一種輻照后rpv鋼0.5t-ct試樣參考溫度t0測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輻照后檢驗(yàn)領(lǐng)域，具體地，涉及一種輻照后RPV鋼〇. 5T-CT試樣參考溫 度T。測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] "安全、高效"是我國核電發(fā)展的方針，安全是核電的生命線，尤其"日本福島事件" 之后，更引起了民眾的高度關(guān)注。在核電安全中反應(yīng)堆壓力容器（RPV)最受重視，它是一回 路冷卻劑壓力邊界的關(guān)鍵部件，裝載著堆芯及堆內(nèi)所有構(gòu)件，密封著一回路冷卻劑并維持 其壓力，對放射性極強(qiáng)的堆芯具有輻射屏蔽作用。RPV的運(yùn)行條件非常惡劣，除了承受高溫、 高壓、流體沖刷、腐蝕等作用外，強(qiáng)烈的中子輻照使材料的性能不斷惡化，特別是大多數(shù)水 冷動(dòng)力堆的壓力容器都是采用低合金體心立方的鐵素體鋼制成的，經(jīng)受中子輻照后將產(chǎn)生 脆化效應(yīng)，如果運(yùn)行溫度、壓力超過限制條件可能誘發(fā)脆性斷裂，后果是非常嚴(yán)重的，所以 RPV材料的輻照脆化效應(yīng)不僅是建造反應(yīng)堆時(shí)考慮的重點(diǎn)，也是在役評(píng)價(jià)、延壽的重要考核 指標(biāo)，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)RPV的狀態(tài)是保證反應(yīng)堆安全且充分發(fā)揮潛力的關(guān)鍵。
[0003] RPV的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)都有嚴(yán)格的要求，RPV完整性評(píng)估直接而有效的方法就是 進(jìn)行輻照監(jiān)督。我國在役核電站RPV輻照監(jiān)督主要采取以夏比沖擊試驗(yàn)及落錘試驗(yàn)為基礎(chǔ) 的參考零塑性溫度RT ndt及其變化值△ RT NDT進(jìn)行評(píng)估，此種方法比較成熟，但相對保守。
[0004] 上世紀(jì)90年代初，芬蘭國立技術(shù)研究院的Wallin Kim等人基于脆性斷裂韌度數(shù) 據(jù)對于韋伯分布模型及最弱鏈理論的符合性開發(fā)了Master Curve方法，這種方法能夠概括 脆性斷裂少量數(shù)據(jù)的隨機(jī)分散性和整體的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性。通過20多年的發(fā)展，以參考溫度T。 為基礎(chǔ)的斷裂韌性主曲線法（Master Curve)方法在RPV完整性評(píng)估中的應(yīng)用正在為世界 各國所接受。主曲線法直接測試材料彈塑性斷裂韌性，只要獲得6個(gè)以上的有效斷裂韌性 數(shù)據(jù)，按科學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法處理便可測出材料的T。值，從而可知在韌脆轉(zhuǎn)變區(qū)不同失效概率 下隨溫度分布的斷裂韌性數(shù)據(jù)。
[0005] 目前，國內(nèi)僅有少數(shù)幾個(gè)單位開展過未輻照彎曲試樣、CT試樣的參考溫度T。測試， 輻照后RPV鋼CT試樣的參考溫度T。測試仍未見報(bào)道?；谝陨显?，開發(fā)了一整套熱室內(nèi) 參考溫度T。測試方法，很好的解決了輻照后RPV鋼0. 5T-CT試樣參考溫度T。測試的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種輻照后RPV鋼0. 5T-CT試樣參考溫度T。測 試方法。
[0007] 本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是： 一種輻照后RPV鋼〇. 5T-CT試樣參考溫度T。測試方法，包括以下步驟： 51、 試樣安裝； 52、 試驗(yàn)執(zhí)行； 53、 試樣預(yù)裂紋檢查； S4、數(shù)據(jù)分析。
