《核電廠金屬材料高溫高壓水中腐蝕疲勞試驗方法》是2018年05月30日實施的一項行業標準。
基本介紹
- 中文名：核電廠金屬材料高溫高壓水中腐蝕疲勞試驗方法
- 外文名：Corrosion fatigue test method in high temperature high pressure water for metallic materials used in nuclear power plants
- 標準編號：T/CNS 4—2018
- 實施日期：2018年05月30日
- 發布日期：2018年03月15日
起草人,起草單位,適用範圍,主要內容,
起草人
韓恩厚、譚季波、吳欣強、張宏偉、白亞奎、王家貞、姜峨、杜東海。
起草單位
中國科學院金屬研究所、核工業標準化研究所、國家電投集團科學技術研究院、 中國核動力研究設計院、上海交通大學。
適用範圍
本標準規定了核電廠高溫高壓水條件下金屬材料試樣軸向應變和位移控制腐蝕疲勞試驗的方法和 相關技術要求。 本標準適用於具有一定標距長度的圓形、矩形橫截面試樣在360 ℃以下水介質中軸向應變和位移控 制腐蝕疲勞試驗。產品構件和其他特殊形狀試樣的高溫高壓水疲勞試驗可參照本標準執行。
主要內容
在本部分編寫過程中，參考了國家標準《GB/T 15248-2008 金屬材料軸向等幅低循環疲勞試驗方法》、《GB/T 3075-2008 金屬材料 疲勞試驗 軸向力控制方法》、《GB/T 20120.1-2006 金屬和合金的腐蝕 腐蝕疲勞試驗 第1部分：循環失效試驗》以及ASTM標準《ASTM E466 Practice for Conducting Force Controlled Constant Amplitude Axial Fatigue Tests of Metallic Materials》、《ASTM E606-04 Standard Practice for Strain-Controlled Fatigue Testing》關於軸向疲勞試驗的相關規定，同時也參考了中國科學院金屬研究所編制的高溫高壓水腐蝕疲勞試驗技術檔案，並結合中國科學院金屬研究所以及國外相關研究機構關於高溫高壓水腐蝕疲勞試驗的實施經驗而制定。具體技術內容說明如下。
(1) 為保證利用標準試樣獲得的疲勞性能能夠代表本體材料的疲勞性能，保證疲勞數據的有效性，規定除構件外，標準疲勞試樣形狀尺寸應滿足相關規定：圓棒狀試樣標距段直徑d最小為6.35 mm，標距段長度L=3d±d，過渡圓弧半徑r=4d±2d；矩形試樣標距段最小厚度T為2.54 mm，標距段長度L=3T±T/2，寬度H=2T，過渡圓弧r=2T±T/2。
(2) 為保證疲勞數據的有效性，規定試樣平行度、垂直度、同軸度一般應優於0.08。
(3) 為方便試樣在高溫高壓水環境中與疲勞試驗機連線，推薦棒狀疲勞試樣採用末端台階連線方式，矩形試樣採用歐姆夾夾持方式。
(4) 為實時控制、監測高溫高壓水溶液的水化學參數，高溫高壓水腐蝕疲勞試驗裝置必須配置循環水迴路，主要包括儲水罐、循環泵、高壓泵、換熱器、預熱器、冷凝器、背壓閥、離子交換樹脂等。儲水罐的出水口通過管路連線循環泵，循環泵的出口分別通過管路連線水化學監測迴路和高溫高壓水迴路。水化學監測迴路上有電導率探頭、溶解氧探頭、pH探頭、離子交換樹脂等，之後返回儲水罐。高溫高壓水迴路設有高壓泵、換熱器、試樣台、高壓釜、冷凝器、背壓閥等，管路的出口連線儲水罐。
(5) 為保證能夠模擬典型輕水堆核電站服役循環水環境，規定高壓釜能夠在280-325oC、8-16.5 MPa高溫高壓水環境下，保持穩定密封並能長期運行。
(6) 為保證試樣在恆溫條件下開展疲勞試驗，規定溫度測量位置處於疲勞試樣標距段附近，溫度波動範圍小於±2℃。
(7) 為保證試驗環境的關鍵水化學參數，需實時精確監測、控制循環水中的溶解氧含量。
(8) 為保證高壓釜內高溫高壓水的水化學參數，規定循環水流速應能夠保證高壓釜內水每小時更換一次，如體積為10L的高壓釜，循環水流速應不小於10L/h.
(9) 為方便疲勞試樣裝卸，應確保高壓釜體積要足夠大，可以安裝試樣台，操作方便。
(10) 為實現對處於高溫高壓水環境中的試樣進行疲勞載入，疲勞載入系統與高壓釜之間應實現動密封連線，並能在高溫高壓水環境下長期穩定運行。
(11) 為保證疲勞試驗過程中的同軸度，疲勞機載入系統、高壓釜、試樣台、試樣夾具等部件必須精密配合，儘量消除連線件之間的間隙，能夠穩定有效夾持疲勞試樣，保證疲勞試樣安裝後同軸度優於0.08 mm。
(12) 為保證開展高溫高壓水低周疲勞試驗的有效性與精確性，規定高溫高壓水腐蝕疲勞試驗裝置應能夠在高溫高壓水環境下實現應變控制或者在位移控制模式下實時精確原位監測疲勞試樣標距段應變。
(13) 為確保順利、安全、有效開展高溫高壓水腐蝕疲勞試驗，規定操作人員應嚴格按照操作規程開展試驗。
(14) 為保證試驗安全，規定高溫高壓水腐蝕疲勞試驗裝置能夠在出水溫度過高時自動報警並關閉系統；在高壓釜入口處安裝爆破閥，使高壓釜內壓力由於故障升高時，進行爆破泄壓；高壓釜內溫度過高時自動報警並關閉系統；高壓釜、預熱器、換熱器等部件泄漏時，能夠自動報警並關閉系統；冷卻水斷流時能夠自動報警。
(15) 為保證試驗裝置的穩定性與可靠性，應按照相關規定定期對疲勞機力感測器、位移感測器、高精度線性可變差動變壓位移感測器、高壓釜熱電偶、預熱器熱電偶、溶解氧探頭、壓力感測器等，進行準確度校正
(16) 為確保試驗數據的有效性，一般每個試驗點需重複3次。
