[实用新型]一种高温高压原位复合微动磨损试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及耐蚀材料微动磨损技术，具体为一种高温高压原位复合微动磨损试验装置。

背景技术

蒸汽发生器作为核电站连接一回路和二回路的枢纽，其内部有数千根传热管，在传热管内部为高温高压高流速的一回路水，外侧为高温高压高流速的二回路水汽，在汽水两相的交互作用下传热管与防震条之间、传热管与管板之间以及传热管与管板支撑板之间均会发生微动磨损，随着服役时间的不断增长最终导致传热管的失效。微动磨损作为蒸汽发生器传热管的主要失效模式之一，深入开展高温高压水中的微动磨损研究将为相关部件的设计和维护提供可靠的理论依据，提高传热管的服役寿命具有重要意义。

由于受到高温高压原位微动磨损系统复杂，不仅要实现高温高压下摩擦副材料之间微动磨损，还要考虑高温高压下运动轴和高压釜内、外的压力平衡、密封、摩擦副径向载荷的精确实时加载、摩擦副之间摩擦力的测量、试样与金属容器之间的绝缘、信号线的引出等一系列问题。正是因为这些实验设备上的技术困难，限制了对核电等高温高压环境中所用的耐蚀材料微动磨损能力的原位表征。目前，相关微动磨损设备主要在常压条件下使用，不能很好地模拟核电站实际水化学工况，高温高压水中原位复合微动磨损设备还未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高温高压原位复合微动磨损试验装置，解决现有技术中高温高压下切向微动磨损、径向微动磨损和双向(切向和径向)复合微动磨损难以实现、微动振幅和频率难以精确测量和控制、摩擦副径向载荷难以精确测量并实时调节、摩擦副之间摩擦力的难以测量等问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种高温高压原位复合微动磨损试验装置，该装置设有：压电陶瓷驱动器、拉压力传感器、激振器、位移传感器、直线导轨、高压釜体、高压釜盖、工作电极/辅助电极座、参比电极座、液压缸、热电偶、立柱、定位板、第一试样夹持装置、竖直运动轴、水平运动轴、运动轴导向支架、辅助电极、参比电极、工作电极、导向平台板、导向杆，具体结构如下：

高压釜采用高压釜盖和高压釜体倒立式结构，高压釜盖在下，高压釜体在上，高压釜体侧壁开孔并安装水平运动轴；高压釜盖上设置热电偶、竖直运动轴、工作电极/辅助电极座、参比电极座及外置参比电极，高压釜体内设置辅助电极、工作电极，辅助电极和工作电极分别通过导线穿过工作电极/辅助电极座；参比电极安装于参比电极座上，参比电极的导液管伸至高压釜体内；竖直运动轴为上部导向杆和下部导向杆之间通过拉压力传感器Ⅰ分段连接构成，其中：竖直运动轴的上部导向杆穿过上导向平台板中心的上直线导轨，引导竖直运动轴上下运动，上导向平台板通过其上的固定孔与高压釜体内的竖直运动轴导向支架连接，竖直运动轴的上部导向杆装有摩擦副第一试样夹持装置于高压釜体内，下部导向杆和高压釜体之间设有压力平衡机构，并通过密封圈进行密封，激振器外侧设置激振器导向支架杆，激振器导向支架杆的顶部安装下导向平台板，连接杆穿过下导向平台板中心的下直线导轨，激振器的激振头引导连接杆上下运动，通过连接杆带动竖直运动轴上下运动；水平运动轴为左部导向杆和右部导向杆通过拉压力传感器Ⅱ分段连接构成，其中：水平运动轴的左部导向杆和右部导向杆分别穿过水平运动轴导向支架中心的左直线导轨和高压釜内的右直线导轨，引导水平运动轴左右运动，水平运动轴导向支架固定在高压釜升降定位板上，水平运动轴的右端装有摩擦副第二试样夹持装置于高压釜内，右部导向杆与高压釜体之间设有压力平衡机构，并通过密封圈进行密封，左部导向杆与压电陶瓷驱动器通过螺纹相连接。

所述的高温高压原位复合微动磨损试验装置，工作电极相当于摩擦副第一试样，工作电极与第二试样夹持装置一端安装的摩擦副第二试样相对接触设置，通过水平运动轴施加摩擦副第一试样和摩擦副第二试样之间的径向载荷，竖直运动轴带动摩擦副第一试样上下运动，实现摩擦副第一试样、摩擦副第二试样之间的相对摩擦运动；其中，摩擦副第一试样和摩擦副第二试样采用不锈钢、镍基合金、锆合金、硬质合金或氧化铝加工而成，摩擦副第一试样和摩擦副第一试样夹持装置以及摩擦副第二试样与摩擦副第二试样夹持装置均采用表面覆盖有ZrO₂的Zr-4合金进行绝缘。

所述的高温高压原位复合微动磨损试验装置，竖直运动轴上设置位移传感器和拉压力传感器。

所述的高温高压原位复合微动磨损试验装置，水平运动轴上设置拉压力传感器。