[發明專利]一種縫隙環境應力腐蝕敏感性高通量評價裝置和方法

有效

• 申請號: 201810878767.2
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109142202B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 彭群家;韓姚磊;薛飛;梅金娜;蔡振;馮亞飛;儲平平
• 申請（專利權）人: 蘇州熱工研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N19/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;郭勁

本發明公開一種縫隙環境應力腐蝕敏感性高通量評價裝置和方法，包括環境釜、設置在所述環境釜內的試樣、連接所述試驗的兩端部為所述試樣加載應力的加載機構，還包括夾持在所述試樣上的夾具和設置在所述夾具和所述試樣之間將兩者分隔開的墊塊，所述墊塊具有供水流通過的多孔結構，所述試樣具有兩個相對設置的試驗平面，所述夾具包括兩個夾持面，兩個所述夾持面分別夾持所述試樣的試驗平面，所述夾持面與所述試驗平面之間構成與所述墊塊等厚度的試驗縫隙，本發明采用多個縫隙和連續縫隙的高通量設計，可以一次性評價多種縫隙環境下的應力腐蝕敏感性，大幅提高評價質量和效率。

技術領域

本發明涉及應力腐蝕試驗領域，具體是一種實現帶縫隙環境的應力腐蝕敏感性的高通量評價裝置和方法。

背景技術

應力腐蝕是威脅工業安全生產的主要問題之一。應力腐蝕開裂的失效孕育期長，形式隱蔽，一旦發生開裂，裂紋擴展期短，容易導致設備損壞。應力腐蝕離不開材料、應力和腐蝕性介質三要素。目前一般按照國標GB/T 15970“金屬和合金的腐蝕應力腐蝕試驗”進行應力腐蝕試驗。由于在縫隙環境中易發生離子濃縮，產生縫隙腐蝕，加速材料的服役性能老化，因此，在縫隙環境下，材料的應力腐蝕敏感性可能會急劇增大。比如在核電站中，蒸汽發生器傳熱管與管板支撐架之間存在縫隙，在高溫高壓水環境中，縫隙內腐蝕產物聚集，有害離子濃縮，傳熱管發生應力腐蝕開裂，引起非計劃停堆，造成巨大的經濟損失，同時帶有放射性的一回路水進入二回路，威脅安全性。因此研究金屬材料在縫隙環境中的應力腐蝕行為與機理，對工業設施的設計、運行和管理具有重要意義。

目前應力腐蝕研究普遍采用的是單一試樣設計，每次試驗只能研究一個試驗條件，而且由于每個試驗周期都比較長，導致現有應力腐蝕評價方法效率十分低下。在工業環境中，材料的服役環境往往比較復雜，影響因素眾多，現有的試驗方法無法高效評價核用材料的服役性能。同時在研究不同參數的影響時，通常采用改變單一變量的方法進行，但由于技術手段限制，很多因素往往無法人為控制，造成平行樣品之間誤差較大。高通量技術是一種基于材料基因組工程提出的高效技術，該技術核心思想旨在提高實驗效率，縮短研發周期，降低研發成本，在材料服役行為研究領域有巨大應用前景。

雖然目前研究人員已建立起完善的應力腐蝕評價手段，并根據實際使用工況開發了多種應力腐蝕試驗方法，但尚缺乏評價縫隙腐蝕與應力腐蝕耦合老化行為的技術，因此本發明提出一種能夠模擬實際縫隙環境下的應力腐蝕高通量評價方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠模擬實際縫隙環境下的應力腐蝕高通量評價裝置和方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種縫隙環境應力腐蝕敏感性高通量評價裝置，包括環境釜、設置在所述環境釜內的試樣、連接所述試驗的兩端部為所述試樣加載應力的加載機構，還包括夾持在所述試樣上的夾具和設置在所述夾具和所述試樣之間將兩者分隔開的墊塊，所述墊塊具有供水流通過的多孔結構，所述試樣具有兩個相對設置的試驗平面，所述夾具包括兩個夾持面，兩個所述夾持面分別夾持所述試樣的試驗平面，所述夾持面與所述試驗平面之間構成與所述墊塊等厚度的試驗縫隙。

優選地，所述試樣為矩形桿狀，所述夾具夾設在所述試樣相對的兩個表面上。

進一步優選地，所述試驗平面與所述夾持面表面相互平行。

進一步優選地，所述試驗平面與所述夾持面表面的夾角呈銳角。

進一步優選地，所述墊塊內設置有多個阻隔水流的隔板，所述隔板垂直所述試樣的長度方向設置，并在所述墊塊內間隔分布。

優選地，所述夾具和所述墊塊設置有多組。

優選地，所述試樣與所述夾具的材質相同。

一種縫隙環境應力腐蝕敏感性高通量評價方法，上述的裝置進行試驗，包括以下步驟：