CN111398149B - 一种液态铅铋环境静态浸泡试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液态铅铋环境静态浸泡试验装置及试验方法，所述装置包括机架、试验釜，所述试验釜的釜口朝上，还包括升降装置及波纹管，所述波纹管的上端与机架相连，所述波纹管的下端与所述釜口对接；所述升降装置的输出端与试验釜相连，所述升降装置用于驱动试验釜做升、降运动，以改变试验釜在空间中所处高度，且试验釜发生所述升、降运动时，所述波纹管随着试验釜的运动而被压缩或被拉伸。所述方法基于所述装置。采用本方案提供的装置和方法，不仅可完成液态铅铋环境静态浸泡，同时具有操作方便、安全的特点。

Description

一种液态铅铋环境静态浸泡试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及腐蚀试验技术领域，特别是涉及一种液态铅铋环境静态浸泡试验装置及试验方法。

背景技术

液态铅铋合金作为反应堆冷却剂，具有高的安全性和可靠性，但是液态铅铋合金存在着腐蚀结构的问题，在具体运用时，以上腐蚀问题决定了其使用存在一定的安全隐患。因此，选择或设计合适的材料是解决液态铅铋合金腐蚀的途径之一。

在核电领域，相关研究机构和企业都针对液态铅铋合金的腐蚀特性进行了相关的研究，通过在堆外模拟材料在液态铅铋合金环境中的腐蚀行为，掌握材料的腐蚀机制，有利于促进材料的选型和开发。

进一步优化和发展液态铅铋环境静态浸泡试验技术，无疑会进一步推动我国核运用技术的发展。

发明内容

针对上述提出的进一步优化和发展液态铅铋环境静态浸泡试验技术，无疑会进一步推动我国核运用技术的发展的技术问题，本发明提供了一种液态铅铋环境静态浸泡试验装置及试验方法，采用本方案提供的装置和方法，不仅可完成液态铅铋环境静态浸泡，同时具有操作方便、安全的特点。

本方案的技术手段如下，一种液态铅铋环境静态浸泡试验装置及试验方法，所述装置包括机架、试验釜，所述试验釜的釜口朝上，还包括升降装置及波纹管，所述波纹管的上端与机架相连，所述波纹管的下端与所述釜口对接；

所述升降装置的输出端与试验釜相连，所述升降装置用于驱动试验釜做升、降运动，以改变试验釜在空间中所处高度，且试验釜发生所述升、降运动时，所述波纹管随着试验釜的运动而被压缩或被拉伸。

现有技术中，完成材料在特定环境下的腐蚀试验，一般采用模拟所需的腐蚀环境即可，在针对液态铅铋环境腐蚀试验时，一般仅考虑获得特定的铅铋合金熔体、完成特定腐蚀试验时间。

本方案旨在提供一种不仅能够完成试样在液态铅铋环境静态浸泡腐蚀试验，同时具有操作方便、安全特点的技术方案。

本方案在具体运用时，区别于传统腐蚀试验装置，在结构上包括波纹管及升降装置，在具体运用时，由于可能根据需要，在试验釜中布设如温度传感器、氧含量传感器、液位传感器等，而液态铅铋合金熔体一般来源于受热融化的铅铋合金锭，故现有技术中，铅铋合金锭在未熔化之前，会占据试验釜内一定空间，这样是影响如试样挂架设置、相应传感器设置的。

而在完成铅铋合金锭熔化并得到所需温度的铅铋合金熔体后，如试验釜本身无开口遮盖，实验过程中来自试验釜的蒸汽由于含有重金属，对试验场所环境影响较大；如试验釜本身包括釜体和釜盖，此时打开覆盖，亦存在以上环境污染问题。

而采用本方案：如采用以下操作方式，可获得理想的环境保护目的：

S1、完成铅铋合金锭在试验釜中的置放、完成试样挂架在试验釜中的安装，且试样挂架的位置相对于机架固定：试样挂架的上端作为试样挂架与机架固定的固定端，试样挂架沿着波纹管向下延伸；

S2、确定试样挂架相对于试验釜的高度，确保铅铋合金锭融化过程中和铅铋合金熔体达到试验温度之前，试样挂架上的试样位于铅铋合金熔体的上方；完成以上高度调节通过升降装置驱动试验釜向下运动实现；

