【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及应力腐蚀实验，具体涉及一种控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置及实验方法。
技术介绍
1、液态铅铋合金具有优异的中子学和物理化学性质，是铅冷快堆冷却剂的首选材料。但是，结构材料在液态铅铋和应力的共同作用下可能会发生应力腐蚀，导致结构材料在低应力下发生脆性断裂，这种现象具有不可预见性且危害巨大，是影响铅冷快堆安全运行的一大重要隐患。因此，开展结构材料在液态铅铋环境下的应力腐蚀实验，评估结构材的应力腐蚀性能为工程应用提供可靠数据支撑，对铅冷快堆的研发具有重要意义。
2、目前，开展液态铅铋环境下的应力腐蚀实验主要有两种方式，一种是通过在拉伸试验机上添加液态铅铋腐蚀环境，实现液态铅铋腐蚀环境下的应力腐蚀；另一种是在液态铅铋腐蚀环境中，开展c型环实验。这两种方法各有优缺点，c型环实验可以同时开展多个实验样品的应力腐蚀实验，但是高温腐蚀环境中，材料容易发生高温蠕变，很难确定材料实验中的应力值；添加液态铅铋腐蚀环境的拉伸试验机能够确定材料实验中的应力值，但是开展应力腐蚀实验的实验样品只能有一个。此外，液态铅铋中的溶解氧会影响液态铅铋对材料的润湿性，影响材料的应力腐蚀性能。
3、综上所述，现有的评估结构材料的液态铅铋应力腐蚀性能的实验方法，要么准确性不高，要么效率低下，难以满足工程上对材料液态铅铋应力腐蚀性能评估的需求。综上，研发新型控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，发展应力腐蚀实验方法同时提高材料应力腐蚀性能评估的效率和准确性是很有必要的。
4、因此，急需一种控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置。
>技术实现思路
1、本专利技术一方面提供一种控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，旨在解决现有技术中液态铅铋应力腐蚀性能评估效率低下的问题。本专利技术另一方面提供一种控氧液态铅铋应力腐蚀实验方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供一种控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，包括实验罐、真空系统、温控系统、冷却系统、氧控系统、应力加载系统、实验罐上盖电动升降系统和应力加载系统电动升降系统，所述实验罐上分别设有所述真空系统、所述温控系统、所述冷却系统和所述氧控系统，所述实验罐上盖电动升降系统与所述实验罐上盖相连，所述实验罐上盖电动升降系统能够带动所述实验罐上盖实现上升或下降，所述应力加载系统电动升降系统与所述应力加载系统相连，所述应力加载系统电动升降系统能够带动所述应力加载系统上的实验样品伸入或伸出所述实验罐的罐体。
4、所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，优选地，所述真空系统包括真空机械泵、真空电磁阀、抽气管道、真空测量元件、真空截止阀、真空放气阀和真空显示仪表，所述实验罐的罐体上设有出气管道，所述抽气管道的一端与所述出气管道相连，所述抽气管道的另一端通过所述真空电磁阀与所述真空机械泵相连，所述出气管道上依次设有所述真空截止阀、所述真空测量元件和所述真空放气阀。
5、所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，优选地，所述温控系统包括控温热电偶、加热电源、可控硅、智能温控器、铠装加热丝、保温壳和可升降测温热电偶，所述铠装加热丝和所述保温壳依次包覆在所述实验罐罐体的外部，所述控温热电偶穿过所述保温壳与所述实验罐罐体的外壁紧密接触，所述可升降测温热电偶通过所述实验罐上盖设置的可升降测温热电偶接口与所述实验罐内部连接，所述可升降测温热电偶和所述实验罐上盖之间通过动密封连接，所述控温热电偶和所述可升降测温热电偶分别与所述智能温控器相连，所述加热电源通过所述可控硅与所述智能温控器相连，所述加热电源与所述铠装加热丝相连。
6、所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，优选地，所述冷却系统包括冷水机、冷却水管和水阀，所述实验罐上盖设有冷却水管接口，所述冷水机通过所述冷却水管与所述实验罐上盖相连，所述冷却水管上设有所述水阀。
7、所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，优选地，所述氧控系统包括气源、气路管道、氧浓度控制设备、可升降氧探头、进气管道、进气阀和止逆阀，所述气源通过所述气路管道与所述氧浓度控制设备连接，所述氧浓度控制设备通过所述进气管道与所述实验罐连接，所述进气管道与所述实验罐的接口设置在所述实验罐的罐体上部，所述进气管道上设有所述进气阀，所述进气管道的气体出口设置在所述实验罐的底部，所述出气管道上设有止逆阀，所述实验罐上设有可升降氧探头接口，所述可升降氧探头通过所述可升降氧探头接口设置在所述实验罐上盖上，并且所述可升降氧探头与所述实验罐上盖之间通过动密封连接，所述可升降氧探头的信号输出端与所述氧浓度控制设备相连。
