【技术实现步骤摘要】
本技术涉及应力腐蚀试验领域，具体是一种高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，用于在高温高压超临界co2(s-co2)介质中管状试样的应力腐蚀测试，采用慢应变速率拉伸试验评价管状试样在s-co2中的应力腐蚀开裂敏感性。
技术介绍
1、随着能源需求的不断增长和对传统能源的限制，核能作为一种清洁、可持续的能源，受到了广泛的研究和应用。在核能领域，s-co2被视为新一代能源动力系统的潜在工质。与现有蒸汽朗肯循环相比，s-co2布雷顿循环具备以下优势：循环效率较高、压缩耗功少、系统体积小、成本较低等。然而，由于s-co2布雷顿循环的设计运行温度较高(500～700℃)，保障其结构材料(主要为铁基合金和镍基合金)在s-co2中的服役安全是s-co2布雷顿循环应用中需要克服的关键问题，也是核用s-co2布雷顿循环系统选材问题的难点。
2、在高温高压(600～700℃，15～25mpa)的服役环境中，s-co2会对金属部件产生高温氧化和渗碳耦合作用，导致材料发生腐蚀失效。此外，材料在s-co2中长期服役后，其塑韧性会显著下降，在外应力的作用下容易发生应力腐蚀开裂失效，严重威胁核电的安全性。因此，开展结构材料在s-co2中的应力腐蚀试验，以获得其抗应力腐蚀开裂的数据，系统评价候选材料在高温高压s-co2中的应力腐蚀敏感性是非常有必要的。然而，目前针对于高温高压s-co2中的应力腐蚀试验大多针对母材，很少针对以包壳管、传热管等管状试样进行评价。由于管状试样由于其加工制备工艺和变形程度与母材存在诸多差异，需要进行系统评价。上述管状试样
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，实现管状试样在高温高压s-co2的慢速率拉伸评价管状试样在s-co2中的应力腐蚀开裂敏感性。
2、本技术的技术方案如下：
3、一种高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，该管状试样夹具包括：拉伸轴、釜体、试样堵栓、基座立柱、管状试样、龙门压管夹、拉伸轴转接头、釜底，具体结构如下：
4、釜体和釜底上下两部分通过紧固螺栓连接形成高压釜，釜体中心设有下端开口的高压釜腔；高压釜腔上下相对设置样品台和拉伸轴转接头，垂直设置的拉伸轴穿设于釜底，其上端部位于高压釜腔下部的中央位置，拉伸轴的下端部与拉伸试验机连接，拉伸轴的上端部插设于拉伸轴转接头下端并通过螺纹进行连接；
5、高压釜腔内相对平行设置两个竖直的基座立柱，基座立柱的中部和上部加工有螺纹，样品台从基座立柱的上方套设于基座立柱，样品台的上下分别安装高度调整螺母于基座立柱上；基座立柱的下端设有固定螺杆，基座立柱下端通过固定螺杆安装于釜底；
6、管状试样沿竖向设置于样品台和拉伸轴转接头之间，通过调节两组水平设置的龙门压管夹对管状试样稳定夹持，其中：管状试样的上端通过一个试样堵栓与一个龙门压管夹连接，所述龙门压管夹通过龙门压管夹固定螺栓安装于样品台底部；管状试样的下端通过另一个试样堵栓与另一个龙门压管夹连接，所述龙门压管夹通过龙门压管夹固定螺栓安装于拉伸轴转接头顶部。
7、所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，两个紧固螺栓按左右对称设置，且尺寸参数完全一致。
8、所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，进气管和排气管分别穿设于釜底且与高压釜腔相连通，进气管上设置进气阀，排气管上设置排气阀。
9、所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，拉伸轴通过o型圈与釜底形成动密封。
10、所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，龙门压管夹分别通过四组龙门压管夹固定螺栓固定在拉伸轴转接头顶部和带有高度调整螺母的样品台底部，四组龙门压管夹固定螺栓对称分布。
11、所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，试样堵栓材质为耐高温橡胶，在管状试样内部两端分别插入两个试样堵栓，试样堵栓外表面粗糙，直径小于管状试样内径，并与管状试样两端之间形成较为紧密的接触。
12、所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，龙门压管夹包括：主框架、压管夹、置管架、固定螺栓孔、龙门夹螺杆、旋盘、导向槽，具体结构如下：
13、主框架的上面安装龙门夹螺杆，龙门夹螺杆的一端与主框架外侧的旋盘连接，龙门夹螺杆的另一端与主框架内侧的压管夹连接；旋盘中心开有螺纹孔，旋盘通过所述螺纹孔与龙门夹螺杆之间螺纹连接；所述主框架的上面开有螺纹孔，龙门夹螺杆与主框架之间通过螺纹连接；龙门夹螺杆另一端的压管夹与龙门夹螺杆连接的一侧开有螺纹孔，压管夹通过所述螺纹孔与龙门夹螺杆连接；
14、主框架的下面设有与主框架一体的置管架，主框架内两侧分别开有与压管夹两端相对应且匹配的导向槽；压管夹与置管架上下相对应，管状试样伸至压管夹与置管架之间，压管夹下端为弧形，置管架上端为弧形。
15、所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，每个龙门压管夹的夹持区域由弧形的压管夹和置管架对接组成，主框架下端两侧分别对称加工有两个固定螺栓孔，使用龙门压管夹固定螺栓将龙门压管夹整体固定在拉伸轴转接头和样品台上。