S3、对试验釜内部环境进行除氧处理后，利用加热装置加热试验釜，获得用于进行浸泡试验的铅铋合金熔体；

S4、利用升降装置驱动试验釜上升，使得试样浸没于所述熔体中，完成浸泡试验。

即以上结构设计中，通过在试验釜的上方设置波纹管，通过如在试验釜的下方设置升降装置，试验釜的釜体支撑于升降装置的输出端上，这样，可通过在加热铅铋合金锭之前，即完成相应传感器、试样挂架的设置，此时，将试验釜在空间的位置释放到更低位置，以通过被拉长的波纹管，避免铅铋合金锭与相应传感器、试样挂架发生干涉。在完成对铅铋合金熔体的加热后，即可利用升降装置回顶试验釜，此时通过波纹管收缩，完成相应传感器、试样挂架相对于铅铋合金熔体位置的调整。这样，在整个操作过程中，避免了在获得所需的铅铋合金熔体后，因为完成传感器安装、试样挂架安装引起的环境污染隐患。

采用以上方案，由于铅铋合金熔体中的氧来源一般来源于铅铋合金熔体液面以上的气象环境，故铅铋合金熔体中具有不同的氧浓度分布，采用本方案，由于可通过升降装置调节试样挂架与试验釜的距离，故采用本方案可获得更为有针对性的腐蚀情况模拟或使得所得数据更具有针对性。

同时本方案结构简单，装置制造、使用方便。

优选的，为方便完成铅铋合金锭置放、需要更换铅铋合金熔体时，排出试验釜中的铅铋合金熔体，设置为：波纹管与所述釜口可拆卸连接。

作为所述装置进一步的技术方案：

为使得升降装置工作时，波纹管仅为收缩或被拉长，以在相应传感器、试样挂架竖直安装的情况下，避免发生侧向干涉，设置为：所述波纹管、试验釜的轴线方向均位于竖直方向，在升降装置的作用下，试验釜的运动方向位于竖直方向。

如上所述，本方案考虑到了实验过程带来的环境污染问题，进一步的，设置为：还包括内盖和釜盖，所述内盖设置在波纹管上端开口位置，内盖用于封闭波纹管的上端；所述釜盖设置在试验釜的釜口位置，釜盖用于封闭所述釜口。采用本方案，旨在分别利用内盖和釜盖封闭波纹管的上端和试验釜的釜口，以减少或避免实验过程中含有重金属的气体溢出至外界环境中。进一步的，优选设置为内盖和釜盖均为其上具有通孔的板状结构，具体运用时，内盖上的通孔用于挂设试样挂架，如在试样挂架的上端设置外螺纹段，通过外螺纹段上安装螺母，完成试样挂架在内盖上的挂设；釜盖上的通孔作为试样挂架、传感器穿过釜盖的通道。

还包括安装在机架上的手套箱，所述波纹管的上端在开启状态下与手套箱的内部空间相通。采用本方案，旨在实现：单个试样挂架上的试样完成浸泡试验后，可被提升至手套箱内冷却后再移出至外界环境下，这样，如针对设置通孔的试样挂架挂设方案，试样挂架由试验釜中移出时，波纹管仅与手套箱相通，此时可避免污染物外溢；再由手套箱移出冷却后的试样挂架时，亦可避免为外界环境带来污染性介质。更为完整的，设置为：还包括用于承载试样的试样挂架，所述内盖上还设置有用于与试样挂架上端连接的挂架孔；所述手套箱的内部还设置有用于固定试样挂架的固定工位。所述挂架孔即为内盖上的通孔。

为实现多组试样挂架同时试验，同时避免闲置的通孔成为手套箱与波纹管之间的无阻碍连通通道，设置为：所述挂架孔有多个，还包括用于封堵所述挂架孔的堵头。

为更好的实现以上环境保护，设置为：还包括用于冷却波纹管管段的冷却装置。本方案旨在通过所述冷却装置，实现在试验中能够从根本上防止液态铅铋合金在试验釜上侧形成蒸汽：通过对所述波纹管进行冷却，在对本装置实现分段落控温的基础上，避免在波纹管管口以上生成来自铅铋合金熔体的蒸汽。

