CN203241303U - 一种用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置，其包括测试室、检测管材、向检测管材提供应力的液压装置以及供液槽，其中液压装置包括与供液槽通过第一管道连通的低压泵、与低压泵通过第二管道连通的高压泵以及高压蓄能器，高压泵通过第三管道与测试室的下端部相连通，高压蓄能器通过第四管道与第三管道相连通，在第三管道、第四管道上分别设有电磁阀；检测装置还包括用于将检测管材两端密封的夹具、用于将检测管材恒定在测试室中部的拉伸夹头以及套设在测试室外周的加热炉。本实用新型能够迅速的提升检测管材所受应力，且在满足实验温度需求和检测管材的受力均匀条件下，快速爆破，提高实验成功率，且检测结果更加精确。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置。
背景技术
核燃料元件是反应堆的核心部件，由燃料芯块、包壳及其构件组成。由于燃料元件的运行环境比较恶劣，中子辐照、冷却剂的腐蚀及在开堆、停堆、和运行后期燃料芯块与包壳的机械相互作用和裂变气体产物的释放，使包壳管承受双向应力，均会造成燃料元件的力学性能下降，形成安全隐患，它的安全性能直接影响反应堆的安全可靠性，一般采用内压爆破试验来获得包壳材料的断裂强度与延性数据。
目前，管材爆破试验的检测装置基本上是采用液体挤压方式将检测管材压破，其主要包括封闭的测试室、设置在测试室内的检测管材以及用于向检测管材提供压力的液压装置，测试试样放置在检测管材内，并且检测管材的一端部用塞头进行固定焊死，另一端与连接接头焊接，连接接头再通过螺纹与液压装置相连接，在液压装置逐渐地提升压力下，检测管材受到液压力挤压，从而使得处于检测管材内检测试样在外界压力的条件下发生裂变，继而检测管材发生爆破。然而，在多次爆破试验的结果表明，这种试验成功率不高，检测管材试样多在管头与连接接头的焊接处破裂，同时，这种试验方法存在了很大的缺陷：1、一般的液压无法迅速的使得检测管材发生爆破；2、检测管材仅受到液压周向的应力，导致检测管材受力不均匀，从而影响到检测结果；3、对于核用锆合金试样，其反应堆运行温度在300℃左右，则检测管材内温度更高，因而，普通的检测装置根本无法达到其温度要求，从而无法实施检测。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采取如下技术方案：
一种用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置，其包括测试室、设置在测试室内的检测管材、向检测管材提供应力的液压装置以及供液槽，其中液压装置包括与供液槽通过第一管道连通的低压泵、与低压泵通过第二管道连通的高压泵以及高压蓄能器，高压泵还通过第三管道与测试室的下端部相连通，高压蓄能器通过第四管道与第三管道相连通，在第三管道、第四管道上分别设有电磁阀；检测装置还包括用于将检测管材两端密封的夹具、用于将检测管材恒定在测试室中部的拉伸夹头以及套设在测试室外周的加热炉。
优选地，检测装置还包括两端部分别与第三管道和供液槽相连通的回液管。
进一步，优选地，在回液管上也设有电磁阀。
根据本实用新型一个具体的实施和优选方面，检测装置还包括设置在第四管道上的压力表和与压力表连接的压力传感器。更加准确的读出和记录压力的大小。
此外，液压装置还包括设置在第一管道上的过滤器。测试室为石英管，在测试室的上端部也设有压力传感器。夹具为Swagelok快速接头。高压蓄能器能够提供4000psi的压力。
由于以上技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
本实用新型采用低压泵、高压泵二级加压，并在高压蓄能器的作用下，迅速使得检测管材受到很大的应力，从而快速爆破，此外，采用套设在测试室外的加热炉，满足实验的各种温度的需求，并在拉伸夹头和夹具的作用下，提高检测管材的密封性和受力均匀性，从而提高实验的成功率，使得检测结果更加精确，同时，本实用新型结构简单，实施方便，成本较低。
附图说明
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型做进一步详细的说明。
图1为根据本实用新型的检测装置的结构示意图；
其中：1、测试室；10，37、压力传感器；2、检测管材；3、液压装置；30、低压泵；31、高压泵；32、高压蓄能器；33，34，35、电磁阀；36、压力表；38、过滤器；4、供液槽；5、夹具；6、拉伸夹头；7、加热炉；a、第一管道；b、第二管道；c、第三管道；d、第四管道；e、回液管。
具体实施方式
如图1所示，用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置，其包括测试室1、设置在测试室1内的检测管材2、向检测管材2提供应力的液压装置3以及供液槽4、用于将检测管材2两端密封的夹具5、用于将检测管材2恒定在测试室1中部的拉伸夹头6以及套设在测试室1外周的加热炉7。
