一种格架弹簧应力腐蚀试验装置的制作方法

本发明具体涉及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装置。

背景技术：

1、应力腐蚀开裂是核电站燃料组件格架弹簧在高温高压水环境中主要的失效模式之一，国际上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。

2、格架弹簧在实际服役过程中承受因燃料包壳插入带来的恒变形载荷，并且受流至振动等影响，还会有微幅振动，因此需要在一定变形叠加微幅振动条件下评估格架弹簧的应力腐蚀敏感性。格架弹簧是一种薄片微小部件，其厚度小于1mm，宽度小于5mm，并且格架弹簧带有多个凹凸结构。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标准试样的应力腐蚀试验的方法，但缺乏适用于格架弹簧这种特殊形状和小尺寸样品的可靠方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明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装置。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

3、一种格架弹簧应力腐蚀试验装置，包括高压釜、加载机、设置在所述高压釜内的上部夹具组件和下部夹具组件，所述加载机用于带动所述上部夹具组件移动，所述上部夹具组件和下部夹具组件分别用于固定燃料包壳和格架弹簧，所述下部夹具组件包括固定在高压釜底部的支板以及与所述支板配合的压板，所述上部夹具组件包括夹板和夹具板，所述夹板贯穿燃料包壳后固定在所述夹具板上。

4、根据本发明的一些优选实施方面，所述支板包括第一固定部、延伸部、第二固定部、支撑部和第一压紧部，所述第一固定部用于将支板固定在所述高压釜内，所述第一压紧部位于所述延伸部的顶端。

5、根据本发明的一些优选实施方面，所述支撑部和/或第一压紧部与所述第二固定部垂直设置。

6、根据本发明的一些优选实施方面，所述第一压紧部用于从格架弹簧的下侧向上压紧，且与格架弹簧的接触点为格架弹簧的点焊位置。

7、根据本发明的一些优选实施方面，所述压板包括第三固定部和第二压紧部，所述第三固定部的一端支撑在支撑部的顶端，另一端设置有所述第二压紧部，所述第二压紧部位于所述第一压紧部的上方，用于与所述第一压紧部配合将格架弹簧夹住。

8、根据本发明的一些优选实施方面，所述第二压紧部与所述第三固定部垂直设置；所述第二固定部、支撑部、第三固定部、第一压紧部、第二压紧部形成矩形。

9、根据本发明的一些优选实施方面，所述第二固定部和第三固定部之间设置有紧固件以将所述支板和压板固定并将格架弹簧夹持。

10、根据本发明的一些优选实施方面，所述第一压紧部和第二压紧部相互靠近的两侧边缘为倒角设置。

11、根据本发明的一些优选实施方面，所述第一压紧部的高度加上第二压紧部的高度及格架弹簧点焊位置的厚度总和，与所述支撑部的高度相同。

12、根据本发明的一些优选实施方面，所述压板的宽度小于支板的宽度。

13、根据本发明的一些优选实施方面，所述第二压紧部的宽度小于第一压紧部的宽度，第三固定部与支撑部相接触的端部的宽度小于支撑部的宽度。

14、根据本发明的一些优选实施方面，所述第二压紧部宽度方向的两端向上延伸形成限位部，以用于将第一压紧部限位在两个限位部之间；所述支撑部宽度方向的两端向上延伸形成限位部，以用于将第三固定部限位在两个限位部之间。

15、根据本发明的一些优选实施方面，包括贯穿所述高压釜顶部的连接杆，所述连接杆的一端与加载机连接，所述连接杆的另一端与所述夹具板固定。

16、根据本发明的一些优选实施方面，所述夹板为柱体，所述柱体的截面为圆的一部分，所述夹板与燃料包壳的内壁相匹配。即所述夹板与燃料包壳内壁贴合的一面为与所述燃料包壳内壁相匹配的圆形一部分。

17、根据本发明的一些优选实施方面，所述夹具板上开设有定位槽，所述定位槽用于容纳和定位燃料包壳，所述定位槽与燃料包壳的外壁相匹配。

18、根据本发明的一些优选实施方面，所述夹板具有矩形的底面和圆弧形的表面；安装时，圆弧形的表面与燃料包壳的内壁贴合。

19、本发明的格架弹簧应力腐蚀试验装置应用于格架弹簧应力腐蚀评价时可以施加一定变形后再叠加微幅振动，分析实际开裂结果可以获得格架弹簧的应力腐蚀敏感性。

20、本发明还提供了一种采用如上所述的格架弹簧应力腐蚀试验装置进行格架弹簧应力腐蚀试验的方法，包括如下步骤：

21、安装应力腐蚀试验装置，将格架弹簧放置于支板的第一压紧部和压板的第二压紧部之间，并固定；

22、驱动加载机，使燃料包壳与格架弹簧接触，使格架弹簧受力变形；设定参数，进行试验；

23、达到设定时间后，结束试验，降温降压，取样分析。

24、由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本发明的有益之处在于：本发明的格架弹簧应力腐蚀试验装置，可以有效固定并施加与格架弹簧实际服役环境相符的加载条件，模拟实际服役环境，在材料、服役环境、应力状态三个应力腐蚀主要影响因素方面模拟格架弹簧服役状态，更为真实的评价格架弹簧应力腐蚀敏感性。

技术特征：

1.一种格架弹簧应力腐蚀试验装置，其特征在于，包括高压釜、加载机、设置在所述高压釜内的上部夹具组件和下部夹具组件，所述加载机用于带动所述上部夹具组件移动，所述上部夹具组件和下部夹具组件分别用于固定燃料包壳和格架弹簧，所述下部夹具组件包括固定在高压釜底部的支板以及与所述支板配合的压板，所述上部夹具组件包括夹板和夹具板，所述夹板贯穿燃料包壳后固定在所述夹具板上。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述支板包括第一固定部、延伸部、第二固定部、支撑部和第一压紧部，所述第一固定部用于将支板固定在所述高压釜内，所述第一固定部和第二固定部分别位于延伸部的两端，所述支撑部和第一压紧部分别位于第二固定部的两端，所述第一压紧部位于所述延伸部的顶端。

3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述支撑部和/或第一压紧部与所述第二固定部垂直设置。

4.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述压板包括第三固定部和第二压紧部，所述第三固定部的一端支撑在支撑部的顶端，另一端设置有所述第二压紧部，所述第二压紧部位于所述第一压紧部的上方且二者位于同一竖直平面内，二者配合用于将格架弹簧夹住。

5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述第二压紧部与所述第三固定部垂直设置；所述第二固定部、支撑部、第三固定部、第一压紧部、第二压紧部形成矩形。

6.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述第二固定部和第三固定部之间设置有紧固件以将所述支板和压板固定并将格架弹簧夹持。

7.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述第一压紧部和第二压紧部相互靠近的两侧边缘为倒角设置。

8.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，包括贯穿所述高压釜顶部的连接杆，所述连接杆的一端与加载机连接，所述连接杆的另一端与所述夹具板固定。

9.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述夹板为柱体，所述柱体的横截面为圆的一部分，所述夹板与燃料包壳的内壁相匹配。

10.根据权利要求9所述的试验装置，其特征在于，所述夹具板上开设有定位槽，所述定位槽用于定位燃料包壳，所述定位槽与燃料包壳的外壁相匹配。

技术总结
本发明公开了一种格架弹簧应力腐蚀试验装置，包括高压釜、加载机、设置在所述高压釜内的上部夹具组件和下部夹具组件，所述加载机用于带动所述上部夹具组件移动，所述上部夹具组件和下部夹具组件分别用于固定燃料包壳和格架弹簧，所述下部夹具组件包括固定在高压釜底部的支板以及与所述支板配合的压板，所述上部夹具组件包括夹板和夹具板，所述夹板贯穿燃料包壳后固定在所述夹具板上。本发明的格架弹簧应力腐蚀试验装置，可以有效固定并施加与格架弹簧实际服役环境相符的加载条件，模拟实际服役环境，在材料、服役环境、应力状态三个应力腐蚀主要影响因素方面模拟格架弹簧服役状态，更为真实的评价格架弹簧应力腐蚀敏感性。

技术研发人员：彭群家,杨志超,向文欣,王永刚,祁磊,谢伟戎,潘洪良,高超,韩姚磊,李维鹏,梅金娜,明庭云,王鹏,蔡振,罗坤杰,牛绍蕊
受保护的技术使用者：苏州热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13