CN115824776A - 一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置及使用方法 - Google Patents

一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置及使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115824776A
CN115824776A CN202211468871.7A CN202211468871A CN115824776A CN 115824776 A CN115824776 A CN 115824776A CN 202211468871 A CN202211468871 A CN 202211468871A CN 115824776 A CN115824776 A CN 115824776A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tubular sample
temperature
hole
pressure water
water
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.)
Pending
Application number
CN202211468871.7A
Other languages
English (en)
Inventor
谭季波
乔羽飞
吴欣强
张兹瑜
王翔
韩恩厚
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.)
Institute of Metal Research of CAS
Original Assignee
Institute of Metal Research of CAS
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 Institute of Metal Research of CAS filed Critical Institute of Metal Research of CAS
Priority to CN202211468871.7A priority Critical patent/CN115824776A/zh
Publication of CN115824776A publication Critical patent/CN115824776A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明涉及疲劳试验领域，具体是一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置及使用方法。上底座、下底座之间的管状试样外侧设置波纹管，溶液储存罐分别通过管路穿过上底座、下底座伸至波纹管内，所述穿过上底座的管路上装有蠕动泵，高压空气瓶通过管路穿过上底座，高压空气瓶一端的空气入口与溶液储存罐穿过上底座管路一端的盐雾入口汇合于波纹管内，所述穿过下底座的管路一端为盐雾出口，形成盐雾循环回路；高温高压水循环系统的出水口、进水口分别与管状试样通孔的上下两端相连通，形成高温高压循环水回路。本发明能够精确控制高温高压水以及盐雾参数，实现管状试样内部通高温高压水以及外部通盐雾的应变控制疲劳试验。

Description

一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲 劳试验装置及使用方法
技术领域
本发明涉及疲劳试验领域，具体是一种管状试样高温高压水与盐雾环境腐蚀疲劳试验装置及使用方法，用于管状试样在高温高压水与盐雾环境中应变控制低周疲劳试验，评价结构材料在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳性能。
背景技术
为了推进我国核电设备国产化，建立一套标准的核电体系，对核电结构材料的研究必不可少。轻水堆核电站在运行过程中，会经历停堆/启堆、功率变化引起的流致振动、热分层(如：压水堆增压缓冲管或预热排除系统)等过程，压力边界(如：蒸汽发生器、压力容器、主管道)不可避免的承受着循环载荷，瞬态温度、压力波动和溶解氧(DO)、(DH)浓度的变化，从而产生腐蚀疲劳损伤。大量的研究以及运行经验表明，高温高压水环境会显著降低结构材料疲劳强度，容易引发腐蚀疲劳裂纹，其中管道系统、阀门、小孔径管道是腐蚀疲劳损伤最敏感部分。一旦腐蚀疲劳裂纹穿透服役构件壁厚发生泄漏或瞬断，后果不堪设想，严重影响核电站运行的经济性和安全性。