作为一种方便试样挂架和传感器布设、同时可保证冷却效果的技术方案，设置为：所述冷却装置包括设置在波纹管内侧的冷却盘管，所述冷却盘管与波纹管同轴。优选的，设置为所述冷却盘管与内盖可拆卸连接，以便于取出冷却盘管，方便冷却盘管更换或外壁清洗。在具体运用时，向冷却盘管中引入冷流体即可。

更为完善的，为方便进行铅铋合金熔体环境控氧、方便获得相应试验参数，设置为：还包括用于对试验釜进行除氧的除氧装置，还包括用于对试验釜工作状态进行检测的传感器，所述传感器包括以下传感器中的一种或几种：温度传感器、氧含量传感器、液位传感器。

所述方法为：

采用以上任意一项所述的试验装置，完成试样在液态铅铋合金中的静态浸泡试验，包括顺序进行的以下步骤：

S1、完成铅铋合金锭在试验釜中的置放、完成试样挂架在试验釜中的安装，且试样挂架的位置相对于机架固定：试样挂架的上端作为试样挂架与机架固定的固定端，试样挂架沿着波纹管向下延伸；

S2、确定试样挂架相对于试验釜的高度，确保铅铋合金锭融化过程中和铅铋合金熔体达到试验温度之前，试样挂架上的试样位于铅铋合金熔体的上方；完成以上高度调节通过升降装置驱动试验釜向下运动实现；

S3、对试验釜内部环境进行除氧处理后，利用加热装置加热试验釜，获得用于进行浸泡试验的铅铋合金熔体；

S4、利用升降装置驱动试验釜上升，使得试样浸没于所述熔体中，完成浸泡试验。

本发明具有以下有益效果：

本方案在具体运用时，区别于传统腐蚀试验装置，在结构上包括波纹管及升降装置，在具体运用时，由于可能根据需要，在试验釜中布设如温度传感器、氧含量传感器、液位传感器等，而液态铅铋合金熔体一般来源于受热融化的铅铋合金锭，故现有技术中，铅铋合金锭在未熔化之前，会占据试验釜内一定空间，这样是影响如试样挂架设置、相应传感器设置的。

而在完成铅铋合金锭熔化并得到所需温度的铅铋合金熔体后，如试验釜本身无开口遮盖，实验过程中来自试验釜的蒸汽由于含有重金属，对试验场所环境影响较大；如试验釜本身包括釜体和釜盖，此时打开覆盖，亦存在以上环境污染问题。

而采用本方案：如采用以下操作方式，可获得理想的环境保护目的：

S1、完成铅铋合金锭在试验釜中的置放、完成试样挂架在试验釜中的安装，且试样挂架的位置相对于机架固定：试样挂架的上端作为试样挂架与机架固定的固定端，试样挂架沿着波纹管向下延伸；

S2、确定试样挂架相对于试验釜的高度，确保铅铋合金锭融化过程中和铅铋合金熔体达到试验温度之前，试样挂架上的试样位于铅铋合金熔体的上方；完成以上高度调节通过升降装置驱动试验釜向下运动实现；

S3、对试验釜内部环境进行除氧处理后，利用加热装置加热试验釜，获得用于进行浸泡试验的铅铋合金熔体；

S4、利用升降装置驱动试验釜上升，使得试样浸没于所述熔体中，完成浸泡试验。

即以上结构设计中，通过在试验釜的上方设置波纹管，通过如在试验釜的下方设置升降装置，试验釜的釜体支撑于升降装置的输出端上，这样，可通过在加热铅铋合金锭之前，即完成相应传感器、试样挂架的设置，此时，将试验釜在空间的位置释放到更低位置，以通过被拉长的波纹管，避免铅铋合金锭与相应传感器、试样挂架发生干涉。在完成对铅铋合金熔体的加热后，即可利用升降装置回顶试验釜，此时通过波纹管收缩，完成相应传感器、试样挂架相对于铅铋合金熔体位置的调整。这样，在整个操作过程中，避免了在获得所需的铅铋合金熔体后，因为完成传感器安装、试样挂架安装引起的环境污染隐患。

