，其監(jiān)測(cè)的是電極界面發(fā)生不可逆電化學(xué)反應(yīng)而引起的電極表面的電勢(shì)和電流的自發(fā)變化。不銹鋼SCC過程中，電化學(xué)噪聲譜有一個(gè)突然增高和緩慢降低的過程，電流噪聲和電位噪聲反相發(fā)展，即在電流噪聲增高的時(shí)候，電位噪聲降低，這是由于在裂紋擴(kuò)展過程中，裂紋尖端的鈍化‐溶解造成的?；瘜W(xué)信號(hào)十分微弱，目前的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，背景噪聲高，很容易對(duì)電化學(xué)噪聲信號(hào)產(chǎn)生干擾，使獲得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度降低。而且，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力腐蝕樣品不適用于模擬反應(yīng)堆工況的細(xì)長(zhǎng)薄壁管樣品的制備。對(duì)于模擬反應(yīng)堆工況的細(xì)長(zhǎng)薄壁管樣品來說，無法進(jìn)行高溫高壓絕緣動(dòng)態(tài)密封，因而不能制造出無干擾的工作電極，所以無法對(duì)細(xì)長(zhǎng)薄壁管進(jìn)行模擬反應(yīng)堆工況的SCC實(shí)驗(yàn)及其在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究。?

實(shí)用新型內(nèi)容

（一）實(shí)用新型目的?

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、能夠?qū)?xì)長(zhǎng)薄管樣品進(jìn)行高溫高壓動(dòng)態(tài)絕緣密封的應(yīng)力腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。?

（二）技術(shù)方案?

為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：?

應(yīng)力腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主回路系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用熱對(duì)流的方式使系統(tǒng)中水進(jìn)行循環(huán)，其中主回路系統(tǒng)由依次首尾相接的預(yù)加熱爐、加熱爐、冷卻罐、運(yùn)行罐組成，預(yù)加熱爐將水加熱到230℃，加熱爐將水加熱到320℃；旁路系統(tǒng)由依次首尾相接的預(yù)加熱爐、加熱爐、冷卻罐、多功能罐組成，主回路系統(tǒng)水質(zhì)發(fā)生改變需要換水時(shí)，啟動(dòng)旁路系統(tǒng)；水處理系統(tǒng)主要由水處理罐組成，水處理罐中儲(chǔ)存有水溶液，水處理罐下方引出一條管路，該管路與運(yùn)行罐和多功能罐之間的管路連接。?

優(yōu)選地，在主回路系統(tǒng)中還有電化學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是通過電化學(xué)工作站監(jiān)測(cè)樣品管在應(yīng)力腐蝕作用下的電化學(xué)信號(hào)，樣品管為細(xì)長(zhǎng)薄壁且中間為空心、兩端為實(shí)心的不銹鋼管，位于加熱爐中的高溫高壓管中，其中樣品管的空心段為監(jiān)測(cè)段。?

優(yōu)選地，采用電化學(xué)工作站監(jiān)測(cè)電化學(xué)信號(hào)時(shí)，樣品管為工作電極，參比電極、輔助電極為Pt絲，監(jiān)測(cè)過程中，工作電極、參比電極、輔助電極要與應(yīng)力腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)絕緣。?

優(yōu)選地，工作電極與系統(tǒng)的絕緣是通過絕緣密封頭以及在實(shí)心段的表面涂有高溫絕緣涂層實(shí)現(xiàn)的，絕緣密封頭由石墨墊圈、聚酰亞胺組成，其中石墨墊圈、聚酰亞胺均為圓臺(tái)形，將石墨墊圈套在樣品管實(shí)心段外端，聚酰亞胺套在石墨墊圈外，將樣品管置入高溫高壓管時(shí)，絕緣密封頭放置于高溫高壓管內(nèi)的樣品臺(tái)上，用壓緊螺母將絕緣密封頭壓緊，并將壓緊螺母與高溫高壓管螺紋連接固定，樣品管實(shí)心段的端部穿過壓緊螺母中間的孔露出高溫高壓管，通過絕緣密封頭使樣品管拉升過程中與系統(tǒng)絕緣密封。?

優(yōu)選地，參比電極、輔助電極與Pt絲的絕緣主要是在Pt絲外邊套上定制的ZrO₂管，保證Pt電極與系統(tǒng)不接觸，參比電極、輔助電極通過高溫高壓管引出。?

優(yōu)選地，樣品管實(shí)心段的表面涂有的高溫絕緣涂層為聚酰亞胺。?

（三）有益效果?

采用本實(shí)用新型提供的應(yīng)力腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有以下有益效果：?

（1）整個(gè)系統(tǒng)采取熱對(duì)流的形式使水循環(huán)流動(dòng)，而非采取泵提供動(dòng)力的形式，避免了使用泵而帶來水質(zhì)的污染，同時(shí)也避免了系統(tǒng)中高腐蝕性的水對(duì)泵體的腐蝕，另外，泵的費(fèi)用高且使用泵會(huì)帶來測(cè)量系統(tǒng)的擾動(dòng)，使測(cè)量譜圖不精確。?

（2）采用絕緣密封頭將工作電極與整個(gè)系統(tǒng)絕緣，該絕緣密封頭利用石墨具有的耐高溫、密封性好及聚酰亞胺具有的絕緣、耐高溫、密封性等特點(diǎn)，使樣品管在拉升過程中與系統(tǒng)絕緣，保證了測(cè)量信號(hào)的準(zhǔn)確性。?

（3）操作簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，造價(jià)低廉，能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)長(zhǎng)薄壁樣品管應(yīng)力腐蝕的在線監(jiān)測(cè)及水質(zhì)的在線監(jiān)測(cè)和更換。?

附圖說明

圖1是應(yīng)力腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖；?