CN104458400A - 一种高温高压水汽环境结构材料试验装置 - Google Patents

一种高温高压水汽环境结构材料试验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104458400A
CN104458400A CN201410756112.XA CN201410756112A CN104458400A CN 104458400 A CN104458400 A CN 104458400A CN 201410756112 A CN201410756112 A CN 201410756112A CN 104458400 A CN104458400 A CN 104458400A
Authority
CN
China
Prior art keywords
developmental tube
temperature
loading
autoclave
environment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410756112.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104458400B (zh
Inventor
陆永浩
孙冬柏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Technology
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN201410756112.XA priority Critical patent/CN104458400B/zh
Publication of CN104458400A publication Critical patent/CN104458400A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104458400B publication Critical patent/CN104458400B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

一种高温高压水汽环境结构材料试验装置,其具有内外流动高温水的管子,该试验装置包括高压釜、试验管加载系统、试验管内回路系统、试验管外回路系统、控制测量系统、数据采集和处理系统。可以模拟温度、压力、流速、水化学条件和载荷等高温高压水汽环境结构材料的试验装置,适用于复杂流动和复杂载荷耦合作用下管子试样的腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳和流动促进腐蚀等方面的测试。特别的,可以模拟核反应压水堆中蒸汽发生器热交换管中不同流动、不同内外侧温度、不同压力和不同水化学的工况,对热交换管进行相关测试和研究。

Description

一种高温高压水汽环境结构材料试验装置
[0001]
技术领域
[0002] 本发明属于模拟高温高压水汽环境的试验装置领域,涉及一种可以模拟温度、压力、流速、水化学条件和载荷等高温高压水汽环境结构材料的试验装置,适用于复杂流动和复杂载荷耦合作用下管子试样的腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳和流动促进腐蚀等方面的测试,特别的,可以模拟核反应压水堆中蒸汽发生器热交换管中不同流动、不同内、外侧温度、不同压力和不同水化学的工况,对热交换管进行相关测试和研究。
背景技术
[0003] 随着我国核电和火电工业的迅速发展,它们的安全性已成为国家和民众广泛关注的重要问题。高温高压水汽环境下的腐蚀、应力腐蚀,以及这一特殊环境下的疲劳、蠕变、磨损等成为影响核电、热电运行安全性和经济性的主要问题之一。但它们在机理研究方面的局限性是20年来之所以尚未解决应力腐蚀、高温腐蚀破裂和其他失效方式的主要原因。因此,需要一种实验装置来研究材料在高温高压水环境下的腐蚀和应力腐蚀开裂问题。
[0004]目前国际上比较通用的手段是在高温高压釜内进行慢拉伸,主要是模拟轻水核反应堆服役的高温高压循环水环境,通过单回路系统控制水化学环境,通过控制加载模式,测试标准试样(紧凑拉伸试样、圆棒状试样等)在高温水环境中的力学性能,积累基本数据,并以此进行材料的寿命预测。但电站(核电站和火电站)中服役的关键材料大多数以管子的形式存在,由于形状效应,通用的高压釜慢拉伸设备无法对管子试样作出较为准确的测试和评价,特别地,迄今为止全世界还没有建立一套对蒸汽发生器热交换管的应力腐蚀的高温高压水汽环境试验平台,从而限制了对相应构件进行比较准确的寿命预测。因此,以电力工业安全为背景,配备先进的准对管子试样特别是热交换管的高温高压水汽环境装置,进行相关材料在高温高压水汽环境的服役行为和弱化机理研究,可以大幅提高我国在相关领域的研究水平,并为国家电力工业的安全、经济运行提供技术支撑。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种全新的具有内外部流动的管子试样的高温高压水汽环境结构材料试验装置。
[0006] 一种高温高压水汽环境结构材料试验装置,该试验装置能够对具有内外流动高温水的管子进行试验,该试验装置包括高压釜、试验管加载系统、试验管内回路系统、试验管外回路系统、控制测量系统、数据采集和处理系统,其中,所述高压釜用来形成高温高压水汽环境,所述试验管加载系统在高温高压水汽环境下对管状试样进行静、动态加载;所述试验管内回路系统与实验样管内侧相连,用来形成试验管内侧的高温高压水环境;所述试验管外回路系统连接高压釜内部,用来形成试验管外侧的高温高压水环境;所述控制测量系统用来对高压釜、试验管加载系统、试验管内回路系统和试验管外回路系统的相关参数进行测量和控制;所述数据采集和处理系统对高压釜、试验管加载系统、试验管内回路系统和试验管外回路系统的相关参数进行采集和处理。