目前，中国专利公开号CN109490109A提出“一种管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置”，主要针对管状疲劳试样高温高压水腐蚀疲劳行为研究。然而，海上小堆以及沿海建设核电站的关键设备都处于高温高压水和盐雾环境耦合作用下，实际服役小孔径管道内部为高温高压水环境，外部为海洋大气环境(如：盐雾环境，具有高盐、高湿、高热的特点)。如果仅考虑在高温高压水环境下，通过管状疲劳试样获得的基础数据是否能够准确预测小孔管道系统在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳行为有待进一步证实。
针对上述问题，基于中国专利公开号CN109490109A“一种管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置”，本发明进一步升级改进，研制一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，用于研究海上小堆以及沿海建设核电站的关键设备结构材料在模拟服役环境中(内部通高温高压水，外部充满盐雾)的低周疲劳行为。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置及使用方法，实现管状试样在高温高压水与盐雾环境中的低周疲劳试验。
本发明的技术方案是：
一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，相对设置的上底座、下底座之间安装管状试样，管状试样外侧设置波纹管，管状试样密封于波纹管空间内，波纹管内部在圆周方向上开设与管状试样外侧相对应的通孔；盐雾循环系统由溶液储存罐、蠕动泵、高压空气瓶组成，溶液储存罐分别通过管路穿过上底座、下底座伸至波纹管内，所述穿过上底座的管路上装有蠕动泵，高压空气瓶通过管路穿过上底座，高压空气瓶一端的空气入口与溶液储存罐穿过上底座管路一端的盐雾入口汇合于波纹管内，所述穿过下底座的管路一端为盐雾出口，形成盐雾循环回路；高温高压水循环系统的出水口、进水口分别与管状试样通孔的上下两端相连通，形成高温高压循环水回路。
所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，上底座、下底座相对应端面分别开设有环形凹槽，密封圈置于所述环形凹槽中，波纹管的上端紧压密封圈与上底座接触连接形成密封，波纹管的下端紧压密封圈与下底座接触连接形成密封；上底座、下底座中间通孔直径小于管状试样两端台阶外径，安装管状试样时，管状试样两端分别与上底座、下底座中间通孔形成硬密封。
所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，管状试样的中部为标距段，其外部形状尺寸依据标准棒状疲劳试样设计，管状试样的内部为通孔，管状试样的两端部设置夹持台阶；在所述通孔两端部分别设有V型密封面以及螺纹孔，所述通孔位于中间的部分通过V型密封面与位于外侧的螺纹孔过渡连接。
所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，管状试样的两端通过配套的压紧螺栓与密封堵头密封连接，压紧螺栓套在密封堵头上，管状试样通过疲劳夹具、底座安装于疲劳试验机上；压紧螺栓内部带有通孔，密封堵头穿设于压紧螺栓内部的通孔，压紧螺栓的一端与密封堵头的头部台阶卡接，密封堵头与压紧螺栓配套后，压紧螺栓通过外螺纹与管状试样端部的螺纹孔连接，且密封堵头的头部与管状试样的V型密封面、螺纹孔之间过渡处相对应匹配。
所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，上底座的下端中心和侧面分别开设有上竖直通孔和上水平通孔，且上竖直通孔和上水平通孔垂直连通呈直角形通道；下底座的上端中心和侧面分别开设有下竖直通孔和下水平通孔，且下竖直通孔和下水平通孔垂直连通呈直角形通道；管状试样上端的台阶与上底座下端面的上竖直通孔相对应并匹配，管状试样下端的台阶与下底座上端面的下竖直通孔相对应并匹配；上底座的直角形通道和下底座的直角形通道上下对称。
所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，高温高压水循环系统的进水口依次通过进水口温度测量室入口、进水口温度测量室、进水口温度测量室出口、下水平通孔、下竖直通孔、中空的下密封堵头内腔与管状试样的通孔下端密闭连通，高温高压水循环系统的出水口依次通过出水口温度测量室出口、出水口温度测量室、出水口温度测量室入口、上水平通孔、上竖直通孔、中空的上密封堵头内腔与管状试样的通孔上端密闭连通，形成高温高压循环水回路。
所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，进水口温度测量室上设有进水口温度测量口，热电偶插入进水口温度测量口；出水口温度测量室上设有出水口温度测量口，热电偶插入出水口温度测量口。
