[实用新型]一种金属管全管样高温高压水慢拉伸应力腐蚀试验系统

说明书

本实用新型公开了一种金属管全管样高温高压水慢拉伸应力腐蚀试验系统，包括上下接头、上下夹具和金属全管样等，上下夹具分别安装在金属全管样上下两端，通过内塞头和外部夹紧环夹紧试样；上下夹具内均设置注水孔，高温高压水通过试样内腔入水管进入金属全管样内侧，再通过试样内腔出水管流出，在金属全管样内的密封腔内形成流动；整个夹持系统及试样置于高压釜内，高压釜提供金属全管样外部的高温高压水环境。相对现有技术，本实用新型设计巧妙，操作简单方便，可以安装于实验室常见的各种高温高压水慢拉伸试验机上，可实现金属管全管样在内外侧不同温度、压力、水化学参数(溶解氧、电导率、pH)的高温高压水环境中进行慢拉伸应力腐蚀试验。

技术领域

本实用新型属于金属材料应力腐蚀试验研究领域，具体涉及一种金属管全管样高温高压水慢拉伸应力腐蚀试验系统。

背景技术

金属薄壁管构件已经广泛应用于核电一回路的关键部件，如压水堆蒸汽发生器传热管，而蒸发器传热管在高温高压水环境中的应力腐蚀开裂已成为其最主要的失效形式，目前已经成为核工业界面临的重要问题。在研究材料应力腐蚀开裂敏感性时，慢拉伸是一种常用且可靠性高的试验方法，它通过缓慢的应变速率(10^-5～10^-8s^-1)来施加应力，直至试样发生断裂。通常利用慢拉伸方法评价材料的应力腐蚀敏感性采用标准试样(如GB/T15970、ASTM G129中给出的棒状、板状试样)，但由于形状效应，标准试样无法反应金属薄壁管的形状、尺寸因素对其应力腐蚀敏感性的影响，目前常用的方法为：将薄壁管试样对中剖开，加工成扁舟状试样，然后设计相关夹具进行高温高压水中的应力腐蚀试验(参见中国实用新型专利：201611028719.1和201320175058.0)，但是这种方法的试样对中性往往满足不了要求，试样尺寸测量和截面积无法精确计算，试验结果偏差会很大，数据分散性大。

除此之外，目前高温高压水中的应力腐蚀试验通常直接将试样置于高压釜内，传热管试样内侧与外侧在相同的温度、压力及水化学环境中进行试验，往往忽略了实际服役工况下传热管由于内外侧温度、压力、水化学参数不同而导致的服役性能变化，然而已有研究表明传热管内外侧温度、压力、水化学条件不同对其应力腐蚀性能往往有着重要影响，在单一环境中进行试验，其结果必然会有一定误差，从而限制了相应构件进行比较准确的性能评估。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的以上弊端，提供了一种金属管全管样高温高压水慢拉伸应力腐蚀试验系统。

本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种金属管全管样高温高压水慢拉伸应力腐蚀试验系统，包括由高压釜体和高压釜盖组成的高压釜，试样内腔入水管，试样内腔出水管，高压釜入水管，高压釜出水管，以及用于设置在高压釜内的加载支撑架、上接头、上夹具、金属全管样、下夹具和下接头；其中，

试验时，上夹具和下夹具分别安装在金属全管样上下两端，上接头两端分别与上夹具和加载支撑架连接，下接头一端与下夹具连接，另一端穿过高压釜盖后与慢拉伸试验机连接；上夹具和下夹具内均开设有注水孔，高温高压水通过与下夹具连接的试样内腔入水管进入金属全管样的内侧，再通过与上夹具连接的试样内腔出水管流出高压釜，在金属全管样内的密封腔内形成流动；高压釜入水管和高压釜出水管均穿过高压釜盖与高压釜内连通；高压釜体与高压釜盖形成密封空间提供金属全管样外部的高温高压水环境，整套系统能够实现金属全管样在内外侧不同温度、压力及水化学参数的高温高压水环境中进行慢拉伸应力腐蚀试验，其中水化学参数包括溶解氧、电导率和pH。

本实用新型进一步的改进在于，上夹具包括内塞头、夹具本体、夹紧环和螺母，内塞头安装在金属全管样内，夹具本体置于金属全管样外，内塞头和夹具本体分别开设有内塞头注水孔和夹具本体注水孔，且两者相连通，夹具本体通过连接接头与试样内腔出水管密封连接；下夹具与上夹具结构相同，其与试样内腔入水管连接。