[0007] 其中,所述试验管加载系统对试验管进行相应加载模式的加载,完成对相应流动环境中的管道试验件进行静、动态及复合加载,用来研究构件老化、腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀蠕变以及其耦合行为和机理。
[0008] 其中,所述相应加载模式是指恒载、慢拉伸和低频疲劳加载模式,相应流动环境是指亚临界和超临界水汽环境。
[0009] 其中,在所述试验管内和外侧都存在流体流动,或在所述试验管内侧或外侧单侧存在流体流动。
附图说明
[0010] 图1是本发明试验装置的结构示意图;
具体实施方式
[0011] 该试验装置具有内外流动高温水的管子,该试验装置包括高压釜、试验管内回路系统、试验管外回路系统、管子试样加载系统、控制测量系统、数据采集和处理系统,其中,试管管内回路系统与实验样管内侧相连,用来形成试验管内侧的高温高压水环境;试验管外回路系统连接高压釜内部,用来在高压釜中形成试验管外侧的高温高压水环境;试验管加载系统用来完成在高温高压水汽环境下对管状试样进行静、动态加载(恒载荷、慢拉伸和低频疲劳加载);控制测量系统用来对高压釜加载系统、试验管内回路系统和试验管外回路系统的相关参数进行测量和控制;数据采集和处理系统对高压釜加载系统、试验管内回路系统和试验管外回路系统的相关参数进行采集和处理。
[0012] 本系统中,试验管壁的内外侧的高温水的温度、压力和水化学环境可以不同,因此本装置可研究亚临界水环境条件下具有内外温度梯度、不同压力和不同水汽环境下管道的应力腐蚀、腐蚀疲劳和蠕变等行为,也可研究单独管内通水或管外通水的工况。
[0013] 以上所述仅是本发明优选实施方式。应当指出,对于本技术领域的普通技术员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应该视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高温高压水汽环境结构材料试验装置,其特征在于,该试验装置能够对具有内外流动高温水的管子进行试验,该试验装置包括高压釜、试验管加载系统、试验管内回路系统、试验管外回路系统、控制测量系统、数据采集和处理系统,其中,所述高压釜用来形成高温高压水汽环境,所述试验管加载系统在高温高压水汽环境下对管状试样进行静、动态加载;所述试验管内回路系统与实验样管内侧相连,用来形成试验管内侧的高温高压水环境;所述试验管外回路系统连接高压釜内部,用来形成试验管外侧的高温高压水环境;所述控制测量系统用来对高压釜、试验管加载系统、试验管内回路系统和试验管外回路系统的相关参数进行测量和控制;所述数据采集和处理系统对高压釜、试验管加载系统、试验管内回路系统和试验管外回路系统的相关参数进行采集和处理。
2.如权利要求1所述的试验装置,其特征在于,所述试验管加载系统对试验管进行相应加载模式的加载,完成对相应流动环境中的管道试验件进行静、动态及复合加载,用来研究构件老化、腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀蠕变以及其耦合行为和机理。
3.如权利要求2所述的试验装置,其特征在于,所述相应加载模式是指恒载、慢拉伸和低频疲劳加载模式,相应流动环境是指亚临界和超临界水汽环境。
4.如权利要求2所述的试验装置,其特征在于,在所述试验管内和外侧都存在流体流动,或在所述试验管内侧或外侧单侧存在流体流动。
CN201410756112.XA 2014-12-10 2014-12-10 一种高温高压水汽环境结构材料试验装置 Active CN104458400B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410756112.XA CN104458400B (zh) 2014-12-10 2014-12-10 一种高温高压水汽环境结构材料试验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410756112.XA CN104458400B (zh) 2014-12-10 2014-12-10 一种高温高压水汽环境结构材料试验装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104458400A true CN104458400A (zh) 2015-03-25
CN104458400B CN104458400B (zh) 2017-06-20

Family

ID=52904814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410756112.XA Active CN104458400B (zh) 2014-12-10 2014-12-10 一种高温高压水汽环境结构材料试验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104458400B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104820170A (zh) * 2015-03-30 2015-08-05 中国核电工程有限公司 一种验证电缆耐受严酷环境的试验装置
CN104964887A (zh) * 2015-06-10 2015-10-07 合肥通用机械研究院 一种高温过热水蒸气环境蠕变疲劳试验装置
CN105372117A (zh) * 2015-11-04 2016-03-02 三峡大学 一种模拟高水压力加载和风干控制的水岩作用装置及其方法
CN105489094A (zh) * 2016-01-07 2016-04-13 清华大学 一种亚临界超临界压力、温度及相态教学实验台