采用以上方案，由于铅铋合金熔体中的氧来源一般来源于铅铋合金熔体液面以上的气象环境，故铅铋合金熔体中具有不同的氧浓度分布，采用本方案，由于可通过升降装置调节试样挂架与试验釜的距离，故采用本方案可获得更为有针对性的腐蚀情况模拟或使得所得数据更具有针对性。

同时本方案结构简单，装置制造、使用方便。

附图说明

图1是本发明所述的一种液态铅铋环境静态浸泡试验装置一个具体实施例的结构示意图，该示意图为主视图，且局部剖视。

图中的附图标记分别为：1、机架，2、升降装置，3、试验釜，4、手套箱，5、釜体，6、内盖，7、釜盖，8、波纹管，9、连接块，10、试样挂架，11、冷却装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，一种液态铅铋环境静态浸泡试验装置，所述装置包括机架1、试验釜3，所述试验釜3的釜口朝上，还包括升降装置2及波纹管8，所述波纹管8的上端与机架1相连，所述波纹管8的下端与所述釜口对接；

所述升降装置2的输出端与试验釜3相连，所述升降装置2用于驱动试验釜3做升、降运动，以改变试验釜3在空间中所处高度，且试验釜3发生所述升、降运动时，所述波纹管8随着试验釜3的运动而被压缩或被拉伸。

现有技术中，完成材料在特定环境下的腐蚀试验，一般采用模拟所需的腐蚀环境即可，在针对液态铅铋环境腐蚀试验时，一般仅考虑获得特定的铅铋合金熔体、完成特定腐蚀试验时间。

本方案旨在提供一种不仅能够完成试样在液态铅铋环境静态浸泡腐蚀试验，同时具有操作方便、安全特点的技术方案。

本方案在具体运用时，区别于传统腐蚀试验装置，在结构上包括波纹管8及升降装置2，在具体运用时，由于可能根据需要，在试验釜3中布设如温度传感器、氧含量传感器、液位传感器等，而液态铅铋合金熔体一般来源于受热融化的铅铋合金锭，故现有技术中，铅铋合金锭在未熔化之前，会占据试验釜3内一定空间，这样是影响如试样挂架10设置、相应传感器设置的。

而在完成铅铋合金锭熔化并得到所需温度的铅铋合金熔体后，如试验釜3本身无开口遮盖，实验过程中来自试验釜3的蒸汽由于含有重金属，对试验场所环境影响较大；如试验釜3本身包括釜体5和釜盖7，此时打开覆盖，亦存在以上环境污染问题。

而采用本方案：如采用以下操作方式，可获得理想的环境保护目的：

S1、完成铅铋合金锭在试验釜3中的置放、完成试样挂架10在试验釜3中的安装，且试样挂架10的位置相对于机架1固定：试样挂架10的上端作为试样挂架10与机架1固定的固定端，试样挂架10沿着波纹管8向下延伸；

S2、确定试样挂架10相对于试验釜3的高度，确保铅铋合金锭融化过程中和铅铋合金熔体达到试验温度之前，试样挂架10上的试样位于铅铋合金熔体的上方；完成以上高度调节通过升降装置2驱动试验釜3向下运动实现；

S3、对试验釜3内部环境进行除氧处理后，利用加热装置加热试验釜3，获得用于进行浸泡试验的铅铋合金熔体；

S4、利用升降装置2驱动试验釜3上升，使得试样浸没于所述熔体中，完成浸泡试验。

即以上结构设计中，通过在试验釜3的上方设置波纹管8，通过如在试验釜3的下方设置升降装置2，试验釜3的釜体5支撑于升降装置2的输出端上，这样，可通过在加热铅铋合金锭之前，即完成相应传感器、试样挂架10的设置，此时，将试验釜3在空间的位置释放到更低位置，以通过被拉长的波纹管8，避免铅铋合金锭与相应传感器、试样挂架10发生干涉。在完成对铅铋合金熔体的加热后，即可利用升降装置2回顶试验釜3，此时通过波纹管8收缩，完成相应传感器、试样挂架10相对于铅铋合金熔体位置的调整。这样，在整个操作过程中，避免了在获得所需的铅铋合金熔体后，因为完成传感器安装、试样挂架10安装引起的环境污染隐患。

