适用于格架弹簧应力腐蚀试验的工装及格架弹簧服役寿命预测方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于格架弹簧应力腐蚀试验的工装，包括底板、固定在底板上的下夹具、加载板、固定在加载板上的上夹具，所述格架弹簧设置在所述下夹具上，所述加载板作用于上夹具并使得上夹具的下端部作用于格架弹簧上。本发明专利技术的格架弹簧应力腐蚀工装，克服了类似格架弹簧的薄片样品应力腐蚀寿命预测时面临的恒载荷应力腐蚀试验夹具的缺失问题，可以有效实现格架弹簧的应力腐蚀寿命预测。实现格架弹簧的应力腐蚀寿命预测。实现格架弹簧的应力腐蚀寿命预测。

【技术实现步骤摘要】
适用于格架弹簧应力腐蚀试验的工装及格架弹簧服役寿命预测方法


[0001]本专利技术具体涉及一种适用于格架弹簧在高温高压水环境下应力腐蚀试验的工装以及基于该工装进行格架弹簧服役寿命预测的方法。

技术介绍

[0002]应力腐蚀开裂是核电站结构材料在高温、高压水环境中最主要的失效模式之一，比如反应堆燃料组件格架弹簧已发生多起高温高压水环境应力腐蚀开裂事件。准确评价格架弹簧在高温高压水环境中的服役寿命，有助于提高核电站安全水平和运行管理水平。采用恒载荷试验获取不同应力下应力腐蚀开裂时间，建立预测模型，是实现部件服役寿命评估的基础。
[0003]格架弹簧是一种薄片微小部件，其厚度小于1mm，宽度小于5mm。目前国标、ASTM和ISO等标准中规定了采用弹簧、砝码或拉伸机加载进行应力腐蚀试验的方法，但试验样品尺寸较大，缺乏适用于格架弹簧这种微小样品加载的可靠方法。
[0004]在高温高压水环境中，弹簧会发生应力松弛现象，采用弹簧法加载时，载荷会随服役时间而降低，因此无法实现恒载荷加载。砝码加载和拉伸机加载是相对可靠的加载方式，但由于样品处于高温高压水环境中，腐蚀性强、压力大，一般传感器或装备很难正常工作，因此目前已有高温高压水应力腐蚀装备一般将砝码和加载单元置于高压釜外，通过带密封圈的拉伸轴连接釜内样品。由于高压状态下密封圈摩擦力约几百上千牛，相对于微小样品只需几牛、几十牛的加载力，密封圈摩擦力已经远远超出试验载荷，无法保证样品承受定量的载荷。另外应力腐蚀试验常采用的三点弯方法是一种恒变形方法，使用时先将样品弯曲到一个恒定位移，然后保持不动，整体放入高温高压水中，由于高温下材料应力会发生松弛，这种固定变形的方法无法获得恒定载荷加载，不能进行量化评估。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种适用于格架弹簧在高温高压水环境下的应力腐蚀试验工装。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0007]一种适用于格架弹簧应力腐蚀试验的工装，包括底板、固定在底板上的下夹具、加载板、固定在加载板上的上夹具，所述格架弹簧设置在所述下夹具上，所述加载板作用于上夹具并使得上夹具的下端部作用于格架弹簧上。
[0008]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述底板上设置有导向柱，所述导向柱贯穿所述加载板的厚度方向，所述导向柱的延伸方向垂直于所述底板所在的平面，所述导向柱的数量大于或等于二。导向柱对称设置在底板上。
[0009]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述底板上设置有两个下夹具，所述下夹具上具有用于容纳格架弹簧端部的容纳槽以及位于所述容纳槽内的支撑凸起，格架弹簧的点焊
位置与所述支撑凸起的顶端接触。
[0010]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述下夹具的顶面上具有顶板，所述顶板的长度大于所述容纳槽的宽度。
[0011]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述容纳槽的宽度大于所述格架弹簧的宽度。
[0012]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述上夹具包括用于与加载板固定的固定部和用于与格架弹簧接触的加载部，所述加载部垂直于固定部。
[0013]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述加载部的底面为弧形设置，所述弧形对应的半径与格架弹簧实际服役时对应的燃料包壳的半径相同。
[0014]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述加载部的材质与格架弹簧实际服役时对应的燃料包壳的材质相同。
[0015]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述上夹具的加载部位于两个所述下夹具的对称中心面上。
[0016]本专利技术还提供了一种格架弹簧服役寿命预测方法，包括如下步骤：
[0017]根据格架弹簧所受实验载荷大小，计算所需上夹具和加载板的重量；
[0018]安装如上所述的工装以及试验样品格架弹簧，并将整体安装至高温高压釜内进行应力腐蚀试验，根据试验结果进行服役寿命的预测。
[0019]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述试验包括至少三种不同载荷下的应力腐蚀试验，获得不同载荷下的裂纹萌生时间，并建立载荷与裂纹萌生时间的关系，进而可以得到其他载荷下的裂纹萌生时间。