CN106289668A (zh) * 2016-10-27 2017-01-04 北京科技大学 一种利用硼泄漏检测高温高压水管道微裂纹的方法
CN106370542A (zh) * 2016-10-31 2017-02-01 华中科技大学 一种全海深模拟摩擦腐蚀学试验台的密封与冷却系统
CN106546389A (zh) * 2016-10-27 2017-03-29 北京科技大学 检测亚临界、超临界或超超临界水汽环境管道微裂纹的方法
CN108072567A (zh) * 2017-12-08 2018-05-25 广州特种承压设备检测研究院 一种塑料恒温应力腐蚀实验装置及方法
CN109490109A (zh) * 2018-02-06 2019-03-19 中国科学院金属研究所 一种管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置
WO2021013116A1 (zh) * 2019-07-23 2021-01-28 西安热工研究院有限公司 一种金属管全管样高温高压水慢拉伸应力腐蚀试验系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10185798A (ja) * 1996-12-25 1998-07-14 Hitachi Ltd 応力負荷耐環境性評価法
US20060045166A1 (en) * 2004-09-02 2006-03-02 Central Research Institute Of Electric Power Industry Apparatus for measuring corrosion loss and method for measuring corrosion loss
EP1887341A1 (en) * 2006-08-01 2008-02-13 Institute of Nuclear Energy Research Atomic Energy Council, Executive Yuan Method and system for producing stress corrosion cracking
CN201852773U (zh) * 2010-07-30 2011-06-01 中国科学院金属研究所 一种带高温高压循环水的腐蚀疲劳试验装置
CN102288492A (zh) * 2011-07-01 2011-12-21 中国科学院金属研究所 一种带声发射测试的高温高压循环水恒载拉伸实验装置
CN102680176A (zh) * 2012-05-24 2012-09-19 中国石油天然气集团公司 一种管材实物应力腐蚀试验机
CN103499502A (zh) * 2013-09-28 2014-01-08 中国科学院金属研究所 一种带高温高压循环水的慢拉伸实验装置及使用方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10185798A (ja) * 1996-12-25 1998-07-14 Hitachi Ltd 応力負荷耐環境性評価法
US20060045166A1 (en) * 2004-09-02 2006-03-02 Central Research Institute Of Electric Power Industry Apparatus for measuring corrosion loss and method for measuring corrosion loss
EP1887341A1 (en) * 2006-08-01 2008-02-13 Institute of Nuclear Energy Research Atomic Energy Council, Executive Yuan Method and system for producing stress corrosion cracking
CN201852773U (zh) * 2010-07-30 2011-06-01 中国科学院金属研究所 一种带高温高压循环水的腐蚀疲劳试验装置
CN102288492A (zh) * 2011-07-01 2011-12-21 中国科学院金属研究所 一种带声发射测试的高温高压循环水恒载拉伸实验装置
CN102680176A (zh) * 2012-05-24 2012-09-19 中国石油天然气集团公司 一种管材实物应力腐蚀试验机
CN103499502A (zh) * 2013-09-28 2014-01-08 中国科学院金属研究所 一种带高温高压循环水的慢拉伸实验装置及使用方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104820170A (zh) * 2015-03-30 2015-08-05 中国核电工程有限公司 一种验证电缆耐受严酷环境的试验装置
CN104964887B (zh) * 2015-06-10 2017-08-25 合肥通用机械研究院 一种高温过热水蒸气环境蠕变疲劳试验装置
CN104964887A (zh) * 2015-06-10 2015-10-07 合肥通用机械研究院 一种高温过热水蒸气环境蠕变疲劳试验装置
CN105372117A (zh) * 2015-11-04 2016-03-02 三峡大学 一种模拟高水压力加载和风干控制的水岩作用装置及其方法
CN105372117B (zh) * 2015-11-04 2017-11-17 三峡大学 一种模拟高水压力加载和风干控制的水岩作用装置及其方法
CN105489094A (zh) * 2016-01-07 2016-04-13 清华大学 一种亚临界超临界压力、温度及相态教学实验台
CN105489094B (zh) * 2016-01-07 2018-01-05 清华大学 一种亚临界超临界压力、温度及相态教学实验台
