[实用新型]一种四轴慢应变速率拉伸的辐照促进应力腐蚀试验机

说明书

技术领域

本实用新型属于应力腐蚀实验领域，涉及高温高压水环境下慢应变速率拉伸应力腐蚀试验机，特别是一种带有四轴拉伸装置的辐照促进应力腐蚀试验机，用于研究辐照后试样在高温高压水环境下的应力腐蚀敏感性，以评价材料在高温高压水环境下的服役性能。

背景技术

核电结构材料及其部件在高温高压水、辐照等苛刻环境中长期服役，其服役的可靠性和稳定性是影响核电站运行安全性和经济性的重要因素。奥氏体不锈钢等堆芯结构材料长期在强烈中子辐照与高温高压水腐蚀环境中服役，在辐照、腐蚀与应力的交互作用下会发生辐照促进应力腐蚀开裂(IASCC)。欧、美、日等国家，在役压水堆堆芯围板连接用不锈钢制螺栓与控制棒驱动机构导向管镍基X-750合金制支撑销钉时，已发生多起IASCC失效事件。IASCC裂纹在实际服役环境下的萌生时间一般较长，在实验室条件下通常需要采用加速实验，对试样施加一定的拉应力/应变以促进裂纹的萌生。

常用实验方法是慢应变速率拉伸实验，此方法可以高效地对比不同材料或同种材料在不同环境、不同辐照条件下的IASCC敏感性。辐照试样不同于传统应力腐蚀试样，辐照试样一般多为标距段为方形的小型非标试样，由于辐照、试样特殊以及设备欠缺等原因。目前，国内尚未系统开展针对国产材料的IASCC研究，因此迫切需要研发一套用于研究辐照促进应力腐蚀的实验设备。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种能在高温高压水环境下研究辐照材料应力腐蚀敏感性的试验机，解决现有技术中存在的辐照促进应力腐蚀实验设备研发欠缺，传统单轴拉伸实验效率低下等问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种四轴慢应变速率拉伸的辐照促进应力腐蚀试验机，该试验机包括高温高压循环水系统、高压釜、四轴拉伸装置、数据采集系统四部分，其中：高温高压循环水系统与高压釜连通，高压釜倒置固定在内力消除支柱上；四轴拉伸装置设有釜内夹持装置和自平衡釜外拉伸装置，釜内夹持装置设置于高压釜内，辐照试样两端通过试样夹具与自平衡釜外拉伸装置相连，数据采集系统与自平衡釜外拉伸装置上的力传感器连接，数据采集系统将力传感器产生的力信号通过信号放大器输出至数据采集卡，数据采集卡的输出端连接计算机。

所述的四轴慢应变速率拉伸的辐照促进应力腐蚀试验机，高压釜为釜体和釜盖上下设置结构，釜盖底部通过连接件与伺服机连接，釜盖中设置进水口和出水口，高温高压循环水系统通过进水口和出水口与釜体连通，伺服机对高压釜内的辐照试样进行拉伸实验；高温高压循环水系统为高压釜内提供实验所需高温高压水，通过高温高压循环水系统精确控制回路中的水化学参数，通过自平衡釜外拉伸装置对高压釜内的辐照试样进行慢应变速率拉伸，通过数据采集系统自动采集记录实验数据。

所述的四轴慢应变速率拉伸的辐照促进应力腐蚀试验机，整个试验机固定于底板上，底板通过地脚螺栓紧固在地面上，形成可整体移动的一体化结构；底板上均布导向支柱，导向支柱与底板通过锁扣固定；导向支柱上连有水平设置的固定板，自下而上分别是伺服机固定板、釜盖固定板、导向滑轮固定板，固定板与导向支柱间用锁扣固定；釜体顶部通过起吊钢索连接，依次穿过导向滑轮固定板中心孔、导向滑轮和升降机的转轮，通过升降机来升降高压釜的釜体；釜盖通过法兰固定在釜盖固定板上，并用螺栓紧固，釜盖上连接热交换器的进水口和出水口，釜盖内侧的出水口连接不锈钢管伸入釜体底部，伺服机通过螺栓固定在伺服机固定板上；在伺服机固定板和釜盖固定板间连有内力消除支柱，内力消除支柱两端都用螺纹连接，使釜盖和伺服机连成一个整体；所述起吊滑轮固定板中间设有用于通过起吊钢索的圆孔，在起吊滑轮固定板上平行固定滑轮，使穿过圆孔的起吊钢索变向连至升降机。

所述的四轴慢应变速率拉伸的辐照促进应力腐蚀试验机，高压釜釜体的顶部设置起吊螺栓孔，釜体的法兰设置釜体主螺栓孔，高压釜釜盖在竖向贯通设置釜盖固定螺孔、釜盖内主螺栓孔、釜盖外主螺栓孔、拉伸轴孔、热电偶孔，高压釜釜盖在横向设置进出水口，进水口和出水口的一端分别位于釜盖的侧面，进水口和出水口的另一端分别位于釜盖的上表面；

起吊螺栓孔安装起吊螺栓，相对应的釜体主螺栓孔与釜盖外主螺栓孔之间通过螺栓连接，使釜体和釜盖连接固定；釜盖固定螺孔与内力消除支柱30连接固定釜盖，拉伸轴孔穿设拉伸轴，热电偶孔穿设热电偶。