采用以上方案，由于铅铋合金熔体中的氧来源一般来源于铅铋合金熔体液面以上的气象环境，故铅铋合金熔体中具有不同的氧浓度分布，采用本方案，由于可通过升降装置2调节试样挂架10与试验釜3的距离，故采用本方案可获得更为有针对性的腐蚀情况模拟或使得所得数据更具有针对性。

同时本方案结构简单，装置制造、使用方便。

优选的，为方便完成铅铋合金锭置放、需要更换铅铋合金熔体时，排出试验釜3中的铅铋合金熔体，设置为：波纹管8与所述釜口可拆卸连接。

实施例2：

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：

为使得升降装置2工作时，波纹管8仅为收缩或被拉长，以在相应传感器、试样挂架10竖直安装的情况下，避免发生侧向干涉，设置为：所述波纹管8、试验釜3的轴线方向均位于竖直方向，在升降装置2的作用下，试验釜3的运动方向位于竖直方向。

如上所述，本方案考虑到了实验过程带来的环境污染问题，进一步的，设置为：还包括内盖6和釜盖7，所述内盖6设置在波纹管8上端开口位置，内盖6用于封闭波纹管8的上端；所述釜盖7设置在试验釜3的釜口位置，釜盖7用于封闭所述釜口。采用本方案，旨在分别利用内盖6和釜盖7封闭波纹管8的上端和试验釜3的釜口，以减少或避免实验过程中含有重金属的气体溢出至外界环境中。进一步的，优选设置为内盖6和釜盖7均为其上具有通孔的板状结构，具体运用时，内盖6上的通孔用于挂设试样挂架10，如在试样挂架10的上端设置外螺纹段，通过外螺纹段上安装螺母，完成试样挂架10在内盖6上的挂设；釜盖7上的通孔作为试样挂架10、传感器穿过釜盖7的通道。

还包括安装在机架1上的手套箱4，所述波纹管8的上端在开启状态下与手套箱4的内部空间相通。采用本方案，旨在实现：单个试样挂架10上的试样完成浸泡试验后，可被提升至手套箱4内冷却后再移出至外界环境下，这样，如针对设置通孔的试样挂架10挂设方案，试样挂架10由试验釜3中移出时，波纹管8仅与手套箱4相通，此时可避免污染物外溢；再由手套箱4移出冷却后的试样挂架10时，亦可避免为外界环境带来污染性介质。更为完整的，设置为：还包括用于承载试样的试样挂架10，所述内盖6上还设置有用于与试样挂架10上端连接的挂架孔；所述手套箱4的内部还设置有用于固定试样挂架10的固定工位。所述挂架孔即为内盖6上的通孔。

为实现多组试样挂架10同时试验，同时避免闲置的通孔成为手套箱4与波纹管8之间的无阻碍连通通道，设置为：所述挂架孔有多个，还包括用于封堵所述挂架孔的堵头。

为更好的实现以上环境保护，设置为：还包括用于冷却波纹管8管段的冷却装置9。本方案旨在通过所述冷却装置9，实现在试验中能够从根本上防止液态铅铋合金在试验釜3上侧形成蒸汽：通过对所述波纹管8进行冷却，在对本装置实现分段落控温的基础上，避免在波纹管8管口以上生成来自铅铋合金熔体的蒸汽。

作为一种方便试样挂架10和传感器布设、同时可保证冷却效果的技术方案，设置为：所述冷却装置9包括设置在波纹管8内侧的冷却盘管，所述冷却盘管与波纹管8同轴。优选的，设置为所述冷却盘管与内盖6可拆卸连接，以便于取出冷却盘管，方便冷却盘管更换或外壁清洗。在具体运用时，向冷却盘管中引入冷流体即可。

更为完善的，为方便进行铅铋合金熔体环境控氧、方便获得相应试验参数，设置为：还包括用于对试验釜3进行除氧的除氧装置，还包括用于对试验釜3工作状态进行检测的传感器，所述传感器包括以下传感器中的一种或几种：温度传感器、氧含量传感器、液位传感器。