所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置的使用方法，具体步骤如下：
(1)压紧螺栓套设于上密封堵头，安装于管状试样上端部螺纹孔处，拧紧压紧螺栓，使上密封堵头的头部弧面与管状试样上端部V型密封面形成硬密封；
(2)利用疲劳夹具夹持管状试样，疲劳夹具通过螺栓与上底座连接，并安装于疲劳试验机上；波纹管上端部与上底座下端面环形凹槽以螺纹连接的方式，使波纹管上端压紧所述环形凹槽内的密封圈与上底座连接，形成密封；
(3)压紧螺栓套设于下密封堵头，安装于管状试样下端部螺纹孔处，拧紧压紧螺栓，使下密封堵头的头部弧面与管状试样下端部V型密封面形成硬密封；
(4)波纹管下端部与下底座上端面环形凹槽以螺纹连接的方式，使波纹管下端压紧所述环形凹槽内的密封圈与下底座连接，形成密封；
(5)将高温高压水循环系统中的进水口与进水口温度测量室入口相连，进水口温度测量室出口与下密封堵头连接，在进水口温度测量室上的进水口温度测量口插入热电偶，实时监测/控制流出管状试样的高温高压水温度；将高温高压水循环系统中的出水口与出水口温度测量室出口相连，出水口温度测量室入口与上密封堵头连接，在出水口温度测量室上的出水口温度测量口插入热电偶，实时监测/控制流入管状试样的高温高压水温度；
(6)将高压空气瓶与空气入口相连，溶液储存罐与蠕动泵相连，将蠕动泵与盐雾入口相连，将盐雾出口与溶液储存罐相连，形成盐雾循环系统回路；
(7)开启高温高压水循环系统，设置管状试样内部高温高压水目标温度值，设置疲劳试验目标应变幅值以及频率；
(8)当高温高压水达到目标值并稳定后，开启盐雾循环系统回路；当盐雾循环达到稳定状态时，开启疲劳试验机进行管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验。
所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置的使用方法，经蠕动泵与高压空气瓶的高压空气，溶液经蠕动泵加压后，流入上底座处的盐雾入口，同时打开高压空气瓶，向上底座空气入口吹气，将盐溶液雾化通过上底座进入波纹管中，与管状试样外侧接触，之后经下底座盐雾出口，回流到溶液储存罐中。
本发明的设计思想是：
模拟海上小堆以及沿海建设核电站的关键设备的服役环境，实际服役小孔径管道内部为高温高压水环境，外部为海洋大气环境(如：盐雾环境，具有高盐、高湿、高热的特点)。本发明基于中国专利公开号CN109490109A“一种管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置”，通过加大夹具中的上下底座直径，并在底座上设置密封圈，将波纹管密封安装在上下底座中间，盐雾通过上底座进入、下底座流出，使管状试样外部形成由波纹管包裹的腐蚀环境。利用波纹管的可伸缩特征，使疲劳试验过程中，避免由于试样变形引发波纹管变形而增加额外的载荷，影响试验精度。通过此设计，可实现管状试样内部通高温高压水、外部通盐雾的腐蚀疲劳试验。
本发明的优点及有益效果是：
本发明提供一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，合理的设计了盐雾循环系统回路，巧妙地将盐雾循环、高温高压水循环系统与低周疲劳实验装置相结合，实现了管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的低周疲劳试验。
附图说明
图1为低周疲劳实验装置结构图。图中：1管状试样；2上底座；3波纹管；4疲劳试验机；5出水口温度测量室出口；6出水口温度测量口；7进水口温度测量室入口；8进水口温度测量口；9下底座；10盐雾出口；11空气入口；12盐雾入口；13出水口温度测量室入口；14进水口温度测量室出口；15高温高压水循环系统；16蠕动泵；17溶液储存罐；18高压空气瓶；22进水口温度测量室；23出水口温度测量室；24下竖直通孔；25下水平通孔；26上竖直通孔；27上水平通孔。
图2为管状试样示意图。图中：1管状试样；19V型密封面；20台阶；21螺纹孔。
图3为实施例中管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验后的表面裂纹形貌。
图4为密封堵头安装结构示意图。图中：1管状试样；20台阶；28密封堵头；29压紧螺栓。
具体实施方式
如图1-图2、图4所示，本发明提供一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，主要包括：管状试样1、上底座2、波纹管3、疲劳试验机4、出水口温度测量室出口5、出水口温度测量口6、进水口温度测量室入口7、进水口温度测量口8、下底座9、盐雾出口10、空气入口11、盐雾入口12、出水口温度测量室入口13、进水口温度测量室出口14、高温高压水循环系统15、蠕动泵16、溶液储存罐17、高压空气瓶18等，具体结构如下：