[0020]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述步骤还包括：计算格架弹簧的应力分布，获得表面拉应力的分布数据，根据载荷与裂纹萌生时间的关系，计算格架弹簧表面各处裂纹萌生时间，其中最短裂纹萌生时间即为格架弹簧服役寿命。
[0021]由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本专利技术的有益之处在于：本专利技术的格架弹簧应力腐蚀工装，克服了类似格架弹簧的薄片样品应力腐蚀寿命预测时面临的恒载荷应力腐蚀试验夹具的缺失问题，可以有效实现格架弹簧的应力腐蚀寿命预测。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术优选实施例中适用于格架弹簧应力腐蚀试验的工装的立体结构示意图；
[0024]图2为本专利技术优选实施例中适用于格架弹簧应力腐蚀试验的工装的主视结构示意图；
[0025]图3为本专利技术优选实施例中格架弹簧的结构示意图；
[0026]图4为本专利技术优选实施例中下夹具的截面结构示意图；
[0027]附图中，工装
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1，格架弹簧
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2，底板
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3，加载板
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4，安装孔
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41，上夹具
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5，固定部
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51，加载部
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52，下夹具
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6，容纳槽
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61，支撑凸起
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62，顶板
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7，导向柱
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8，紧固件
‑
9。
具体实施方式
[0028]为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0029]实施例1适用于格架弹簧2应力腐蚀试验的工装1
[0030]如图1
‑
4所示，本实施例中的适用于格架弹簧2应力腐蚀试验的工装1，包括底板3、导向柱8、固定在底板3上的下夹具6、加载板4、固定在加载板4上的上夹具5。格架弹簧2设置在下夹具6上，下夹具6用于支撑格架弹簧2的两端部，上夹具5和加载板4用于提供载荷并加载在格架弹簧2上。
[0031]导向柱8贯穿加载板4的厚度方向，导向柱8的延伸方向垂直于底板3所在的平面，用于对加载板4进行导向，可以使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于格架弹簧应力腐蚀试验的工装，其特征在于，包括底板、固定在底板上的下夹具、加载板、固定在加载板上的上夹具，所述格架弹簧设置在所述下夹具上，所述加载板作用于上夹具并使得上夹具的下端部作用于格架弹簧上。2.根据权利要求1所述的工装，其特征在于，所述底板上设置有导向柱，所述导向柱贯穿所述加载板的厚度方向，所述导向柱的延伸方向垂直于所述底板所在的平面，所述导向柱的数量大于或等于二。3.根据权利要求1所述的工装，其特征在于，所述底板上设置有两个下夹具，所述下夹具上具有用于容纳格架弹簧端部的容纳槽以及位于所述容纳槽内的支撑凸起，格架弹簧的点焊位置与所述支撑凸起的顶端接触。4.根据权利要求3所述的工装，其特征在于，所述下夹具的顶面上具有顶板，所述顶板的长度大于所述容纳槽的宽度。5.根据权利要求3所述的工装，其特征在于，所述容纳槽的宽度大于所述格架弹簧的宽度。6.根据权利要求1所述的工装，其特征在于，所述上夹具包括用于与加载板固定的固定部和用于与格架弹簧接触的加载部，所述加载部垂直于固定部。7.根据权利要求6所述的工装，其特征在于，所述加载部的底面为弧形设置，所述弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭群家，韩姚磊，杨志超，向文欣，王永刚，祁磊，李维鹏，潘洪良，曹新，宁方卯，梅金娜，明庭云，王鹏，蔡振，罗坤杰，牛绍蕊，
申请(专利权)人：台山核电合营有限公司中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：