[0008] 所述的試樣安裝包括以下子步驟： Sll、通過機(jī)械手，采用COD規(guī)輔助裝卡裝置完成COD規(guī)與試樣的裝卡，其包括以下子步 驟： 5111、 通過機(jī)械手將COD規(guī)放入COD規(guī)輔助裝卡裝置的COD規(guī)裝卡槽中； 5112、 通過機(jī)械手左右兩邊逐步旋入螺桿，將COD規(guī)的規(guī)臂壓緊到接近限位處，使兩個(gè) 規(guī)臂之間的距離小于試樣的卡口寬度； 5113、 通過機(jī)械手將試樣裝入COD規(guī)輔助裝卡裝置的試樣裝卡槽內(nèi)； 5114、 通過機(jī)械手左右兩邊逐步旋出螺桿，將COD規(guī)的規(guī)臂夾緊于試樣卡口的燕尾槽 之間； Sl 15、通過機(jī)械手取下插銷、取下試樣與COD規(guī)，目視檢查COD規(guī)在試樣上的裝卡情 況； 所采用的COD規(guī)輔助裝卡裝置，包括裝載架，裝載架的上部設(shè)置有試樣裝卡槽，裝載架 的下部設(shè)置有COD規(guī)裝卡槽，試樣裝卡槽與COD規(guī)裝卡槽之間的裝載架上設(shè)置有用于容置 COD規(guī)的兩個(gè)規(guī)臂的通道，通道兩通試樣裝卡槽與COD規(guī)裝卡槽，從而COD規(guī)的規(guī)臂從通道 伸入試樣裝卡槽內(nèi)，裝載架上還設(shè)置有一個(gè)從兩個(gè)規(guī)臂的外側(cè)對通道內(nèi)的兩個(gè)規(guī)臂向內(nèi)進(jìn) 行頂壓的預(yù)壓緊裝置。
[0009] 所述的預(yù)壓緊裝置為兩個(gè)分設(shè)置于通道兩側(cè)的螺桿，裝載架上設(shè)置有與螺桿相配 合的螺紋通孔，兩個(gè)螺桿分別穿過對應(yīng)的螺紋通孔伸入通道內(nèi)，螺桿垂直于通道并在旋入 通道的過程中對同側(cè)的COD規(guī)的規(guī)臂形成擠壓。
[0010] 所述的試樣裝卡槽、COD規(guī)裝卡槽和通道均為前開口的凹槽，試樣裝卡槽的底面、 左側(cè)壁和右側(cè)壁圍成與試樣外形尺寸相配合的槽體，并由底面對試驗(yàn)進(jìn)行支撐，從而實(shí)現(xiàn) 對試樣的固定；COD規(guī)裝卡槽的底面、左側(cè)壁和右側(cè)壁圍成與COD規(guī)外形尺寸相配合的槽 體，并由底面對COD規(guī)進(jìn)行支撐，從而實(shí)現(xiàn)對COD的固定，通道貫穿試樣裝卡槽的底面和COD 規(guī)裝卡槽的頂面，從而連通試樣裝卡槽和COD規(guī)裝卡槽。
[0011] 所述的位于COD規(guī)裝卡槽前側(cè)的裝載架上設(shè)置有一個(gè)將COD規(guī)壓緊于COD規(guī)裝卡 槽的插銷，裝載架上設(shè)置有固定插銷的插孔。
[0012] 試樣裝卡槽具有上開口，便于試樣從上部裝載入試樣裝卡槽內(nèi)。
[0013] 兩個(gè)螺桿的外端部均安裝有操作手柄，從而方便螺桿的旋擰。
[0014] 所述的通道內(nèi)設(shè)置有一個(gè)用于輔助預(yù)壓緊的限位塊，其位于兩個(gè)COD規(guī)規(guī)臂之 間，當(dāng)兩個(gè)COD規(guī)規(guī)臂被擠壓至接近限位塊時(shí)，說明兩個(gè)COD規(guī)規(guī)臂到達(dá)限位位置。
[0015] 所述的裝載架底部設(shè)置有底座，裝載架固設(shè)于該底座上，底座質(zhì)量較大，確保裝置 在操作過程中的穩(wěn)定和牢固。
[0016] 使用時(shí)，通過機(jī)械手將COD規(guī)裝入COD規(guī)裝卡槽內(nèi)，然后通過機(jī)械手旋轉(zhuǎn)兩個(gè)螺 桿，將螺桿的端部向通道內(nèi)旋入，進(jìn)而兩個(gè)螺桿分別從兩個(gè)規(guī)臂的外側(cè)分別對相應(yīng)側(cè)的規(guī) 臂向內(nèi)擠壓，減小COD規(guī)兩個(gè)規(guī)臂之間的距離，當(dāng)COD規(guī)兩個(gè)規(guī)臂之間的距離小于試樣的卡 口寬度時(shí)，停止兩個(gè)螺桿的旋入；通過機(jī)械手將試樣裝入試樣裝卡槽內(nèi)，此時(shí)，兩個(gè)規(guī)臂的 端部正位于試樣的卡口內(nèi)部；通過機(jī)械手旋出兩個(gè)螺桿，兩個(gè)規(guī)臂向外側(cè)移動(dòng)，并最終兩個(gè) 規(guī)臂被試樣擋柱，繼續(xù)旋出螺桿直至螺桿不再接觸規(guī)臂，此時(shí)兩個(gè)規(guī)臂之間的反彈力全部 由CT試樣承擔(dān)，這樣就完成了 COD規(guī)與試樣的裝卡。
[0017] S12、采用機(jī)械手完成COD規(guī)、試樣與試驗(yàn)機(jī)的夾頭的鏈接，將試樣與夾頭之間采 用銷釘鏈接。
[0018] 所述的試驗(yàn)執(zhí)行包括以下步驟： 521、 試樣安裝到位后，由試驗(yàn)機(jī)對試樣預(yù)加載0. 2kN~0. 3kN ; 522、 設(shè)定試驗(yàn)溫度，以環(huán)境箱到達(dá)設(shè)定溫度開始計(jì)時(shí)保溫時(shí)間，試樣保溫時(shí)間不少于 60min ； 523、 試驗(yàn)開始前卸載試樣上的預(yù)加載荷，對載荷、COD規(guī)清零，以恒定的位移速率對試 樣進(jìn)行加載，試樣在加載過程中如發(fā)生解理斷裂則試驗(yàn)結(jié)束，如未發(fā)生解理斷裂則加載至 COD規(guī)量程末點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)束。
[0019] 所述的試樣預(yù)裂紋檢查的具體操作為： 531、 室溫以下試驗(yàn)，從環(huán)境箱中取出的試樣應(yīng)首先在無水乙醇中浸泡5min，然后才 可以進(jìn)行后續(xù)檢查；室溫以上試驗(yàn)，從環(huán)境箱中取出的試樣空冷至室溫后才可進(jìn)行后續(xù)檢 查； 532、 采用九點(diǎn)法進(jìn)行預(yù)裂紋長度Aa的測量，同時(shí)判斷是否存在韌性裂紋擴(kuò)展，如發(fā) 現(xiàn)韌性裂紋擴(kuò)展，應(yīng)測量其長度。
[0020] 所述的數(shù)據(jù)分析的具體操作為：對試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算參考溫度T。。
[0021] 所述的試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)包括載荷、COD值，對試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理采用單溫度 法或多溫度法。采用多溫度法時(shí)采用簡易計(jì)算表格代替專用計(jì)算程序完成迭代計(jì)算。
[0022] 所述的步驟S2采用編制的試驗(yàn)程序進(jìn)行試驗(yàn)，其試驗(yàn)流程為： 1) 試驗(yàn)開始：試樣裝卡完畢，試驗(yàn)參數(shù)核對無誤后，開始試驗(yàn)； 2) 試樣加載：以設(shè)定的恒定速率分離上下拉桿，從而實(shí)現(xiàn)對試樣的加載； 3) 數(shù)據(jù)采集：試驗(yàn)全過程中按照設(shè)定的采集頻率實(shí)時(shí)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括載荷、COD 值、試驗(yàn)溫度、位移、試驗(yàn)開始后的計(jì)時(shí)； 4) 試樣破壞：通過試驗(yàn)曲線及試樣斷裂時(shí)的聲音，判斷試樣破壞； 5) 試驗(yàn)結(jié)束：判斷試樣破壞后，結(jié)束試驗(yàn)。
[0023] 綜上，本發(fā)明的有益效果是： 1、本發(fā)明選用輻照后RPV鋼0.5T-CT試樣為研究對象，制定了合理可靠的、在具有極強(qiáng) γ射線的情況下進(jìn)行的參考溫度T。試驗(yàn)測試方法，試驗(yàn)的全過程均采用機(jī)械手進(jìn)行操作， 避免了人員操作過程的輻射受照，滿足輻射防護(hù)要求，完善了輻照后檢驗(yàn)手段和技術(shù)儲(chǔ)備。
[0024] 2、要完成參考溫度Τ。試驗(yàn)必須實(shí)現(xiàn)CT試樣與COD規(guī)的裝卡，COD規(guī)是一種精確的 長度變化值測量儀器，在試驗(yàn)中用于測試試樣裂紋嘴位置的位移變化量，輻照后試樣具有 強(qiáng)烈的放射性，不能徒手操作，必須運(yùn)用熱室內(nèi)的機(jī)械手。僅使用機(jī)械手無法完成CT試樣 與COD規(guī)的裝卡，因?yàn)镃OD規(guī)臂的反彈力很大，機(jī)械手無法施加這么大的力，而且COD規(guī)臂 尖端與CT試樣卡口連接位置的操作空間很小，必須要有一定的定位才能完成，運(yùn)用機(jī)械手 也無法實(shí)現(xiàn)裝卡。
[0025] 而本發(fā)明采用機(jī)械手及COD規(guī)輔助裝卡裝置相配合，順利完成了 COD規(guī)與CT試樣 之間的裝卡，解決了 COD規(guī)與CT試樣之間的裝卡問題，提升了工作效率，減少了操作人員受 照劑量。
[0026] 3、本發(fā)明采用機(jī)械手完成了試樣與夾頭的鏈接，減少了操作人員受照劑量。
[0027] 4、本發(fā)明采用自編的試驗(yàn)流程作為試驗(yàn)程序，減少了軟件費(fèi)用支出。
[0028] 5、本發(fā)明采用簡易表格進(jìn)行原始數(shù)據(jù)處理，提升了計(jì)算過程的可視性，同時(shí)提升 了計(jì)算過程中迭代方程