CN109580102A - 一种核电厂核岛封堵材料位移性能的试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种核电厂核岛封堵材料位移性能的试验方法，包括步骤：S1、根据实际封堵构件的结构尺寸制备利用待试验的封堵材料进行封堵的试验试件；S2、对所述试验试件进行第一次水密性测试；S3、对完成所述第一次水密性测试的试验试件进行拉伸试验；S4、对完成所述拉伸试验的试验试件进行第二次水密性测试。本发明提供的核电厂核岛封堵材料位移性能的试验方法能够真实反映封堵材料在核岛实际工作状态下的位移性能，试验结果准确可靠，具备较强的推广应用价值。

Description

一种核电厂核岛封堵材料位移性能的试验方法

技术领域

本发明涉及材料性能测试技术领域，尤其涉及一种核电厂核岛封堵材料位移性能的试验方法。

背景技术

核电厂封堵材料作为核岛防火和防护边界的重要组成部分,其具有防火、水密、气密、生物屏蔽等多种功能，其材料特性是否满足设计要求，关乎到整个核电厂的安全。对应用于某些机械套管的封堵材料来说，尤其是管道类型的套管，由于受热膨胀和/或在运行常规阶段流入液体，运行时容易发生移位，因此，在封堵结构内部必须保持一个自由度，这个自由度的能力也是封堵材料的一个重要材料特性之一，需要一个着实有效的方法进行检测。然而，目前的核电建设过程中，管道封堵采用的柔性硅酮材料，其仅在设计角度有对材料提出位移的要求，在实际执行过程中，并没有一个成型的试验方法进行指导。

