[實用新型]一種測試應力腐蝕開裂速率的試樣

有效

• 申請號: 201520970687.1
• 申請日: 2015-11-28
• 公開（公告）號: CN205138865U
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 趙凌燕;孫劍偉
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N3/02
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型涉及一種在高溫高壓水環境下測試鎳基合金和奧氏體不銹鋼應力腐 蝕開裂速率的試樣，尤其是涉及一種測試應力腐蝕開裂速率的試樣。

背景技術

隨著社會的不斷發展和人類越來越重視環境保護在新時期的戰略高度，清潔能源 的需求也日益增多。中國作為世界上最大的發展中國家和世界上最大的能源消耗國，我國 政府和人民非常重視核能這一清潔能源，并且我國雖為核電行業后來者，但無論是老牌核 電強國還是新興市場，如今都已無法忽略中國所扮演的角色。從亞洲、非洲、拉美、南美乃至 歐洲，中國和核電走出去捷報頻傳。

目前，核電在發達國家能源中所占比例非常大，而我國作為耗能大國，政府又非常 重視發展核能，但從目前的實際情況來看，核能在能源中的占有率還非常小，因此在我國發 展核能之路任重道遠。眾所周知，影響核電發展的最重要的一個因素為核電安全，由于鎳基 合金和奧氏體不銹鋼在高溫高壓水環境中具有非常好的力學性能和抗高溫耐腐蝕性能，所 以在核電站的關鍵結構中大量選用此類材料。焊接作為工業中的裁縫大量運用在核電站蒸 汽發生器和核電安全端中，而核電站的高溫高壓水環境會促使這些關鍵焊接結構件產生裂 紋和缺陷，這些裂紋和缺陷會在應力腐蝕環境的作用下產生開裂現象，這些裂紋在腐蝕和 高溫高壓環境下將隨時間不斷擴展，最終會導致核電站關鍵結構和設備斷裂或損壞。因此， 奧氏體不銹鋼和鎳基合金材料在高溫高壓水環境下的應力腐蝕開裂問題是核電結構和設 備長期安全服役的關鍵問題之一。

為了研究核電高溫高壓水環境下核電關鍵材料應力腐蝕開裂，國內外通常采用標 準緊湊拉伸試樣進行模擬實驗。這種實驗結合核電材料的服役環境使用速率測定的試驗為 一個比較新的方向，現有的一些類似技術，一般采用標準緊湊拉伸試樣，尺寸較大，需要拉 伸試驗機進行拉伸加載，材料應力腐蝕開裂速率測試受到試驗設備限制，試驗設備復雜且 費用昂貴，試驗效率低。因此，需要開發一種簡易的方便加載的小型緊湊拉伸試樣，用于測 試裂尖應力腐蝕開裂狀態，為裂尖應力腐蝕開裂狀態測試試驗的普及以及核電站關鍵結構 剩余壽命評估提供新途徑。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種測試應力腐蝕開裂 速率的試樣，其結構簡單、實現方便且成本低，試驗操作方便，試驗效率高，實用性強，使用 效果好，便于推廣使用。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種測試應力腐蝕開裂速率的 試樣，其特征在于：包括試樣本體、左旋裂紋載荷加載螺桿和右旋裂紋載荷加載螺桿，所述 試樣本體的形狀為長方體，所述試樣本體的上部豎直設置有疲勞裂紋缺口，所述疲勞裂紋 缺口包括由上至下依次設置的預制開裂缺口、疲勞裂紋預制缺口和預制疲勞裂紋，所述試 樣本體的上部水平設置有左旋螺紋孔和右旋螺紋孔，所述左旋螺紋孔和所述右旋螺紋孔對 稱設置在預制開裂缺口的左右兩側，所述左旋螺紋孔和所述右旋螺紋孔的軸線位于一條水 平線上，所述左旋裂紋載荷加載螺桿和所述左旋螺紋孔螺紋配合，所述右旋裂紋載荷加載 螺桿和所述右旋螺紋孔螺紋配合，所述左旋裂紋載荷加載螺桿的右端設置有第一加載段， 所述右旋裂紋載荷加載螺桿的左端設置有第二加載段。

上述的一種測試應力腐蝕開裂速率的試樣，其特征在于：所述試樣本體的左側上 部設置有第一預制疲勞裂紋拉伸孔，所述試樣本體的右側上部設置有第二預制疲勞裂紋拉 伸孔，所述第一預制疲勞裂紋拉伸孔與所述左旋螺紋孔相通，所述第二預制疲勞裂紋拉伸 孔與所述右旋螺紋孔相通，所述第一預制疲勞裂紋拉伸孔和第二預制疲勞裂紋拉伸孔對稱 設置。

上述的一種測試應力腐蝕開裂速率的試樣，其特征在于：所述第一預制疲勞裂紋 拉伸孔和第二預制疲勞裂紋拉伸孔均為圓孔，所述第一預制疲勞裂紋拉伸孔和第二預制疲 勞裂紋拉伸孔的半徑均為3.125mm，所述第一預制疲勞裂紋拉伸孔和第二預制疲勞裂紋拉 伸孔的中心距為19mm。

上述的一種測試應力腐蝕開裂速率的試樣，其特征在于：所述左旋裂紋載荷加載 螺桿的左端設置有第三加載段，所述右旋裂紋載荷加載螺桿的右端設置有第四加載段。

上述的一種測試應力腐蝕開裂速率的試樣，其特征在于：所述第一加載段、第二加 載段、第三加載段和第四加載段的形狀均為正六面體。