CN106546389A (zh) * 2016-10-27 2017-03-29 北京科技大学 检测亚临界、超临界或超超临界水汽环境管道微裂纹的方法
CN106289668A (zh) * 2016-10-27 2017-01-04 北京科技大学 一种利用硼泄漏检测高温高压水管道微裂纹的方法
CN106289668B (zh) * 2016-10-27 2019-08-09 北京科技大学 一种利用硼泄漏检测高温高压水管道微裂纹的方法
CN106370542A (zh) * 2016-10-31 2017-02-01 华中科技大学 一种全海深模拟摩擦腐蚀学试验台的密封与冷却系统
CN106370542B (zh) * 2016-10-31 2019-03-05 华中科技大学 一种全海深模拟摩擦腐蚀学试验台的密封与冷却系统
CN108072567A (zh) * 2017-12-08 2018-05-25 广州特种承压设备检测研究院 一种塑料恒温应力腐蚀实验装置及方法
CN109490109A (zh) * 2018-02-06 2019-03-19 中国科学院金属研究所 一种管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置
CN109490109B (zh) * 2018-02-06 2021-07-23 中国科学院金属研究所 一种管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置
WO2021013116A1 (zh) * 2019-07-23 2021-01-28 西安热工研究院有限公司 一种金属管全管样高温高压水慢拉伸应力腐蚀试验系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN104458400B (zh) 2017-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104458400A (zh) 一种高温高压水汽环境结构材料试验装置
CN104458470B (zh) 一种对具有内外流动高温水的管子试样的加载系统
Meola et al. Impact damage in GFRP: new insights with infrared thermography
da Costa Mattos et al. Failure analysis of corroded pipelines reinforced with composite repair systems
Kuschewski et al. Experimental setup for the investigation of fluid–structure interactions in a T-junction
CN103247358B (zh) 核电站高能管道局部泄漏监测试验台架
CN104392753A (zh) 模拟核电安全壳严重事故工况的实验系统及其实现方法
CN105302987B (zh) 一种等效的预测热机械疲劳寿命的方法
CN103278525B (zh) 一种承压设备火灾后的安全评估方法
CN205484275U (zh) 大空间有害气体自动巡检装置
CN107576576A (zh) 一种对内部通有超临界水的管子试样进行加载的实验系统
CN203908882U (zh) 一种核用锆合金管材蠕变性能专用测量装置
CN202126374U (zh) 压力综合试验台
Wang et al. Creep damage characterization of UNS N10003 alloy based on a numerical simulation using the Norton creep law and Kachanov–Rabotnov creep damage model
Abe et al. Statistical model of micro crack growth for the evaluation of accumulated fatigue in NPPs
CN104567746A (zh) 一种高温法兰偏转角测试系统
CN109342049A (zh) 一种高温下球阀综合试验装置
Kim et al. Investigation of optimal thermal injection conditions and the capability of IR thermography for detecting wall-thinning defects in small-diameter piping components
Wu et al. Elastic-plastic finite element analyses for reducers with constant-depth internal circumferential surface cracks
CN110044737A (zh) 一种管件的疲劳测试装置及疲劳测试方法
Chen et al. Ratcheting boundary of pressurized pipe under reversed bending
CN100465624C (zh) 高温型着色探伤显像剂及其制备方法
CN208721391U (zh) 一种用于球阀在高温下疲劳性能测试装置
Zhao 3D multi-scale characterization and modelling of damage in ceramic matrix composites
CN207231919U (zh) 一种对内部通有超临界水的管子试样进行加载的实验系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant