金属保温层抗冲击性能检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种检测装置，尤其涉及一种金属保温层抗冲击性能检测装置。

背景技术：

根据用途的不同，核动力装置冷却剂温度也不相同，但一般能达到两百至三百摄氏度，如核电厂反应堆一回路冷却剂平均温度通常在310℃以上。因此，核动力装置中装载冷却剂的设备，如反应堆压力容器、一回路冷却剂管道等，皆属于高温发热设备。容纳核动力装置的环境平均温度一般要求小于60℃，为了有效地减少核动力装置的热损失，减小高温发热设备的壁面温差和热应力，同时限制核动力装置所处的环境温度在其要求的限值范围内，必须在高温发热设备外壁包覆保温层。

由于核动力装置具有很强的放射性，一般工业管道和容器采用的非金属保温材料(如微孔硅酸钙、超细玻璃棉等)经受长期辐照后会被放射性活化，在拆装时会产生大量的放射性粉尘和固体废物、污染环境、对人体不利、增大放射性管理的费用，保温性能也会有所下降，从而缩短使用寿命。

因此在核电场所中普遍都会使用金属反射型保温层，其主体材料为高反射率、高光洁度的双镜面奥氏体不锈钢薄板和奥氏体不锈钢箔材。与非金属保温层相比，金属保温层更耐辐照，化学稳定性好，不会引起放射性尘埃污染，不会腐蚀被保温设备，清洗方便；模块化结构，装拆方便，使核动力装置具有较好的在役检查可达性。

除了保温、隔热的主要作用之外，金属保温层还应当具有抗冲击的能力，特别是对于内部流通高温高压蒸汽的管道，一旦出现破损高压蒸汽就会快速外泄而造成严重的安全事故，而破损后掉落的碎片也可能会落入地坑滤网中而造成滤网堵塞。假如金属保温层能够承受住破损事故时的气体冲击，就可以为安全人员争取更多的抢修时间，大大的提高了安全系数。同时，金属保温层在受到冲击时保持结构完整性还可以避免地坑滤网堵塞的问题。

由上可见金属保温层的抗冲击性能也非常重要，但是目前并没有相关设备能够在金属保温层投入实际使用前对金属保温层进行性能检测，以确保其能够满足应用需求，本方案的目的正在于填补这一空白。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可对金属保温层的抗冲击性能进行检测的装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种金属保温层抗冲击性能检测装置，包括高压供气设备、通过管路与所述高压供气设备连通的喷嘴、设置在所述管路上并控制所述管路通断的触发机构以及与所述喷嘴相邻设置的安装机构，所述安装机构包括供试品定位的安装件，所述喷嘴朝向所述安装件，所述安装件和/或所述试品上装设测压元件。

本检测装置中设有高压供气设备、喷嘴以及安装机构，将待检测的试品定位在安装件上，通过触发机构将喷嘴与高压供气设备之间的管路连通，则高压气体能够在短时间内从喷嘴喷出到试品上，从而模拟出金属保温层被高压气体冲击时的状况，以此检测金属保温层是否能满足实际应用要求，并可通过安装件和/或试品上装设的多个测压元件检测冲击压力值以及不同区域的压力值分布，有利于收集破坏临界压力等参数，为金属保温层的抗冲击性能验证及研发提供数据支持。

较佳地，所述高压供气设备包括高压气罐，所述管路的一端连接于所述高压气罐的出口，所述喷嘴连接于所述管路的另一端。高压气罐可储存气体并将气体保持于高压状态，能够为喷嘴提供足够的气源。

具体地，所述高压供气设备还包括与所述高压气罐的入口连通的充注气机构。充注气机构的作用是为高压气罐补充高压气体。

较佳地，所述触发机构包括快速启动阀门。利用快速启动阀门能够实现管路的快速连通，进而实现喷嘴处高压气体的快速喷出。

较佳地，所述安装件为可供所述试品套于其上的圆管结构。金属保温层一般用于圆形管，因此做成圆形后可方便地安装到圆管结构的安装件上。

较佳地，所述安装机构还包括导轨与滑动座，所述滑动座于所述导轨上滑动而靠近或远离所述喷嘴，所述安装件安装于所述滑动座上。安装件安装在滑动座上因此可于导轨上来回滑动，即能够实现试品的位置调节，改变其与喷嘴的距离大小，从而在不同的距离条件下进行检测，便于得到更多样化的样本数据。