8、所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，优选地，所述氧浓度控制设备包括所述气体调节阀、所述气体流量计和所述氧浓度分析仪，所述气体流量计和所述气体调节阀分别设置在所述气路管道上，所述氧浓度分析仪与所述可升降氧探头的信号输出端相连。
9、所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，优选地，所述应力加载系统包括固定架、实验样品架、拉力杆、滑轮配重装置、第一动密封和第二动密封，所述固定架的一端与所述应力加载系统电动升降系统相连，所述固定架的另一端延伸至所述实验罐的内部，并且所述固定架与实验罐上盖之间形成半密封室，所述拉力杆的一端与所述滑轮配重装置连接，所述拉力杆的另一端延伸至所述半密封腔室内，所述拉力杆的另一端设有所述实验样品架，以实现所述实验样品架悬挂在所述半密封腔室内，所述实验样品的上端与所述实验样品架活动相连，所述实验样品的下端与所述固定架活动相连，所述半密封腔室与所述拉力杆之间的连接部位设有所述第一动密封，所述半密封腔室与所述实验罐上盖之间设有所述第二动密封。
10、所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，优选地，所述实验罐上盖电动升降系统包括实验罐上盖升降电机、实验罐上盖传动丝杠、实验罐上盖导向杆、实验罐上盖限位装置和实验罐上盖升降控制器，所述实验罐上盖升降控制器与所述实验罐上盖升降电机相连，所述实验罐上盖升降电机与所述实验罐上盖传动丝杠相连，所述实验罐上盖传动丝杠上的滑块与所述实验罐上盖相连，并且所述实验罐上盖套设在所述实验罐上盖导向杆上，当所述实验罐上盖升降电机通过所述实验罐上盖传动丝杠带动所述实验罐上盖上升或者下降时候，所述实验罐上盖将沿着所述实验罐上盖导向杆方向运动，所述实验罐上盖导向杆上设有所述实验罐上盖限位装置；
11、和/或，所述应力加载系统电动升降系统均包括应力加载系统升降电机、应力加载系统传动丝杠、应力加载系统导向杆、应力加载系统限位装置和应力加载系统升降控制器，所述应力加载系统升降控制器与所述应力加载系统升降电机相连，所述应力加载系统升降电机与所述应力加载系统传动丝杠相连，所述应力加载系统传动丝杠上的滑块与所述固定架相连，并且所述固定架套设在所述应力加载系统导向杆上，当所述应力加载系统升降电机通过所述应力加载系统传动丝杠带动所述固定架上升或者下降时候，所述固定架将沿着所述应力加载系统导向杆方向运动，所述应力加载系统导向杆上设有所述应力加载系统限位装置。
12、本专利技术第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，其特征在于，包括实验罐、真空系统、温控系统、冷却系统、氧控系统、应力加载系统、实验罐上盖电动升降系统和应力加载系统电动升降系统，所述实验罐上分别设有所述真空系统、所述温控系统、所述冷却系统和所述氧控系统，所述实验罐上盖电动升降系统与所述实验罐上盖相连，所述实验罐上盖电动升降系统能够带动所述实验罐上盖实现上升或下降，所述应力加载系统电动升降系统与所述应力加载系统相连，所述应力加载系统电动升降系统能够带动所述应力加载系统上的实验样品伸入或伸出所述实验罐的罐体。
2.根据权利要求1所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，其特征在于，所述真空系统包括真空机械泵、真空电磁阀、抽气管道、真空测量元件、真空截止阀、真空放气阀和真空显示仪表，所述实验罐的罐体上设有出气管道，所述抽气管道的一端与所述出气管道相连，所述抽气管道的另一端通过所述真空电磁阀与所述真空机械泵相连，所述出气管道上依次设有所述真空截止阀、所述真空测量元件和所述真空放气阀。
3.根据权利要求2所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，其特征在于，所述温控系统包括控温热电偶、加热
4.根据权利要求3所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，其特征在于，所述冷却系统包括冷水机、冷却水管和水阀，所述实验罐上盖设有冷却水管接口，所述冷水机通过所述冷却水管与所述实验罐上盖相连，所述冷却水管上设有所述水阀。
5.根据权利要求4所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，其特征在于，所述氧控系统包括气源、气路管道、氧浓度控制设备、可升降氧探头、进气管道、进气阀和止逆阀，所述气源通过所述气路管道与所述氧浓度控制设备连接，所述氧浓度控制设备通过所述进气管道与所述实验罐连接，所述进气管道与所述实验罐的接口设置在所述实验罐的罐体上部，所述进气管道上设有所述进气阀，所述进气管道的气体出口设置在所述实验罐的底部，所述出气管道上设有止逆阀，所述实验罐上设有可升降氧探头接口，所述可升降氧探头通过所述可升降氧探头接口设置在所述实验罐上盖上，并且所述可升降氧探头与所述实验罐上盖之间通过动密封连接，所述可升降氧探头的信号输出端与所述氧浓度控制设备相连。
6.根据权利要求5所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，其特征在于，所述氧浓度控制设备包括所述气体调节阀、所述气体流量计和所述氧浓度分析仪，所述气体流量计和所述气体调节阀分别设置在所述气路管道上，所述氧浓度分析仪与所述可升降氧探头的信号输出端相连。
