[实用新型]一种球-板接触式高温高压水切向微动磨损试验夹具

说明书

本实用新型涉及微动磨损领域，具体是一种球‑板接触式高温高压水切向微动磨损试验夹具。该夹具的板状试样放置于板状试样固定底座顶部的凹槽中，并通过紧固螺钉进行固定；底座通过挡板、连接螺柱、紧固螺钉和紧固螺母与横轴传动杆连接，横轴一端与激振器相连；底座通过固定螺母与纵轴传动杆连接，纵轴传动杆下部与电机连接，通过纵轴杆的移动施加法向载荷。球状试样放置于阶梯螺柱底部的凹槽中，并用锁紧螺母进行锁紧，阶梯螺柱旋进夹具固定板中，阶梯螺柱上部安装限位螺母，夹具固定板安装于夹具固定支架上，实现球状试样的固定。本实用新型用于高压釜内，进行高温高压水环境中球‑板接触式的微动磨损试验，结构简单，操作方便，成本低廉。

技术领域

本实用新型涉及微动磨损领域，具体是一种球-板接触式高温高压水切向微动磨损试验夹具及其使用方法，用于压水堆核电用金属材料在模拟高温高压一回路水中的切向微动磨损试验。

背景技术

微动是指两个接触表面之间发生的极小微米量级的相对运动。压水堆核电站中，蒸汽发生器传热管与支撑结构的间隙小，且两侧均存在汽、液两相流，不可避免的会在传热管与支撑结构间存在由流致振动导致的微动磨损。流致振动导致的微动磨损也是燃料棒包壳管最主要的原因之一。这些关键构件的破坏不仅会造成核电一回路侧介质的放射性会骤然增加，危及反应堆各回路安全，甚至可能导致放射性物质的泄漏从而造成十分严重的后果。因此，深入理解核电关键部件材料在服役环境中的微动磨损行为，获得微动磨损速率和微动损伤模型，从而实现对关键材料的性能评价和寿命预估具有重要的工程意义，也有利于核电站的安全运行。

球-板接触是微动磨损最简单的接触方式，也是最有利于操作和最适用于基础理论研究的一种接触方式。已有多种此类接触方式的微动磨损夹具设计，但是这些夹具均主要用于常温及温度不高于100摄氏度的溶液环境中。因此，急需设计一种可用于高温高压水(200～360℃，4～20MPa)中的夹具，并可实现试样的绝缘以能够开展微动磨损过程中的电化学测试。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够用于高温高压一回路水环境中且能稳定可靠的球-板接触式高温高压水切向微动磨损试验夹具及其使用方法，实现核电关键材料在模拟服役环境的高温高压水中开展微动磨损研究。

本实用新型的技术方案如下：

一种球-板接触式高温高压水切向微动磨损试验夹具，该夹具设置在高压釜内，高压釜的釜盖在上，该夹具主要包括：板状试样、紧固螺钉I、右挡板、板状试样固定底座、挡板紧固螺钉、左挡板、紧固螺钉II、阶梯螺柱、球状试样、锁紧螺母、紧固螺母I、限位螺母、紧固螺母II、夹具固定板、夹具固定支架、横轴右传动杆、紧固螺母III、连接螺柱I、紧固螺母IV、纵轴传动杆、横轴左传动杆、连接螺柱II、紧固螺母V，具体结构如下：

右挡板和左挡板对称设置于板状试样固定底座的两侧，右挡板和左挡板分别通过两个挡板紧固螺钉与板状试样固定底座连接，通过挡板紧固螺钉与右挡板、左挡板横向紧密结合，板状试样放置于板状试样固定底座顶部的凹槽中，通过紧固螺钉I和紧固螺钉II在所述凹槽的相邻两侧面上对板状试样进行固定，实现板状试样的固定；

板状试样固定底座底部的光孔对准纵轴传动杆的顶部，并通过紧固螺母IV与纵轴传动杆固定，纵轴传动杆下部与高压釜外的步进电机连接；板状试样固定底座的左侧通过左挡板与连接螺柱II及紧固螺母V与横轴左传动杆相连接，板状试样固定底座的右侧通过右挡板与连接螺柱I及紧固螺母III与横轴右传动杆相连接，连接螺柱 II与横轴左传动杆通过紧固螺母紧密连接并固定，连接螺柱I与横轴右传动杆通过紧固螺母紧密连接并固定，横轴左传动杆、横轴右传动杆分别与高压釜外的激振器与位移传感器连接，实现频率与振幅的精确控制；