如图2所示，管状试样1的中部为标距段，其外部形状尺寸依据标准棒状疲劳试样设计，管状试样的壁厚为1～5mm，管状试样1的内部为通孔，管状试样1的两端部设置夹持台阶20，在疲劳试验过程中，通过管状试样1端部台阶20传递疲劳载荷，方便装卸；在所述通孔两端部分别设有V型密封面19以及螺纹孔21，所述通孔位于中间的部分通过V型密封面19与位于外侧的螺纹孔21过渡连接。
如图1-图2、图4所示，管状试样1的两端通过配套的压紧螺栓29与密封堵头28密封连接，压紧螺栓29套在密封堵头28上，管状试样1通过疲劳夹具、底座安装于疲劳试验机4上；压紧螺栓29内部带有通孔，密封堵头28穿设于压紧螺栓29内部的通孔，压紧螺栓29的一端与密封堵头28的头部台阶卡接，密封堵头28与压紧螺栓29配套后，压紧螺栓29通过外螺纹与管状试样1端部的螺纹孔21连接，且密封堵头28的头部与管状试样1的V型密封面19、螺纹孔21之间过渡处相对应匹配。
管状试样1与压紧螺栓29与密封堵头28的密封连接，参见中国发明专利申请(公开号：CN109490109A)，通过拧紧压紧螺栓29，垂直挤压密封堵头28，使密封堵头28的头部半径为R的弧面与管状试样1端部V型密封面19线接触形成硬密封。
如图1所示，底座为上下两个，上底座2的下端中心和侧面分别开设有上竖直通孔26和上水平通孔27，且上竖直通孔26和上水平通孔27垂直连通呈直角形通道；下底座9的上端中心和侧面分别开设有下竖直通孔24和下水平通孔25，且下竖直通孔24和下水平通孔25垂直连通呈直角形通道；管状试样1上端的台阶20与上底座2下端面的上竖直通孔26相对应并匹配，管状试样1下端的台阶20与下底座9上端面的下竖直通孔24相对应并匹配；上底座2的直角形通道和下底座9的直角形通道上下对称，方便高温高压水循环系统15的进水口、出水口与上、下密封堵头28连接；高温高压水循环系统15的进水口依次通过进水口温度测量室入口7、进水口温度测量室22、进水口温度测量室出口14、下水平通孔25、下竖直通孔24、中空的下密封堵头内腔与管状试样1的通孔下端密闭连通，高温高压水循环系统15的出水口依次通过出水口温度测量室出口5、出水口温度测量室23、出水口温度测量室入口13、上水平通孔27、上竖直通孔26、中空的上密封堵头内腔与管状试样1的通孔上端密闭连通，形成高温高压循环水回路。
另外，进水口温度测量室22上设有进水口温度测量口8，热电偶插入进水口温度测量口8，以便测量进水口温度测量室22的温度。出水口温度测量室23上设有出水口温度测量口6，热电偶插入出水口温度测量口6，以便测量出水口温度测量室23的温度。
如图1所示，上底座2、下底座9之间的管状试样1外侧设置波纹管3，管状试样1密封于波纹管空间内，波纹管3内部在圆周方向上开设与管状试样1外侧相对应的通孔；上底座2、下底座9相对应端面分别开设有环形凹槽，密封圈置于所述环形凹槽中，波纹管3的上端紧压密封圈与上底座2接触连接形成密封，波纹管3的下端紧压密封圈与下底座9接触连接形成密封。上底座2、下底座9中间通孔(上竖直通孔26、下竖直通孔24)直径小于管状试样1两端台阶20外径，安装管状试样1时，管状试样1两端分别与上底座2、下底座9中间通孔形成硬密封。
高温高压水循环系统参见中国发明专利(公开号：CN101477843A)，主要由储水罐、混合泵、高压泵、换热器、预热器、冷凝器、背压阀等组成，储水罐中的水经混合泵、高压泵加压、换热器和预热器加热后，经下密封堵头流入管状试样，水从管状试样上密封堵头流出后经换热器、冷凝器冷却后流回储水罐，形成回路。
如图1所示，还设有盐雾循环系统，盐雾循环系统主要由溶液储存罐17、蠕动泵16、高压空气瓶18等组成，溶液储存罐17分别通过管路穿过上底座2、下底座9伸至波纹管3内，所述穿过上底座2的管路上装有蠕动泵16，高压空气瓶18通过管路穿过上底座2，高压空气瓶18一端的空气入口11与溶液储存罐17穿过上底座2管路一端的盐雾入口12汇合于波纹管3内，所述穿过下底座9的管路一端为盐雾出口10。溶液经蠕动泵16加压后，流入上底座2处的盐雾入口12，同时打开高压空气瓶18，向上底座空气入口11吹气，使溶液雾化，经下底座盐雾出口10，流回到溶液储存罐17，形成回路。
如图1-图2、图4所示，本发明的安装步骤如下：
(1)压紧螺栓29套设于上密封堵头28，安装于管状试样1上端部螺纹孔21处，拧紧压紧螺栓29，使上密封堵头28的头部弧面与管状试样1上端部V型密封面19形成硬密封。
(2)利用疲劳夹具夹持管状试样1，疲劳夹具通过螺栓与上底座2连接，并安装于疲劳试验机4上。波纹管3上端部与上底座2下端面环形凹槽以螺纹连接的方式，使波纹管3上端压紧所述环形凹槽内的密封圈与上底座2连接，形成密封。