16、所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，压管夹和置管架与管状试样相接触的内表面设有防滑螺纹，材质硬度低于管状试样。
17、本技术的设计思想是：
18、在高温高压s-co2介质中，针对管状试样进行应力腐蚀测试的需求，设计用于试验机拉伸的夹具，以评估不同管材在s-co2中的应力腐蚀开裂敏感性，为s-co2循环系统的安全运行提供参考数据。本技术的创新点及其协同作用机理如下：
19、创新点一：本技术装置在管状试样内设置了试样堵栓，限制了管状试样夹持位置的颈缩变形，使得在拉伸过程中变形及裂纹优先出现在管状试样的中间部位(标距段)，从而保证了高温高压s-co2慢拉伸速率试验的有效性，并有助于获得可靠的实验结果。
20、创新点二：本技术装置的管状试样夹持区域采用龙门压管夹，能较好地夹持管状试样，使得样品得到更加稳固牢靠的夹持，同时避免了销钉紧固带来的局部应力集中问题。龙门压管夹的设计，方便了试样的更换和调整，并适用于多尺寸的管状试样，提高了试验的效率。
21、本技术的优点及有益效果是：
22、1、本技术装置可用于在高温高压s-co2介质中进行管状试样的应力腐蚀测试，并采用慢应变速率拉伸试验评估管状试样在s-co2中的应力腐蚀开裂敏感性，具有结构简单、操作方便、成本低和实用性强的特点。
23、2、本技术装置在管状试样内设置了试样堵栓，限制了管状试样夹持位置的颈缩变形，使得在慢拉伸过程中变形及裂纹优先出现在管状试样的中间部位，而不是在夹持位置，从本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，其特征在于，该管状夹具包括：拉伸轴、釜体、试样堵栓、基座立柱、管状试样、龙门压管夹、拉伸轴转接头、釜底，具体结构如下：
2.按照权利要求1所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，其特征在于，两个紧固螺栓按左右对称设置，且尺寸参数完全一致。
3.按照权利要求1所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，其特征在于，进气管和排气管分别穿设于釜底且与高压釜腔相连通，进气管上设置进气阀，排气管上设置排气阀。
4.按照权利要求1所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，其特征在于，拉伸轴通过O型圈与釜底形成动密封。
5.按照权利要求1所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，其特征在于，龙门压管夹分别通过四组龙门压管夹固定螺栓固定在拉伸轴转接头顶部和带有高度调整螺母的样品台底部，四组龙门压管夹固定螺栓对称分布。
6.按照权利要求1所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，其特征在于，试样堵栓材质为耐高温橡胶，在管状试样内部两端分别插入两个试样堵栓，试样
7.按照权利要求1所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，其特征在于，龙门压管夹包括：主框架、压管夹、置管架、固定螺栓孔、龙门夹螺杆、旋盘、导向槽，具体结构如下：
8.按照权利要求7所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，其特征在于，每个龙门压管夹的夹持区域由弧形的压管夹和置管架对接组成，主框架下端两侧分别对称加工有两个固定螺栓孔，使用龙门压管夹固定螺栓将龙门压管夹整体固定在拉伸轴转接头和样品台上。
...【技术特征摘要】
1.一种高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，其特征在于，该管状夹具包括：拉伸轴、釜体、试样堵栓、基座立柱、管状试样、龙门压管夹、拉伸轴转接头、釜底，具体结构如下：
2.按照权利要求1所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，其特征在于，两个紧固螺栓按左右对称设置，且尺寸参数完全一致。
3.按照权利要求1所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，其特征在于，进气管和排气管分别穿设于釜底且与高压釜腔相连通，进气管上设置进气阀，排气管上设置排气阀。
4.按照权利要求1所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，其特征在于，拉伸轴通过o型圈与釜底形成动密封。
5.按照权利要求1所述的高温高压超临界二氧化碳腐蚀试验用管状夹具，其特征在于，龙门压管夹分别通过四组龙门压管夹固定螺栓固定在拉伸轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴斌，李南甫，明洪亮，舒茗，王俭秋，韩恩厚，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：新型
国别省市：
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