具体地，所述安装机构还包括U型螺栓，所述U型螺栓套于所述安装件并穿过所述滑动座后被锁紧于所述滑动座。

具体地，所述安装机构还包括邻设于所述导轨并与所述导轨同向延伸的标尺。设置标尺能够直观地看出目前滑座、安装件以及试品所处在的位置。

较佳地，还包括位于所述安装机构一侧的阻挡件，所述安装机构位于所述喷嘴与所述阻挡件之间。阻挡件起到安全防护的作用，用于阻挡破碎后飞出的试品碎片，防止碎片飞溅到远端而对人员造成伤害。

具体地，所述阻挡件由两挡板构成并呈开口朝向所述安装机构的V形结构。V形的阻挡件更有利于收集碎片。

附图说明

图1是本实用新型金属保温层抗冲击性能检测装置的立体图。

图2是金属保温层抗冲击性能检测装置的俯视图。

具体实施方式

下面结合给出的说明书附图对本实用新型的较佳实施例作出描述。

如图1、图2所示，本实用新型提供了一种金属保温层抗冲击性能检测装置(以下简称检测装置)，可将试品9(即待检测的金属保温层试验品)装于其上并对试品9施加冲击力，从而检测试品9的相关性能。本检测装置包括高压供气设备1、管路2、喷嘴3、触发机构4、安装机构5、阻挡件6以及压力测量系统。

喷嘴3通过管路2与高压供气设备1连接，触发机构4设置在管路2上以控制管路2的通、断，安装机构5位于喷嘴3与阻挡件6之间，安装机构5包括有一安装件53，试品9固定在安装件53上，喷嘴3朝向安装件53，即朝向试品9。压力测量系统包括装设在安装件53和/或试品9上的测压元件8(传感器或仪表)。阻挡件6起到防止碎片飞溅的安全防护作用。

具体的，高压供气设备1包括高压气罐11与充注气机构12，充注气机构12位于整个检测装置的起始端，并通过符合压力标准要求的管道与高压气罐11连通而向高压气罐11内输入高压气体，而高压气罐11则具有足够容积与承压能力，能够将气体储存于其中并保持气体压力。充注气机构12一般可采用空气压缩机，或其他能够产生高压气体的装置或设备。充注气机构12需保证符合后续工作需求，如压力值、蓄压时间等，并配置有安全阀门。高压气罐11同样也配置有安全阀门，并且可以设置压力表13以显示压力值，使检测安全、可控，当压力满足检测需求后则停止充注气机构12向高压气罐11的供气。在高压气罐11与充注气机构12之间的管道上还设置有防止气体回流的单向阀门14。

充注气机构12连接于高压气罐11的入口端，管路2连接于高压气罐11的出口端，喷嘴3通过法兰可拆卸地安装于管路2末端，本检测装置可配备有不同口径大小的喷嘴3，在不同测试要求下可便捷地进行拆换。并且在喷嘴3的喉部安装有压力测量仪表，以查看压力是否满足检测要求。

本高压供气设备1的高压气源压力大、容量大、冲击检测范围大，最高冲击压力可达20MPa以上，能够完全涵盖压水堆、沸水堆等金属保温层典型应用场景下的实际射流冲击破坏压力。

触发机构4设置在管路2上，并非是指触发机构4设置于管路2之外围，而是指触发机构4介入到管路2之中，管路2可由两段组成而触发机构4正是连接于两段之间，连接的具体方式也可以是法兰连接。触发机构4包括可远程遥控的快速启动阀门，当快速启动阀门关闭时管路2中的气体被截断，当快速启动阀门开启后气体快速到达喷嘴3处喷出。采用快速启动阀门具有响应快速、开闭快速、密封良好的优点，触发时间≤1s。当检测目的是需将试品9破坏时，还可在触发机构4中设置一爆破片，当快速启动阀门开启后爆破片能够被气体快速吹出而击中试品9。