(3)下降疲劳试验机4支撑轴到合适的位置，压紧螺栓29套设于下密封堵头28，安装于管状试样1下端部螺纹孔21处，拧紧压紧螺栓29，使下密封堵头28的头部弧面与管状试样1下端部V型密封面19形成硬密封。
(4)调整疲劳试验机4支撑轴到合适的位置，波纹管3下端部与下底座9上端面环形凹槽以螺纹连接的方式，使波纹管3下端压紧所述环形凹槽内的密封圈与下底座9连接，形成密封。
(5)将高温高压水循环系统15中的进水口与进水口温度测量室入口7相连，进水口温度测量室出口14与下密封堵头28连接，在进水口温度测量室22上的进水口温度测量口8插入热电偶，实时监测/控制流出管状试样1的高温高压水温度。将高温高压水循环系统15中的出水口与出水口温度测量室出口5相连，出水口温度测量室入口13与上密封堵头连接，在出水口温度测量室23上的出水口温度测量口6插入热电偶，实时监测/控制流入管状试样1的高温高压水温度。
(6)将高压空气瓶18与空气入口11相连，溶液储存罐17与蠕动泵16相连，将蠕动泵16与盐雾入口12相连，将盐雾出口10与溶液储存罐17相连，形成盐雾循环系统回路。
(7)开启高温高压水循环系统15，设置管状试样1内部高温高压水目标温度值，设置疲劳试验目标应变幅值以及频率。
(8)当高温高压水达到目标值并保持稳定一段时间后，开启盐雾循环系统回路。当盐雾循环达到稳定状态时，开启疲劳试验机4进行管状试样1在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验。
经蠕动泵16与高压空气瓶18的高压空气，将溶液(含Cl-、SO4 2-等阴离子)雾化通过上底座2进入波纹管3中，与管状试样1外侧接触，之后经下底座9回流到溶液储存罐17中。波纹管具有一定的伸缩变形量，在疲劳试验过程中，波纹管可随管状试样同步拉压变形而对疲劳载荷无附加影响。
下面，通过实施例对本发明进一步详细阐述。
实施例
国产锻造316LN不锈钢，在300℃、9MPa和溶解氧DO≤5ppb的高温高压循环水中的腐蚀疲劳实验，应变幅值为0.4％，应变速率为0.04％s-1。溶液是浓度为3.5wt％NaCl水溶液，溶液的滴定速率为1ml/min。管状试样形状尺寸为：标距段外径10mm，内径5mm，长20mm。按照本发明装置的安装步骤安装管状试样。
疲劳寿命为6175周(疲劳寿命定义为峰值拉应力从其最大峰值下降10％时结束，此时的循环次数定义为低周疲劳寿命)。如图3所示，管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验后表面裂纹形貌。图中所示样品表面有一条与疲劳加载方向垂直的疲劳裂纹，疲劳裂纹穿透处有腐蚀痕迹。
实施例结果表明，本发明管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，能够精确控制高温高压水温度、压力、溶解氧以及盐雾流量、浓度等参数，实现管状试样内部通高温高压水以及外部通盐雾的应变控制疲劳试验。

Claims (9)

1.一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，其特征在于，相对设置的上底座、下底座之间安装管状试样，管状试样外侧设置波纹管，管状试样密封于波纹管空间内，波纹管内部在圆周方向上开设与管状试样外侧相对应的通孔；盐雾循环系统由溶液储存罐、蠕动泵、高压空气瓶组成，溶液储存罐分别通过管路穿过上底座、下底座伸至波纹管内，所述穿过上底座的管路上装有蠕动泵，高压空气瓶通过管路穿过上底座，高压空气瓶一端的空气入口与溶液储存罐穿过上底座管路一端的盐雾入口汇合于波纹管内，所述穿过下底座的管路一端为盐雾出口，形成盐雾循环回路；高温高压水循环系统的出水口、进水口分别与管状试样通孔的上下两端相连通，形成高温高压循环水回路。
2.按照权利要求1所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，其特征在于，上底座、下底座相对应端面分别开设有环形凹槽，密封圈置于所述环形凹槽中，波纹管的上端紧压密封圈与上底座接触连接形成密封，波纹管的下端紧压密封圈与下底座接触连接形成密封；上底座、下底座中间通孔直径小于管状试样两端台阶外径，安装管状试样时，管状试样两端分别与上底座、下底座中间通孔形成硬密封。
3.按照权利要求1所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，其特征在于，管状试样的中部为标距段，其外部形状尺寸依据标准棒状疲劳试样设计，管状试样的内部为通孔，管状试样的两端部设置夹持台阶；在所述通孔两端部分别设有V型密封面以及螺纹孔，所述通孔位于中间的部分通过V型密封面与位于外侧的螺纹孔过渡连接。