上述的液压装置3包括与供液槽4通过第一管道a连通的低压泵30、与低压泵30通过第二管道b连通的高压泵31以及高压蓄能器32，高压泵31还通过第三管道c与测试室1的下端部相连通，高压蓄能器32通过第四管道d与第三管道c相连通，在第三管道c、第四管道d上分别设有电磁阀33、34。
本例中，液压装置3还包括设置在低压泵30与供液槽4之间、处于第一管道a上的过滤器38，两端部分别与第三管道c和供液槽4相连通的回液管e，以及设置在回液管e上的电磁阀35。此外，在第四管道d上设置由压力表36、与压力36表相连接的压力传感器37，使得检测装置能够更加准确的读出和记录压力的大小。
更进一步的，本例中的测试室1采用Φ800mm的10mm厚的石英管，且测试室1的上端部还设有压力传感器10；用于将检测管材2两端密封的夹具5为Swagelok快速接头；高压蓄能器32能够提供4000psi的压力。拉伸夹头6可进一步对核用锆合金管材的密封及确保检测管材2受力均匀。
本实施例的工作过程：首先将检测试样放置在检测管材2内，然后，采用夹具5将检测管材2的两端密封，同时在拉伸夹头6的作用下，将检测管材2恒定在测试室1内；其次，将低压泵30和高压泵31作为系统的压力源，利用低压泵30进行排气，打开低压泵30和通向高压蓄能器32的电磁阀34，然后再开启高压泵31将系统压力提高至220MPa并维持，此时，压力表36可以读出系统压力，并由压力传感器37反馈系统升压过程中处于管道内液体的压力变化，然后，开启电磁阀33，关闭电磁阀35，并在加热炉7的确保温度的条件下，系统压力迅速传递至测试室1内，然后再打开高压蓄能器32，使得测试室1内压力快速升高，导致检测管材2迅速的爆破，再由压力传感器10反馈试验过程中检测管材2所受的内压；最后，完成爆破后，关闭低压泵30、高压泵31、高压蓄能器32以及电磁阀33和电磁阀34，打开电池阀35，使得液体自回流管e回流至供液槽4中，实现液体的循环使用。
综上所述，本实施例对检测装置进行改进，克服了升压速度低，无法轴向加载以及试验成功率低的问题。本实用新型采用低压泵、高压泵二级加压，并在高压蓄能器的作用下，迅速使得检测管材受到很大的应力，同时采用套设在测试室外的加热炉，满足实验的各种温度的需求，并在拉伸夹头和夹具的作用下，提高检测管材的密封性和受力均匀性，从而提高实验的成功率，使得检测结果更加精确，此外，本实用新型结构简单，实施方便，成本较低，而且本实用新型的检测装置特别适用于模拟核用锆合金管材在反应堆内的复杂受力状态下快速升压爆破。
以上对本实用新型做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置，其包括测试室、设置在所述测试室内的检测管材、向所述检测管材提供应力的液压装置以及供液槽，其特征在于：所述液压装置包括与所述供液槽通过第一管道连通的低压泵、与低压泵通过第二管道连通的高压泵以及高压蓄能器，所述高压泵还通过第三管道与所述测试室的下端部相连通，所述高压蓄能器通过第四管道与所述第三管道相连通，在所述第三管道、第四管道上分别设有电磁阀；所述的检测装置还包括用于将所述检测管材两端密封的夹具、用于将所述的检测管材恒定在所述测试室中部的拉伸夹头以及套设在所述测试室外周的加热炉。
2. 根据权利要求1所述的用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置，其特征在于：所述的检测装置还包括两端部分别与所述第三管道和所述供液槽相连通的回液管。
3. 根据权利要求2所述的用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置，其特征在于：所述的回液管上也设有所述的电磁阀。
4. 根据权利要求1所述的用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置，其特征在于：所述的检测装置还包括设置在所述第四管道上的压力表和与压力表连接的压力传感器。
5.根据权利要求1所述的用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置，其特征在于：所述的液压装置还包括设置在第一管道上的过滤器。
6.根据权利要求1所述的用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置，其特征在于：所述测试室为石英管，在测试室的上端部也设有所述压力传感器。
7. 根据权利要求1所述的用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置，其特征在于：所述的夹具为Swagelok快速接头。
8. 根据权利要求1所述的用于检测核用锆合金管材爆破性能的检测装置，其特征在于：所述的高压蓄能器能够提供4000psi的压力。
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