因此，急需提出一种核岛封堵材料位移性能的试验方法，用于在实际执行过程中有效的测试封堵材料的位移性能。

发明内容

本发明针对核电建设过程中没有成型的试验方法用于指导测试封堵材料位移性能的问题，提供了一种核电厂核岛封堵材料位移性能的试样方法，用于有效测试封堵材料的位移性能。

本发明用于解决以上技术问题的技术方案为：提供一种核电厂核岛封堵材料位移性能的试验方法，包括步骤：

S1、根据实际封堵构件的结构尺寸制备利用待试验的封堵材料进行封堵的试验试件；

S2、对所述试验试件进行第一次水密性测试；

S3、对完成所述第一次水密性测试的试验试件进行拉伸试验；

S4、对完成所述拉伸试验的试验试件进行第二次水密性测试。

本发明上述的试验方法中，步骤S1具体包括：

根据实际封堵构件的结构尺寸制作混凝土构件，并在所述混凝土构件中间开设测试孔；

提供贯穿件布置在所述测试孔中心；

利用待试验的封堵材料封堵所述混凝土构件和贯穿件之间的间隙。

本发明上述的试验方法中，步骤S1在进入步骤S2之前还包括：

制备支撑架，并将所述支撑架分别固定安装在所述混凝土构件两侧。

本发明上述的试验方法中，步骤S2包括：

将所述贯穿件的两端分别固定在所述支撑架上，并将水密性试验的测试罩安装在所述混凝土构件的一侧；

将所述测试罩内的压力加压至第一预设压力，并保持第一预设时间，检查是否有水渗漏情况；若否，则进入下一步骤；

将所述测试罩内的压力加压至第二预设压力，并保持第二预设时间，检查是否有水渗漏情况；若否，则进入下一步骤。

本发明上述的试验方法中，步骤S3包括：

在所述贯穿件上安装拉拔仪；

对完成第一次水密性测试的所述试验试件进行贯穿件径向拉伸试验；

对完成径向拉伸试验的所述试验试件进行贯穿件轴向拉伸试验。

本发明上述的试验方法中，步骤S4包括：

将所述贯穿件的两端分别固定在所述支撑架上，并将水密性试验的测试罩安装在所述混凝土构件的一侧；

将所述测试罩内的压力加压至第三预设压力，并保持第三预设时间，检查是否有水渗漏情况；若否，则所述封堵材料的位移性能符合设定要求。

本发明上述的试验方法中，所述贯穿件径向拉伸试验包括：

调整所述拉拔仪的位置与所述贯穿件垂直；

在所述贯穿件上安装位移测量计，并在所述封堵材料上安装至少两个位移传感器，测量所述封堵材料和贯穿件的径向位移；

按照预设的拉伸速率、位移值和拉伸周期进行径向拉伸试验；若单次拉伸周期内发生封堵材料破裂，则试验终止。

本发明上述的试验方法中，所述贯穿件轴向拉伸试验包括：

调整所述拉拔仪的位置与所述贯穿件平行；

在所述贯穿件上安装位移测量计，并在所述封堵材料上安装至少两个位移传感器，测量所述封堵材料和贯穿件的轴向位移；

按照预设的拉伸速率、位移值和拉伸周期进行轴向拉伸试验；若单次拉伸周期内发生封堵材料破裂，则试验终止。

本发明上述的试验方法中，所述提供贯穿件布置在所述测试孔中心包括：

提供带涂装管道作为所述贯穿件，并将所述贯穿件布置在所述测试孔中心，且所述贯穿件延伸出所述混凝土构件的两端相互对称；

在所述管道中模拟灌入流体，并将所述管道两端密封设置。

本发明上述的试验方法中，所述制备支撑架，并将所述支撑架分别固定安装在所述混凝土构件两侧包括：

提供多根角钢、槽钢和扁钢，并将所述角钢焊接形成三角形支架，将所述三角形支架焊接在所述槽钢两端形成所述支撑架，所述扁钢焊接在所述槽钢的侧壁上；

提供U型卡，并将所述U型卡可拆卸安装在所述扁钢上，用于在水密性测试时将所述贯穿件的两端分别固定在所述支撑架上；

将所述支撑架分别固定安装在所述混凝土构件的两侧，且所述支撑架的中心与所述贯穿件的中心重合。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明提供的核电厂核岛封堵材料位移性能的测试方法，对试验试件的制作进行了具体规定，并提出了第一次水密性测试-拉伸试验-第二次水密性的试验顺序对试验试件进行位移性能测试，能够真实反映封堵材料在核电厂核岛实际工作状态下的位移性能，试验结果准确可靠；同时，该测试方法操作方便，简单实用，具备较强的推广应用价值。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例提供的试验方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的试验试件的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的支撑架的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的试验试件和支撑架的组合结构示意图；

图5是本发明实施例提供的水密性测试试验示意图；

图6是本发明实施例提供的径向拉伸试验的试验示意图；

图7是本发明实施例提供的轴向拉伸试验的试验示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更加清楚地理解本发明，下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细的描述。

为了解决在核电建设过程中，没有成型的试验方法能够有效测试封堵材料位移性能的问题，本发明旨在提供一种核电厂核岛封堵材料位移性能的试验方法，根据实际封堵构件制备利用待试验的封堵材料进行封堵的试验试件，并按照第一次水密性测试-拉伸试验-第二次水密性的试验顺序对试验试件进行位移性能测试，从而能够真实反映封堵材料在核电厂实际应用中的位移性能，提高试验结果的准确性和有效性。

如图1所示，本发明实施例提供的核电厂核岛封堵材料位移性能的试验方法，包括步骤：

S1、根据实际封堵构件的结构尺寸制备利用待试验的封堵材料进行封堵的试验试件和性能对比试件，其中，性能对比试件与试验试件完全一致，用于在试验过程中对比判定试验试件的物理性能；