4.按照权利要求3所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，其特征在于，管状试样的两端通过配套的压紧螺栓与密封堵头密封连接，压紧螺栓套在密封堵头上，管状试样通过疲劳夹具、底座安装于疲劳试验机上；压紧螺栓内部带有通孔，密封堵头穿设于压紧螺栓内部的通孔，压紧螺栓的一端与密封堵头的头部台阶卡接，密封堵头与压紧螺栓配套后，压紧螺栓通过外螺纹与管状试样端部的螺纹孔连接，且密封堵头的头部与管状试样的V型密封面、螺纹孔之间过渡处相对应匹配。
5.按照权利要求1所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，其特征在于，上底座的下端中心和侧面分别开设有上竖直通孔和上水平通孔，且上竖直通孔和上水平通孔垂直连通呈直角形通道；下底座的上端中心和侧面分别开设有下竖直通孔和下水平通孔，且下竖直通孔和下水平通孔垂直连通呈直角形通道；管状试样上端的台阶与上底座下端面的上竖直通孔相对应并匹配，管状试样下端的台阶与下底座上端面的下竖直通孔相对应并匹配；上底座的直角形通道和下底座的直角形通道上下对称。
6.按照权利要求5所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，其特征在于，高温高压水循环系统的进水口依次通过进水口温度测量室入口、进水口温度测量室、进水口温度测量室出口、下水平通孔、下竖直通孔、中空的下密封堵头内腔与管状试样的通孔下端密闭连通，高温高压水循环系统的出水口依次通过出水口温度测量室出口、出水口温度测量室、出水口温度测量室入口、上水平通孔、上竖直通孔、中空的上密封堵头内腔与管状试样的通孔上端密闭连通，形成高温高压循环水回路。
7.按照权利要求6所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置，其特征在于，进水口温度测量室上设有进水口温度测量口，热电偶插入进水口温度测量口；出水口温度测量室上设有出水口温度测量口，热电偶插入出水口温度测量口。
8.一种权利要求1至7之一所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)压紧螺栓套设于上密封堵头，安装于管状试样上端部螺纹孔处，拧紧压紧螺栓，使上密封堵头的头部弧面与管状试样上端部V型密封面形成硬密封；
(2)利用疲劳夹具夹持管状试样，疲劳夹具通过螺栓与上底座连接，并安装于疲劳试验机上；波纹管上端部与上底座下端面环形凹槽以螺纹连接的方式，使波纹管上端压紧所述环形凹槽内的密封圈与上底座连接，形成密封；
(3)压紧螺栓套设于下密封堵头，安装于管状试样下端部螺纹孔处，拧紧压紧螺栓，使下密封堵头的头部弧面与管状试样下端部V型密封面形成硬密封；
(4)波纹管下端部与下底座上端面环形凹槽以螺纹连接的方式，使波纹管下端压紧所述环形凹槽内的密封圈与下底座连接，形成密封；
(5)将高温高压水循环系统中的进水口与进水口温度测量室入口相连，进水口温度测量室出口与下密封堵头连接，在进水口温度测量室上的进水口温度测量口插入热电偶，实时监测/控制流出管状试样的高温高压水温度；将高温高压水循环系统中的出水口与出水口温度测量室出口相连，出水口温度测量室入口与上密封堵头连接，在出水口温度测量室上的出水口温度测量口插入热电偶，实时监测/控制流入管状试样的高温高压水温度；
(6)将高压空气瓶与空气入口相连，溶液储存罐与蠕动泵相连，将蠕动泵与盐雾入口相连，将盐雾出口与溶液储存罐相连，形成盐雾循环系统回路；
(7)开启高温高压水循环系统，设置管状试样内部高温高压水目标温度值，设置疲劳试验目标应变幅值以及频率；
(8)当高温高压水达到目标值并稳定后，开启盐雾循环系统回路；当盐雾循环达到稳定状态时，开启疲劳试验机进行管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验。
9.按照权利要求8所述的管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置的使用方法，其特征在于，经蠕动泵与高压空气瓶的高压空气，溶液经蠕动泵加压后，流入上底座处的盐雾入口，同时打开高压空气瓶，向上底座空气入口吹气，将盐溶液雾化通过上底座进入波纹管中，与管状试样外侧接触，之后经下底座盐雾出口，回流到溶液储存罐中。