实施例3：

如图1所示，本实施例在以上实施例提供的任意一个技术方案的基础上提供一种更为详细的实现方式：

试验装置包括机架1、升降装置2、试验釜3、试样挂架10、手套箱4、加热系统、气体系统、冷却装置9、控制系统，手套箱4设置在试验釜3的上方，用于拿取操作，并能保持密封，和试验釜3一起被安装在机架1上，升降装置2与试验釜3连接，通过升降装置2控制试验釜3升降，用于控制浸泡深度，加热系统用于为试验釜3加热，以使得铅铋合金锭融化为液体，由于液体铅铋合金易被氧化，气体系统用于控制试验釜3中的氧气含量，冷却装置9用于如波纹管8管段的冷却，以在试验中能够防止液态铅铋合金在波纹管8顶部形成蒸汽；控制系统和加热系统、气体系统、冷却装置9、升降装置2连接，并可接受用户输入，根据试验方案进行各系统的控制。

试验釜3包括釜体5、内盖6和釜盖7，釜体5和内盖6可拆卸固定连接，波纹管8两端分别与内盖6和釜盖7可拆卸密封连接，覆盖外侧高出釜体5的部分设置用于构成冷却装置9的冷却套，能够有效降低釜体5上部的温度，使得蒸发上来的铅铋合金蒸汽凝结，防止铅铋合金蒸汽继续向上扩散，内盖6和釜盖7之间采用波纹管8连接，波纹管8为柔性管，可在保证密封的前提下上下伸缩，使得釜体5可以在一定范围内上下移动，为熔化铅铋合金、安装试样挂架10、安装传感器提供了必要的容积。

内盖6上设置有若干个用于安装试样挂架10的安装孔、一个进气接口、一个排气接口、若干个氧气传感器接口、一个温度传感器接口、一个液位检测接口，釜盖7上具有与釜盖7上对应的各安装孔和接口，不使用的试样挂架10安装孔通过堵头密封处理。

加热系统采用两段式独立温度控制，以减小试验釜3内上下区域的温差。

升降装置2可以采用电动剪式升降机、电动推杆、液压推杆之一，釜体5上设置有行程限位开关。

手套箱4安装在机架1顶端，箱体底部设有法兰，可与内盖6配合，并结合密封圈进行密封。试验过程中，若要取出一根试样挂架10，可先将手套箱4内抽真空、注氩气进行除氧，然后旋送挂架紧固螺母、取出挂架，并迅速将堵头封堵挂架孔，由于此时手套箱4内氧含量较少，且开孔时间较短，因此，对釜内铅铋溶液中氧含量影响不大，挂架及试样取出后，可暂时放置在手套箱4后壁上的挂钩上，带釜盖7密封完毕后，再打开手套箱4将其取出。

气体系统包括真空泵、管道、阀、质量流量控制器，可用于对试验釜3或手套箱4进行抽真空、注氩气除氧，并结合氧传感器对铅铋液体内的含氧量进行精确控制；液态铅铋下的氧含量控制采用PID控制技术，根据氧传感器采集的信号反馈，控制系统控制质量流量控制器的开口量，对釜内注入一定比例的还原性或氧化性气体，使氧含量稳定在一个特定值。

冷却装置9包括冷水机、管道、冷却套，冷却套包括两个，一个设置在釜盖7位置，防止铅铋合金蒸发到釜体5上部，另一设置在内盖6位置，用以进一步避免铅铋合金蒸发到波纹管8外部，同时冷却手套箱4与波纹管8之间的密封圈。所述冷却套亦可采用盘管替代。

在进行试验时，试验步骤如下：

(1)在釜体5内放置一定质量的铅铋合金锭，安装好覆盖，连接波纹管8，将釜体5密封；

(2)开启控制系统，系统初始化，输入试验参数，试验参数包括温度、氧含量、浸泡时间、真空度；

(3)操作控制系统中的升降按钮，将釜体5向下移动，为试验挂架伸入釜体5内部留出一定的空间；

(4)将试样安装在试样挂架10上，放入手套箱4内，从内盖6的试验挂架安装孔插入到釜体5内；

(5)开启气体系统开关，启动真空泵，将釜体5内抽至真空，然后注入氩气；

(6)重复步骤5，直到氧含量达到预设要求；

(7)开启加热系统开关，根据设定的温度参数进行加热以融化铅铋合金锭；

(8)温度达到预设要求并稳定后，启动溶氧控制回路，对铅铋合金液体内的氧含量进行控制；

(9)溶氧稳定后，控制升降装置2，提升釜体5使液体浸没试样，液位检测提供信号点亮指示灯，控制系统开始计时，试验正式开始。

本方案与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)使用模拟试验装置测试材料在铅铋合金液体下的腐蚀规律，为核电站耐腐蚀材料选型提供依据；