S2、对所述试验试件进行第一次水密性测试；

S3、对完成第一次水密性测试的所述试验试件进行拉伸试验；

S4、对完成拉伸试验的所述试验试件进行第二次水密性测试。

具体的，步骤S1包括：

S11、根据实际封堵构件的结构尺寸制作混凝土构件，并在所述混凝土构件中间开设测试孔；

具体的，结合图2和图4所示，混凝土构件11为采用C30混凝土浇筑的矩形构件，其长度为1200mm，宽度为1100mm，厚度为200mm；测试孔为沿混凝土构件11厚度方向设置正方形孔，其尺寸为800mm*800mm，测试孔的内壁为粗糙面；混凝土构件11的表面还设置有用于翻转吊装的吊耳(未示出)。

S12、提供贯穿件布置在所述测试孔中心；

本实施例中，提供尺寸为DN300，壁厚为4mm的带涂装管道作为贯穿件12，并将贯穿件12布置在所述测试孔的中心位置，且贯穿件12延伸出混凝土构件11的两端相互对称；同时，在所述管道中模拟灌入流体，并将管道的两端完全密封。

S13、利用待试验的封堵材料封堵所述混凝土构件和贯穿件之间的间隙；其中，封堵材料13的封堵厚度需符合耐火等功能要求，不同的性能的封堵材料的封堵厚度不同。

本实施例中，混凝土构件11为集中制作，需要进行养护，混凝土构件11养护后进行贯穿件12和封堵材料13的封堵安装，该封堵安装也需要养护，以达到足够的强度；养护时间根据实际封堵构件的设计要求，一般为10～15天。

进一步地，步骤S1在进入步骤S2之前还包括：

S20、制备支撑架，并将所述支撑架分别固定安装在所述混凝土构件两侧；

具体的，结合图3和图4所示，步骤S20包括：

S201、提供多根角钢21、槽钢22和扁钢23，并将角钢21焊接形成三角形支架，将所述三角形支架焊接在槽钢22两端形成支撑架20，同时将扁钢23沿槽钢22的长度方向焊接在槽钢22的侧壁上；

S202、提供U型卡24，U型卡24可拆卸安装在扁钢23上，用于在水密性测试时将贯穿件12的两端分别固定在所述支撑架上，阻止贯穿件12在水密性试验过程中进行任何形式的移位，尤其是在位于水密性测试罩中时，由于贯穿件端部受到压力而进行的轴向移位，保证试验的精确性；

S203、采用膨胀螺栓分别将两个支撑架20固定安装在混凝土构件11的两侧，且支撑架20的中心位置与贯穿件12的中心位置重合。

本实施例中，支撑架20的固定位置在满足离封堵材料13边缘最小距离的情况下，需确保不影响封堵材料13和混凝土构件11接缝处的密封性，且同时留有足够大的空间安装水密性试验的测试罩。同时，支撑架20的结构设计还需满足贯穿件12在受到机械应力运转的同时能够进行轴向和径向的拉伸位移，以顺利完成拉伸试验。

步骤S20完成之后进入步骤：

S2、对所述试验试件进行第一次水密性测试；

具体的，如图5所示，步骤S2包括：

S21、将贯穿件12的两端分别固定在支撑架20上，并将水密性试验的测试罩31安装在混凝土构件11的一侧，此时，测试罩31盖设在封堵材料外；

S22、将测试罩31内的压力加压至第一预设压力，并保持第一预设时间，检查是否有水渗漏情况；若否，则进入下一步骤；

其中，第一预设压力优选为100g/cm³，第一预设时间优选为15min；

S23、将测试罩31内的压力加压至第二预设压力，并保持第二预设时间，检查是否有水渗漏情况；若否，则进入下一步骤。

其中，第二预设压力优选为200g/cm³，第一预设时间优选为24h；

本实施例中，第一次水密性测试还包括提供渗漏水收集装置32，渗漏水收集装置32的尺寸要求能将封堵材料13完全覆盖为准，其余的测试罩31与试验试件的密封性要求等可参考现有的水密性试验，本实施例不再赘述。

