[发明专利]安全壳钢衬里与栓钉焊接区锈蚀后性能的测试装置

说明书

本发明公开一种安全壳钢衬里与栓钉焊接区锈蚀后性能的测试装置，包括：钢衬里试件，包括钢衬里板、焊接于钢衬里板上的栓钉，以及浇筑于钢衬里板之间的混凝土，钢衬里板和栓钉焊接区连接有导线，通过导线经电化学加速锈蚀实现钢衬里板和栓钉焊接区的局部锈蚀；以及加载装置，设有连接钢衬里试件的夹具，通过夹具对钢衬里试件施加载荷。相对于现有技术，本发明安全壳钢衬里与栓钉焊接区锈蚀后性能的测试装置中，钢衬里板和栓钉按核电厂安全壳焊接要求焊接，钢衬里板和栓钉焊接区预留导线，在钢衬里板之间浇筑混凝土，通过电化学锈蚀实现钢衬里板和栓钉焊接区的局部锈蚀，通过加载装置加载可测试钢衬里板和栓钉焊接区锈蚀后的力学性能。

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种安全壳钢衬里与栓钉焊接区锈蚀后性能的测试装置。

背景技术

核能单位能量大，资源储量丰富，是公认的可以大范围替代常规能源的经济、安全和清洁的能源。随着我国核电厂建设进入高速发展期和核电厂从沿海向内陆发展的趋势，核电厂的安全性必须引起高度重视。

安全壳作为与核安全相关措施的最后一道屏障，能否充分应对严重事故条件下的高能荷载(表现为高温、高压和高湿)，保证其在高能荷载下不发生放射性物质泄漏或可将泄漏控制到对环境影响很小的程度，成为人们最为关心的性能。安全壳钢衬里密封性能的好坏直接决定了核电机组安全屏障是否完整，钢衬里的撕裂特性又与其密封性能有直接的关系，如果安全壳结构无法承受超设计基准事故下的高能荷载而造成钢衬里撕裂，将会导致安全壳的密封性失效，势必会发生放射性物质的泄漏。

大量调查表明，钢衬里锈蚀是影响安全壳密封性的关键因素，锈蚀会直接导致钢衬里的力学性能大打折扣。虽然设计中容许一定程度的锈蚀，但是由于钢衬里的厚度较薄(一般6mm左右)，超过容许范围的锈蚀在严重事故下容易引起钢衬里的撕裂，给核电厂安全运行带来潜在威胁。

安全壳钢衬里通过栓钉和角钢与混凝土进行锚固，栓钉与钢衬里焊接处为应力集中区域，在荷载作用下会引起钢衬里发生应力重分布。在超设计基准的严重事故荷载作用下，安全壳钢衬里与混凝土相互作用，再加上栓钉剪力对钢衬里的影响，导致钢衬里受力状态非常复杂，可能由于焊接区域的应力集中和栓钉剪力的影响使得钢衬里在较低的应力水平下发生撕裂。如果与栓钉焊接区域的钢衬里发生锈蚀，则栓钉剪力引起钢衬里撕裂的风险势必进一步增大。

目前，尚缺乏对钢衬里与栓钉焊接区锈蚀后力学性能的研究，尚不明确栓钉剪力对锈蚀钢衬里撕裂机制的影响。因为核电厂安全壳结构的特殊性，亟需设计一种在实验室条件下可执行的安全壳钢衬里与栓钉焊接区锈蚀后性能的测试装置对上述问题进行研究，以得到可靠的试验数据，为核电厂安全壳钢衬里的设计、检测和维护提供参考。

发明内容

本发明的发明目的在于：克服现有技术中的至少一个缺陷，提供一种在实验室条件下可执行的安全壳钢衬里与栓钉焊接区锈蚀后性能的测试装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种安全壳钢衬里与栓钉焊接区锈蚀后性能的测试装置，其包括：

钢衬里试件，所述钢衬里试件包括钢衬里板、按核电厂安全壳焊接要求焊接于所述钢衬里板上的栓钉，以及浇筑于所述钢衬里板之间的混凝土，其中，所述钢衬里板和栓钉焊接区连接有导线，通过所述导线经电化学加速锈蚀实现所述钢衬里板和栓钉焊接区局部锈蚀；以及

加载装置，设有连接所述钢衬里试件的夹具，通过所述夹具对所述钢衬里试件施加载荷。

根据本发明安全壳钢衬里与栓钉焊接区锈蚀后性能的测试装置的一个实施方式，所述钢衬里板对称布置在所述混凝土两侧，所述栓钉的根部对称焊接在所述钢衬里板的中部，所述栓钉的端部埋置在所述混凝土中。

根据本发明安全壳钢衬里与栓钉焊接区锈蚀后性能的测试装置的一个实施方式，所述钢衬里试件设有对称埋置于所述混凝土上、下两端的预应力螺纹钢筋。