(2)使用升降装置2控制釜体5上升和下降以控制试验浸泡，避免直接操作试验挂架影响密封性，操作简单方便；

(3)设置冷却装置9，防止产生铅铋蒸汽，并能够防止高温腐蚀密封圈；

(4)相应结构设计，能够有效提升试验的安全性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在对应发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种液态铅铋环境静态浸泡试验装置，包括机架（1）、试验釜（3），所述试验釜（3）的釜口朝上，其特征在于，还包括升降装置（2）及波纹管（8），所述波纹管（8）的上端与机架（1）相连，所述波纹管（8）的下端与所述釜口对接；

所述升降装置（2）的输出端与试验釜（3）相连，所述升降装置（2）用于驱动试验釜（3）做升、降运动，以改变试验釜（3）在空间中所处高度，且试验釜（3）发生所述升、降运动时，所述波纹管（8）随着试验釜（3）的运动而被压缩或被拉伸；

还包括内盖（6）和釜盖（7），所述内盖（6）设置在波纹管（8）上端开口位置，内盖（6）用于封闭波纹管（8）的上端；所述釜盖（7）设置在试验釜（3）的釜口位置，釜盖（7）用于封闭所述釜口；

还包括安装在机架（1）上的手套箱（4），所述波纹管（8）的上端在开启状态下与手套箱（4）的内部空间相通；

还包括用于对试验釜（3）进行除氧的除氧装置，还包括用于对试验釜（3）工作状态进行检测的传感器，所述传感器包括以下传感器中的一种或几种：温度传感器、氧含量传感器、液位传感器；

还包括用于冷却波纹管（8）管段的冷却装置（11）；

所述冷却装置（11）包括设置在波纹管（8）内侧的冷却盘管，所述冷却盘管与波纹管（8）同轴。

2.根据权利要求1所述的一种液态铅铋环境静态浸泡试验装置，其特征在于，所述波纹管（8）、试验釜（3）的轴线方向均位于竖直方向，在升降装置（2）的作用下，试验釜（3）的运动方向位于竖直方向。

3.根据权利要求1所述的一种液态铅铋环境静态浸泡试验装置，其特征在于，还包括用于承载试样的试样挂架（10），所述内盖（6）上还设置有用于与试样挂架（10）上端连接的挂架孔；所述手套箱（4）的内部还设置有用于固定试样挂架（10）的固定工位。

4.根据权利要求3所述的一种液态铅铋环境静态浸泡试验装置，其特征在于，所述挂架孔有多个，还包括用于封堵所述挂架孔的堵头。

5.一种液态铅铋环境静态浸泡试验方法，其特征在于，采用权利要求1至4中任意一项所述的试验装置，完成试样在液态铅铋合金中的静态浸泡试验，包括顺序进行的以下步骤：

S1、完成铅铋合金锭在试验釜（3）中的置放、完成试样挂架（10）在试验釜（3）中的安装，且试样挂架（10）的位置相对于机架（1）固定：试样挂架（10）的上端作为试样挂架（10）与机架（1）固定的固定端，试样挂架（10）沿着波纹管（8）向下延伸；

S2、确定试样挂架（10）相对于试验釜（3）的高度，确保铅铋合金锭融化过程中和铅铋合金熔体达到试验温度之前，试样挂架（10）上的试样位于铅铋合金熔体的上方；完成以上高度调节通过升降装置（2）驱动试验釜（3）向下运动实现；

S3、对试验釜（3）内部环境进行除氧处理后，利用加热装置加热试验釜，获得用于进行浸泡试验的铅铋合金熔体；

S4、利用升降装置（2）驱动试验釜（3）上升，使得试样浸没于所述熔体中，完成浸泡试验。

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