[發(fā)明專利]一種管狀試樣高溫高壓水腐蝕疲勞試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810115400.5
• 申請(qǐng)日: 2018-02-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109490109B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚季波;吳欣強(qiáng);韓恩厚;張茲瑜;王翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號(hào): G01N3/32
• 分類號(hào): G01N3/32;G01N3/02
• 代理公司: 沈陽(yáng)優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發(fā)明涉及疲勞試驗(yàn)領(lǐng)域，具體是一種管狀試樣高溫高壓水腐蝕疲勞試驗(yàn)裝置。該裝置管狀試樣的兩端與密封堵頭連接，通過(guò)疲勞夾具、轉(zhuǎn)接頭安裝于疲勞試驗(yàn)機(jī)上；上、下轉(zhuǎn)接頭的中心分別設(shè)置通孔，上、下轉(zhuǎn)接頭的側(cè)面分別設(shè)置凹槽，下密封堵頭通過(guò)通孔以及凹槽從下轉(zhuǎn)接頭穿出，上密封堵頭通過(guò)通孔以及凹槽從上轉(zhuǎn)接頭穿出；下密封堵頭通過(guò)卡套與高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)的進(jìn)水口密封連接，上密封堵頭通過(guò)卡套與高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)的出水口密封連接；管狀試樣外表面粘貼熱電偶；引伸計(jì)安裝于管狀試樣上。本發(fā)明能夠精確控制溫度、壓力、溶解氧等水化學(xué)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)管狀試樣高溫高壓水應(yīng)變控制疲勞試驗(yàn)，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)材料在高溫高壓水環(huán)境中的腐蝕疲勞性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及疲勞試驗(yàn)領(lǐng)域，具體是一種管狀試樣高溫高壓水腐蝕疲勞試驗(yàn)裝置，用于管狀試樣高溫高壓水應(yīng)變控制低周疲勞試驗(yàn)，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)材料在高溫高壓水環(huán)境中的腐蝕疲勞性能。

背景技術(shù)

結(jié)構(gòu)材料在高溫高壓水溶液環(huán)境下的腐蝕疲勞損傷是核電工業(yè)領(lǐng)域面臨的重要問(wèn)題之一。輕水堆核電站在運(yùn)行過(guò)程中，由于停堆/啟堆、熱分層等，壓力邊界(如：蒸汽發(fā)生器、壓力容器、主管道)可能遭受腐蝕疲勞損傷。研究以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明高溫高壓水環(huán)境會(huì)顯著降低結(jié)構(gòu)材料疲勞強(qiáng)度。核電站中很多部位可能發(fā)生疲勞失效，其中管道系統(tǒng)、閥門、小孔徑管道是疲勞損傷最敏感部分。一旦腐蝕疲勞裂紋穿透服役構(gòu)件壁厚發(fā)生泄漏或瞬斷，后果不堪設(shè)想，嚴(yán)重影響核電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

目前，專利“一種帶高溫高壓循環(huán)水的腐蝕疲勞試驗(yàn)裝置(公開(kāi)號(hào)CN102346114A)”主要針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)疲勞試樣高溫高壓水腐蝕疲勞行為研究。然而，核電站中實(shí)際服役小孔徑管道系統(tǒng)內(nèi)部為高溫高壓水環(huán)境，外部與空氣接觸。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)疲勞試樣獲得的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是否能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)小孔徑管道系統(tǒng)的環(huán)境疲勞損傷行為有待進(jìn)一步證實(shí)。針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明研制一種管狀試樣高溫高壓水腐蝕疲勞試驗(yàn)裝置，研究結(jié)構(gòu)材料在高溫高壓水環(huán)境中(內(nèi)部通高溫高壓水，外部與空氣接觸)的腐蝕疲勞行為。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種管狀試樣高溫高壓水腐蝕疲勞試驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)管狀試樣在高溫高壓水環(huán)境中的低周疲勞試驗(yàn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種管狀試樣高溫高壓水腐蝕疲勞試驗(yàn)裝置，該裝置包括：管狀試樣、疲勞夾具、密封堵頭、壓緊螺栓、轉(zhuǎn)接頭、高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)、疲勞試驗(yàn)機(jī)，具體結(jié)構(gòu)如下：

管狀試樣的兩端通過(guò)配套的壓緊螺栓與密封堵頭密封連接，管狀試樣通過(guò)疲勞夾具、轉(zhuǎn)接頭安裝于疲勞試驗(yàn)機(jī)上；轉(zhuǎn)接頭為上下兩個(gè)，上、下轉(zhuǎn)接頭的中心均設(shè)置通孔，上、下轉(zhuǎn)接頭的側(cè)面均設(shè)置凹槽，密封堵頭為上下兩個(gè)，下密封堵頭通過(guò)下轉(zhuǎn)接頭的通孔以及凹槽從下轉(zhuǎn)接頭穿出，上密封堵頭通過(guò)上轉(zhuǎn)接頭的通孔以及凹槽從上轉(zhuǎn)接頭穿出；下密封堵頭通過(guò)卡套與高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)的進(jìn)水口密封連接，上密封堵頭通過(guò)卡套與高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)的出水口密封連接；

管狀試樣的內(nèi)部為通孔，中部為平行段，兩端部設(shè)置夾持臺(tái)階；在所述通孔兩端部處分別設(shè)置V型密封面以及螺紋孔，所述通孔位于中間的部分通過(guò)V型密封面與位于外側(cè)的螺紋孔過(guò)渡連接。

所述的管狀試樣高溫高壓水腐蝕疲勞試驗(yàn)裝置，管狀試樣標(biāo)距段外部形狀尺寸依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)棒狀疲勞試樣設(shè)計(jì)，管狀試樣的壁厚為1～5mm。

所述的管狀試樣高溫高壓水腐蝕疲勞試驗(yàn)裝置，密封堵頭的內(nèi)部帶有通孔，密封堵頭的頭部設(shè)置半徑為R的弧面，密封堵頭的尾部為細(xì)長(zhǎng)圓管；壓緊螺栓內(nèi)部帶有通孔，密封堵頭的尾部穿過(guò)壓緊螺栓內(nèi)部的通孔，壓緊螺栓端部與密封堵頭的頭部臺(tái)階接觸，密封堵頭與壓緊螺栓配套后，壓緊螺栓通過(guò)外螺紋與管狀試樣端部的螺紋孔連接；將配合后的密封堵頭與壓緊螺栓安裝于管狀試樣端部螺紋孔，通過(guò)擰緊壓緊螺栓，垂直擠壓密封堵頭，使密封堵頭的頭部半徑為R的弧面與管狀試樣端部V型密封面線接觸形成硬密封。