第一次水密性试验合格后进行步骤：

S3、对完成所述第一次水密性测试的试验试件进行拉伸试验；

具体的，步骤S3包括：

S31、在所述贯穿件上安装拉拔仪；

S32、对完成第一次水密性测试的所述试验试件进行贯穿件径向拉伸试验；

S33、对完成径向拉伸试验的所述试验试件进行贯穿件轴向拉伸试验。

如图6所示，所述贯穿件径向拉伸试验包括：

S321、调整拉拔仪41的位置，使得拉拔仪41与贯穿件12垂直

S322、在贯穿件12上安装位移测量计(未示出)并清零，调整所述位移测量计的针头沿贯穿件12的轴向设置，即位移测量计的针头需选择与当前测试方向垂直的平面；

S323、在封堵材料13上安装至少两个位移传感器(未示出)，并通过所述位移传感器和位移测量计测量所述封堵材料的径向位移；

优选的，其中一个位移传感器紧邻贯穿件12设置，用于测量贯穿件的径向位移，另一个位移传感器设置于混凝土构件11与贯穿件12的中间位置，用于测量封堵材料的径向位移；

S323、按照预设的拉伸速率、位移值和循环次数进行径向拉伸试验；若单次拉伸周期内发生封堵材料破裂，则试验终止；

其中，拉伸速率优选为10mm/min，循环次数优选为100次；根据封堵材料的拉伸性能设定位移值后，按照所述位移值，启停并复位。单次拉伸周期中如发生封堵材料破裂，试验终止，若未触发终止条件，则继续拉伸，循环100次。

S324、记录贯穿件12和封堵材料的径向位移，以及拉拔仪41传送至贯穿件12的应力，用于有效检测封堵材料的作用效果和可靠性，并对其作用效果提出定量的评价，用作后续试验的指导、控制和评定依据。

如图7所示，所述贯穿件轴向拉伸试验包括：

S321、调整拉拔仪41的位置，使得拉拔仪41与贯穿件12平行；

S322、在贯穿件12上安装位移测量计(未示出)并清零，调整所述位移测量计的针头沿贯穿件12的径向设置；

S323、在封堵材料13外安装至少两个位移传感器(未示出)，并通过所述位移测量计和位移传感器测量所述封堵材料和贯穿件的轴向位移；

S323、按照预设的拉伸速率、位移值和循环次数进行轴向拉伸试验；若单次拉伸周期内发生封堵材料破裂，则试验终止；

S324、记录贯穿件12和封堵材料的轴向位移，以及拉拔仪41传送至贯穿件12的应力。

需要说明的是，贯穿件径向拉伸试验和轴向拉伸试验除了拉拔仪和位移测量计的安装根据试验方向作适应性调整之外，其余步骤均相同，本实施例不再赘述。

步骤S3完成之后进入步骤：

S4、对完成所述拉伸试验的试验试件进行第二次水密性测试；

具体的，步骤S4包括：

S41、将贯穿件12的两端分别固定在支撑架20上，并将水密性试验的测试罩31安装在混凝土构件11的一侧；

S42、将测试罩31内的压力加压至第三预设压力，并保持第三预设时间，检查是否有水渗漏情况；若否，则所述封堵材料的位移性能符合设定要求。

其中，第三预设压力优选为200g/cm³；第三预设时间优选为24h，其余要求可参考第一次水密性测试试验。若在经过第二次水密性测试后，试验试件不漏水，则说明封堵材料13的位移能力在设定值下可满足密封性要求。

综上所述，本发明提出了一种核电厂核岛封堵材料位移性能的测试方法，对试验试件的制作进行了具体规定，并提出了第一次水密性测试-拉伸试验-第二次水密性的试验顺序对试验试件进行位移性能测试，能够真实反映封堵材料在核电厂核岛实际工作状态下的位移性能，试验结果准确可靠；同时，该测试方法操作方便，简单实用，适合大规模推广应用。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种核电厂核岛封堵材料位移性能的试验方法，其特征在于，包括步骤：

S1、根据实际封堵构件的结构尺寸制备利用待试验的封堵材料进行封堵的试验试件；

S2、对所述试验试件进行第一次水密性测试；

S3、对完成所述第一次水密性测试的试验试件进行拉伸试验；

S4、对完成所述拉伸试验的试验试件进行第二次水密性测试。

2.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

根据实际封堵构件的结构尺寸制作混凝土构件，并在所述混凝土构件中间开设测试孔；

提供贯穿件布置在所述测试孔中心；

利用待试验的封堵材料封堵所述混凝土构件和贯穿件之间的间隙。

3.根据权利要求2所述的试验方法，其特征在于，步骤S1在进入步骤S2之前还包括：

制备支撑架，并将所述支撑架分别固定安装在所述混凝土构件两侧。

4.根据权利要求3所述的试验方法，其特征在于，步骤S2包括：

将所述贯穿件的两端分别固定在所述支撑架上，并将水密性试验的测试罩安装在所述混凝土构件的一侧；

将所述测试罩内的压力加压至第一预设压力，并保持第一预设时间，检查是否有水渗漏情况；若否，则进入下一步骤；

将所述测试罩内的压力加压至第二预设压力，并保持第二预设时间，检查是否有水渗漏情况；若否，则进入下一步骤。

5.根据权利要求3所述的试验方法，其特征在于，步骤S3包括：

在所述贯穿件上安装拉拔仪；

对完成第一次水密性测试的所述试验试件进行贯穿件径向拉伸试验；

对完成径向拉伸试验的所述试验试件进行贯穿件轴向拉伸试验。

6.根据权利要求3所述的试验方法，其特征在于，步骤S4包括：

将所述贯穿件的两端分别固定在所述支撑架上，并将水密性试验的测试罩安装在所述混凝土构件的一侧；

将所述测试罩内的压力加压至第三预设压力，并保持第三预设时间，检查是否有水渗漏情况；若否，则所述封堵材料的位移性能符合设定要求。

7.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于，所述贯穿件径向拉伸试验包括：

调整所述拉拔仪的位置与所述贯穿件垂直；

在所述贯穿件上安装位移测量计，并在所述封堵材料上安装至少两个位移传感器，测量所述封堵材料和贯穿件的径向位移；

按照预设的拉伸速率、位移值和拉伸周期进行径向拉伸试验；若单次拉伸周期内发生封堵材料破裂，则试验终止。

8.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于，所述贯穿件轴向拉伸试验包括：

调整所述拉拔仪的位置与所述贯穿件平行；

在所述贯穿件上安装位移测量计，并在所述封堵材料上安装至少两个位移传感器，测量所述封堵材料和贯穿件的轴向位移；

按照预设的拉伸速率、位移值和拉伸周期进行轴向拉伸试验；若单次拉伸周期内发生封堵材料破裂，则试验终止。

9.根据权利要求2所述的试验方法，其特征在于，所述提供贯穿件布置在所述测试孔中心包括：

提供带涂装管道作为所述贯穿件，并将所述贯穿件布置在所述测试孔中心，且所述贯穿件延伸出所述混凝土构件的两端相互对称；

在所述管道中模拟灌入流体，并将所述管道两端密封设置。

10.根据权利要求3所述的试验方法，其特征在于，所述制备支撑架，并将所述支撑架分别固定安装在所述混凝土构件两侧包括：

提供多根角钢、槽钢和扁钢，并将所述角钢焊接形成三角形支架，将所述三角形支架焊接在所述槽钢两端形成所述支撑架，所述扁钢焊接在所述槽钢的侧壁上；

提供U型卡，并将所述U型卡可拆卸安装在所述扁钢上，用于在水密性测试时将所述贯穿件的两端分别固定在所述支撑架上；

将所述支撑架分别固定安装在所述混凝土构件的两侧，且所述支撑架的中心与所述贯穿件的中心重合。