CN202211468871.7A 2022-11-22 2022-11-22 一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置及使用方法 Pending CN115824776A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211468871.7A CN115824776A (zh) 2022-11-22 2022-11-22 一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置及使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211468871.7A CN115824776A (zh) 2022-11-22 2022-11-22 一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置及使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115824776A true CN115824776A (zh) 2023-03-21

Family

ID=85530345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211468871.7A Pending CN115824776A (zh) 2022-11-22 2022-11-22 一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置及使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115824776A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116297149A (zh) * 2023-05-18 2023-06-23 西南石油大学 一种模拟油气田管道材料冲刷腐蚀的实验设备及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116297149A (zh) * 2023-05-18 2023-06-23 西南石油大学 一种模拟油气田管道材料冲刷腐蚀的实验设备及方法
CN116297149B (zh) * 2023-05-18 2023-07-21 西南石油大学 一种模拟油气田管道材料冲刷腐蚀的实验设备及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109490109B (zh) 一种管状试样高温高压水腐蚀疲劳试验装置
US10690649B2 (en) Supercritical CO2 reactor and test system of creepage, diffusion and erosion of rock mass
CN115824776A (zh) 一种管状试样在高温高压水与盐雾环境耦合作用下的腐蚀疲劳试验装置及使用方法
CN109470603B (zh) 一种高温高压环境下测量表征接触角的可视化实验系统及其方法
CN104142271A (zh) 一种用于测试材料在高温高压气体下拉伸性能的试验装置
CN113483966A (zh) 一种氦质谱检漏系统
CN203011654U (zh) 一种换热管试压卡具
CN201583455U (zh) 金属管内压蠕变试验装置
RU198041U1 (ru) Установка для испытания трубного образца на термоусталость
CN105021472A (zh) 一种蒸汽腐蚀疲劳试验系统
CN210894044U (zh) 高温气冷堆二回路动态水化学腐蚀电化学研究电极系统
CN201892605U (zh) 外卡端面密封式小口径内螺纹管水压试验装置
CN208362386U (zh) 一种带压作业防泄漏测温装置
CN208254746U (zh) 试压工具
CN107063879A (zh) 管材耐压爆破试验仪
CN109580128B (zh) 一种钢管接箍螺纹密封性测试装置及方法
CN108679295B (zh) 一种用于检测燃气表阀门泄露的检测设备及其使用方法
CN109253851B (zh) 一种阀门气压试验装置
CN106441725A (zh) 一种用于微径薄壁管方形换热器高压气密性检测工装设备
CN214748717U (zh) 一种用于管道接口抗沉降和偏转角的密封试验装置
CN212963903U (zh) 一种发电机中性点套管气密试验工具
CN111272361A (zh) 列管式换热器单根列管试压测漏工具
CN217276756U (zh) 一种列管式空冷器管束试压查漏器
CN220082473U (zh) 一种管件密封性能测试用密封结构
CN220398344U (zh) 一种换热器堵漏管装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination