[发明专利]一种静态多试样铅铋腐蚀测试试验装置及试验方法

说明书

本发明提出了一种静态多试样铅铋腐蚀测试试验装置及试验方法，属于铅铋腐蚀测试领域。解决了现有无法对静态多试样铅铋腐蚀测试的问题。试验装置包括装样架和石英管，所述装样架包括多个隔片和多个支撑柱，所述多个隔片等间距设置，所述多个隔片之间通过多个支撑柱相连，所述隔片上放置腐蚀试样，所述装样架放置在石英管内，所述石英管内放置铅铋合金，所述石英管一端密封，另一端开口，开口端通过密封石英柱密封。它主要用于静态多试样铅铋腐蚀测试。

技术领域

本发明属于铅铋腐蚀测试领域，特别是涉及一种静态多试样铅铋腐蚀测试试验装置及试验方法。

背景技术

追求安全稳定、经济和可持续的电力供给是各国的不懈追求，核能发电具备稳定的电力输出、安全可控和可持续供给等突出优势而恰好符合这个需求。目前，核能发电技术已发展到第四代核反应堆技术，在六种备选的第四代核反应堆中，铅冷快堆以其更加优异的安全性、稳定性而引起科学工作者们的重视。

铅冷快堆的运行温度高达450-550℃，燃料包壳结构材料的长期服役性能和安全性是重要的考虑因素。铅铋合金因其具有低熔点、高沸点、化学性质稳定、嬗变能力强和良好的中子经济性等突出的优点而成为铅冷快堆的首选冷却剂。铅冷快堆中的燃料包壳金属材料会遭受铅铋合金强烈地腐蚀作用而导致其材料失效，因此有必要研究燃料包壳结构材料在液态铅铋环境中的腐蚀行为。在液态铅铋合金环境下的材料腐蚀行为主要有溶解腐蚀、氧化腐蚀、磨损腐蚀和侵蚀腐蚀，其中溶解腐蚀是导致材料失效最关键的因素之一。然而，现有的相关试验技术尚不成熟，对多试样的铅铋腐蚀测试方法的尚未有充分的报道。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种静态多试样铅铋腐蚀测试试验装置及试验方法，以解决现有无法对静态多试样铅铋腐蚀测试的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种静态多试样铅铋腐蚀测试试验装置，它包括装样架和石英管，所述装样架包括多个隔片和多个支撑柱，所述多个隔片等间距设置，所述多个隔片之间通过多个支撑柱相连，所述隔片上放置腐蚀试样，所述装样架放置在石英管内，所述石英管内放置铅铋合金，所述石英管一端密封，另一端开口，开口端通过密封石英柱密封。

更进一步的，所述隔片和支撑柱均为石英材质，所述铅铋合金为柱状结构。

更进一步的，所述多个支撑柱相互平行且隔片沿圆周方向均匀对称分布。

更进一步的，所述支撑柱包括固定支撑柱和拆卸支撑柱，所述固定支撑柱与隔片固定相连，所述拆卸支撑柱与隔片可拆卸连接。

更进一步的，所述石英管开口端设置有缩颈结构，所述密封石英柱设置在缩颈结构上。

更进一步的，所述试验装置还包括真空封管机和立式箱式炉，所述真空封管机对石英管进行密封，密封后的石英管放置在立式箱式炉内。

更进一步的，所述真空封管机包括抽真空系统和加热熔融系统，所述真空系统对石英管内抽真空，所述加热熔融系统对密封石英柱加热熔融，所述抽真空系统为高真空分子泵组，所述加热熔融系统采用氢火焰为加热源。

更进一步的，所述立式箱式炉使用K型热电偶控制温度，加热元件为掺钼铁铬铝。

本发明还提供了一种静态多试样铅铋腐蚀测试试验装置的试验方法，它包括以下步骤：

步骤1：将放置好腐蚀试样的装样架放入到石英管中，将称好重量的铅铋合金放入到石英管中，使用石英柱封住石英管开口端；

步骤2：启动真空封管机，对石英管内抽真空的同时烧熔石英柱和石英管，直至石英柱与石英管完全密封；

步骤3：将密封好的石英管放入石英管放样架，将石英管放样架放入立式箱式炉中进行加热，加热至设定时间研究试样在静态环境下的腐蚀行为。