安装机构5位于喷嘴3的下游，并包括两基座51、两滑座52以及上述的安装件53。两基座51间隔设置，基座51上设有延伸方向大致平行于管路2延伸方向的导轨54，两滑座52分别滑动连接于两基座51上的两导轨54上，滑座52可相对导轨54滑动或定位。安装件53安装在两滑座52之间，因此可通过调整滑座52的位置改变安装件53及其上的试品9到喷嘴3的距离远近，且调节方式为无级、连续调节。较佳的，在基座51上还设有一邻设于导轨54并与导轨54同向延伸的标尺55，标尺55的零刻度与导轨54的前端平齐，通过标尺55可直观到看到试品9所处在的位置。金属保温层一般是设在圆管上，因此也是圆形，故试品9相应的也做成圆形，具体是两个半圆对扣起来的结构。本实施例中安装件53也是圆管结构，其外径一般与试品9的内径相同，使试品9可以直接套于其上而被定位。检测人员事先测量试品9厚度d，并根据检测要求的试品9与喷嘴3出口距离l，可知安装件53管前端与喷嘴3的距离应为d+l。

安装件53横跨于两基座51，其两端分别置于两滑座52上，安装件53大致垂直于导轨54。安装机构5还包括将安装件53固定在滑座52上的紧固件，紧固件具体的是四个U型螺栓57，四个U型螺栓57两两分布于安装件53的两端，U型螺栓57套于安装件53的端部并穿过滑座52后用螺母将U型螺栓57锁紧，从而可以将安装件53固定在滑座52上。对于其他形状结构的试品9，也可以使用不同结构的安装件53来进行定位。可通过在试品9、安装件53上预留下孔、槽以装设前述的测压元件8。滑座52与导轨54之间当然也有相应的锁定机构，比如螺丝锁紧等。

压力检测系统除了测压元件8之外还包括有其他仪表、导线、数据处理模块、电控装置以及信号接收显示器等。仪表可安装在检测装置的任何区域用于查看装置情况，人员可通过信号接收显示器查看测量数据。仪表可使用压力变送器等能输出信号的测量仪表，仪表须经过检定符合要求，数据传输与显示须能与实际压力变化响应同步，无延迟。本方案采用了压力信号高频采集系统，能在短时间内读取大量压力数据，能准确和高频度测量冲击压力及其实时变化情况

阻挡件6位于安装机构5下游的一侧，即安装机构5位于喷嘴3与阻挡件6之间。阻挡件6是由两个挡板构成并呈开口朝向安装机构5的V形结构。V形的结构有利于对试品9上脱落的碎片进行收集。其中的挡板可为多层结构，比如较密的格栅网以及铁丝网搭配构成，能捕捉较小的试品9碎片以及保温层整体样本，防止碎片飞溅。本检测装置的防护设施除了下游的阻挡件6之外，还可以包括设置在高压供气设备1周围的防护墙、设置在喷嘴3两侧的减噪板。

与现有技术相比，本检测装置中设有高压供气设备1、喷嘴3以及安装机构5，将待检测的试品9定位在安装件53上，通过触发机构4将喷嘴3与高压供气设备1之间的管路2连通，则高压气体能够在短时间内从喷嘴3喷出到试品9上，从而模拟出金属保温层被高压气体冲击时的状况，以此检测金属保温层是否能满足实际应用要求，并可通过安装件53和/或试品9上装设的多个测压元件8检测冲击压力值以及不同区域的压力值分布，有利于收集破坏临界压力等参数，为金属保温层的抗冲击性能验证及研发提供数据支持。另外，本装置的测试压力范围较广，可涵盖主流反应堆型的内部压力范围，适用性好。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，其作用是方便本领域的技术人员理解并据以实施，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。