7.根据权利要求6所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，其特征在于，所述应力加载系统包括固定架、实验样品架、拉力杆、滑轮配重装置、第一动密封和第二动密封，所述固定架的一端与所述应力加载系统电动升降系统相连，所述固定架的另一端延伸至所述实验罐的内部，并且所述固定架与实验罐上盖之间形成半密封室，所述拉力杆的一端与所述滑轮配重装置连接，所述拉力杆的另一端延伸至所述半密封腔室内，所述拉力杆的另一端设有所述实验样品架，以实现所述实验样品架悬挂在所述半密封腔室内，所述实验样品的上端与所述实验样品架活动相连，所述实验样品的下端与所述固定架活动相连，所述半密封腔室与所述拉力杆之间的连接部位设有所述第一动密封，所述半密封腔室与所述实验罐上盖之间设有所述第二动密封。
8.根据权利要求7所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，其特征在于，所述实验罐上盖电动升降系统包括实验罐上盖升降电机、实验罐上盖传动丝杠、实验罐上盖导向杆、实验罐上盖限位装置和实验罐上盖升降控制器，所述实验罐上盖升降控制器与所述实验罐上盖升降电机相连，所述实验罐上盖升降电机与所述实验罐上盖传动丝杠相连，所述实验罐上盖传动丝杠上的滑块与所述实验罐上盖相连，并且所述实验罐上盖套设在所述实验罐上盖导向杆上，当所述实验罐上盖升降电机通过所述实验罐上盖传动丝杠带动所述实验罐上盖上升或者下降时候，所述实验罐上盖将沿着所述实验罐上盖导向杆方向运动，所述实验罐上盖导向杆上设有所述实验罐上盖限位装置；
9.一种控氧液态铅铋应力腐蚀实验方法，其特征在于，包括利用如权利要求1至8中任一项所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，具体实...
【技术特征摘要】
1.一种控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，其特征在于，包括实验罐、真空系统、温控系统、冷却系统、氧控系统、应力加载系统、实验罐上盖电动升降系统和应力加载系统电动升降系统，所述实验罐上分别设有所述真空系统、所述温控系统、所述冷却系统和所述氧控系统，所述实验罐上盖电动升降系统与所述实验罐上盖相连，所述实验罐上盖电动升降系统能够带动所述实验罐上盖实现上升或下降，所述应力加载系统电动升降系统与所述应力加载系统相连，所述应力加载系统电动升降系统能够带动所述应力加载系统上的实验样品伸入或伸出所述实验罐的罐体。
2.根据权利要求1所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，其特征在于，所述真空系统包括真空机械泵、真空电磁阀、抽气管道、真空测量元件、真空截止阀、真空放气阀和真空显示仪表，所述实验罐的罐体上设有出气管道，所述抽气管道的一端与所述出气管道相连，所述抽气管道的另一端通过所述真空电磁阀与所述真空机械泵相连，所述出气管道上依次设有所述真空截止阀、所述真空测量元件和所述真空放气阀。
3.根据权利要求2所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，其特征在于，所述温控系统包括控温热电偶、加热电源、可控硅、智能温控器、铠装加热丝、保温壳和可升降测温热电偶，所述铠装加热丝和所述保温壳依次包覆在所述实验罐罐体的外部，所述控温热电偶穿过所述保温壳与所述实验罐罐体的外壁紧密接触，所述可升降测温热电偶通过所述实验罐上盖设置的可升降测温热电偶接口与所述实验罐内部连接，所述可升降测温热电偶和所述实验罐上盖之间通过动密封连接，所述控温热电偶和所述可升降测温热电偶分别与所述智能温控器相连，所述加热电源通过所述可控硅与所述智能温控器相连，所述加热电源与所述铠装加热丝相连。
4.根据权利要求3所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，其特征在于，所述冷却系统包括冷水机、冷却水管和水阀，所述实验罐上盖设有冷却水管接口，所述冷水机通过所述冷却水管与所述实验罐上盖相连，所述冷却水管上设有所述水阀。
5.根据权利要求4所述的控氧液态铅铋应力腐蚀实验装置，其特征在于，所述氧控系统包括气源、气路管道、氧浓度控制设备、可升降氧探头、进气管道、进气阀和止逆阀，所述气源通过所述气路管道与所述氧浓度控制设备连接，所述氧浓度控制设备通过所述进气管道与所述实验罐连接，所述进气管道与所述实验罐的接口设置在所述实验罐的罐体上部，所述进气管道上设有所述进气阀，所述进气管道的气体出口设置在所述实验罐的底部，所述出气管道上设有止逆阀，所述实验罐上设有可升降氧探头接口，所述可升降氧探头通过所述可升降氧探头接口设置在所述实验罐...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宏鹏，姚存峰，王志光，彭天骥，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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