[发明专利]一种管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置

说明书

本发明涉及疲劳试验领域，具体是一种管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置。该装置管状试样的两端与密封堵头连接，通过疲劳夹具、转接头安装于疲劳试验机上；上、下转接头的中心分别设置通孔，上、下转接头的侧面分别设置凹槽，下密封堵头通过通孔以及凹槽从下转接头穿出，上密封堵头通过通孔以及凹槽从上转接头穿出；下密封堵头通过卡套与高温高压循环水系统的进水口密封连接，上密封堵头通过卡套与高温高压循环水系统的出水口密封连接；管状试样外表面粘贴热电偶；引伸计安装于管状试样上。本发明能够精确控制温度、压力、溶解氧等水化学参数，实现管状试样高温高压水应变控制疲劳试验，评价结构材料在高温高压水环境中的腐蚀疲劳性能。

技术领域

本发明涉及疲劳试验领域，具体是一种管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置，用于管状试样高温高压水应变控制低周疲劳试验，评价结构材料在高温高压水环境中的腐蚀疲劳性能。

背景技术

结构材料在高温高压水溶液环境下的腐蚀疲劳损伤是核电工业领域面临的重要问题之一。轻水堆核电站在运行过程中，由于停堆/启堆、热分层等，压力边界(如：蒸汽发生器、压力容器、主管道)可能遭受腐蚀疲劳损伤。研究以及运行经验表明高温高压水环境会显著降低结构材料疲劳强度。核电站中很多部位可能发生疲劳失效，其中管道系统、阀门、小孔径管道是疲劳损伤最敏感部分。一旦腐蚀疲劳裂纹穿透服役构件壁厚发生泄漏或瞬断，后果不堪设想，严重影响核电站运行的经济性和安全性。

目前，专利“一种带高温高压循环水的腐蚀疲劳试验装置(公开号CN102346114A)”主要针对标准疲劳试样高温高压水腐蚀疲劳行为研究。然而，核电站中实际服役小孔径管道系统内部为高温高压水环境，外部与空气接触。通过标准疲劳试样获得的基础数据是否能够准确预测小孔径管道系统的环境疲劳损伤行为有待进一步证实。针对上述问题，本发明研制一种管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置，研究结构材料在高温高压水环境中(内部通高温高压水，外部与空气接触)的腐蚀疲劳行为。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置，实现管状试样在高温高压水环境中的低周疲劳试验。

本发明的技术方案是：

一种管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置，该装置包括：管状试样、疲劳夹具、密封堵头、压紧螺栓、转接头、高温高压循环水系统、疲劳试验机，具体结构如下：

管状试样的两端通过配套的压紧螺栓与密封堵头密封连接，管状试样通过疲劳夹具、转接头安装于疲劳试验机上；转接头为上下两个，上、下转接头的中心均设置通孔，上、下转接头的侧面均设置凹槽，密封堵头为上下两个，下密封堵头通过下转接头的通孔以及凹槽从下转接头穿出，上密封堵头通过上转接头的通孔以及凹槽从上转接头穿出；下密封堵头通过卡套与高温高压循环水系统的进水口密封连接，上密封堵头通过卡套与高温高压循环水系统的出水口密封连接；

管状试样的内部为通孔，中部为平行段，两端部设置夹持台阶；在所述通孔两端部处分别设置V型密封面以及螺纹孔，所述通孔位于中间的部分通过V型密封面与位于外侧的螺纹孔过渡连接。

所述的管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置，管状试样标距段外部形状尺寸依据标准棒状疲劳试样设计，管状试样的壁厚为1～5mm。

所述的管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置，密封堵头的内部带有通孔，密封堵头的头部设置半径为R的弧面，密封堵头的尾部为细长圆管；压紧螺栓内部带有通孔，密封堵头的尾部穿过压紧螺栓内部的通孔，压紧螺栓端部与密封堵头的头部台阶接触，密封堵头与压紧螺栓配套后，压紧螺栓通过外螺纹与管状试样端部的螺纹孔连接；将配合后的密封堵头与压紧螺栓安装于管状试样端部螺纹孔，通过拧紧压紧螺栓，垂直挤压密封堵头，使密封堵头的头部半径为R的弧面与管状试样端部V型密封面线接触形成硬密封。