一種管件蠕變性能測(cè)試用近服役環(huán)境模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管件蠕變性能測(cè)試用近服役環(huán)境模擬裝置，屬管件尤其是火電管件力學(xué)性能、腐蝕氧化性能等測(cè)試分析領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]固體材料在一定溫度下，保持應(yīng)力不變時(shí)，應(yīng)變隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象稱為蠕變。材料的蠕變行為是時(shí)間、應(yīng)力、溫度共同作用的結(jié)果，只要作用的時(shí)間足夠長(zhǎng)，蠕變?cè)趹?yīng)力遠(yuǎn)小于彈性極限時(shí)也能出現(xiàn)。同樣，材料的蠕變行為在低溫下也會(huì)發(fā)生，但只有達(dá)到一定的溫度才能變得顯著，該溫度稱為材料的蠕變溫度?；痣?、核電等領(lǐng)域長(zhǎng)時(shí)高溫受載條件下工作的構(gòu)件，蠕變損傷是其主要的失效形式，材料的蠕變壽命是材料研發(fā)、構(gòu)件設(shè)計(jì)、壽命預(yù)測(cè)和可靠性評(píng)估必須參考的基本高溫力學(xué)性能之一。
[0003]除溫度應(yīng)力作用下的正常的長(zhǎng)時(shí)蠕變損傷外，對(duì)于火電、核電領(lǐng)域的高溫管道而言，在其蠕變壽命內(nèi)，還面臨著管道內(nèi)的蒸氣氧化，管道外的煙氣腐蝕以及管道焊接接頭的開(kāi)裂的等嚴(yán)重的失效問(wèn)題。管道的腐蝕、氧化以及焊接接頭的弱化會(huì)影響管道的蠕變壽命，同時(shí)管道的蠕變變形也會(huì)加速管道的氧化、腐蝕以及焊接接頭的弱化，因此，利用常規(guī)簡(jiǎn)單高溫條件下的材料蠕變壽命還不能準(zhǔn)確的反映管件的真實(shí)壽命極限。根據(jù)管道的實(shí)際服役環(huán)境，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能夠模擬其內(nèi)部高溫水蒸氣、外部高溫?zé)煔猸h(huán)境的縮比或?qū)嶋H尺寸管道蠕變加載設(shè)備，進(jìn)行其近服役環(huán)境下的蠕變持久性能測(cè)試分析，對(duì)火電、核電等管件的壽命預(yù)測(cè)和可靠性評(píng)估有著非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種管件蠕變性能測(cè)試用近服役環(huán)境模擬裝置，環(huán)境模擬裝置利用管件試樣本身作為其內(nèi)部水蒸氣環(huán)境爐管，管道試樣外配置煙氣環(huán)境箱和高溫加熱爐，通過(guò)溫度、水蒸氣、煙氣控制系統(tǒng)共同作用模擬火電、核電等領(lǐng)域用關(guān)鍵高溫管道的真實(shí)服役環(huán)境，并與蠕變?cè)囼?yàn)主機(jī)連接，進(jìn)行管件試樣近服役環(huán)境下的蠕變、疲勞以及氧化腐蝕等性能測(cè)試分析。
[0005]—種管件蠕變性能測(cè)試用近服役環(huán)境模擬裝置，所述管件近服役環(huán)境模擬裝置包括:加熱爐、水蒸氣環(huán)境組件、煙氣環(huán)境組件、蠕變加載組件和蠕變變形測(cè)量組件，所述煙氣環(huán)境組件部分設(shè)置于所述加熱爐內(nèi)，所述水蒸氣環(huán)境組件部分設(shè)置于所述煙氣環(huán)境組件內(nèi)，所述蠕變加載組件與所述水蒸氣環(huán)境組件連接，所述蠕變測(cè)量組件與所述水蒸氣環(huán)境組件連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述水蒸氣環(huán)境組件包括:水蒸氣環(huán)境爐管、水蒸氣發(fā)生器、水蒸氣預(yù)加熱裝置、水蒸氣進(jìn)氣管、水蒸氣出氣管和水蒸氣出水管，所述水蒸氣發(fā)生器、水蒸氣進(jìn)氣管、水蒸氣環(huán)境爐管順次連接，所述水蒸氣預(yù)加熱裝置貼設(shè)于水蒸氣進(jìn)氣管外側(cè)，所述水蒸氣出氣管一端與所述水蒸氣環(huán)境爐管上端連接，所述水蒸氣出氣管另一端延伸至外部大氣環(huán)境中，所述水蒸氣出水管一端與所述水蒸氣環(huán)境爐管下端連接，所述水蒸氣出水管另一端延伸至外部大氣環(huán)境中。
[0007]進(jìn)一步的，所述煙氣環(huán)境組件包括:煙氣環(huán)境箱、煙氣混合裝置、煙氣進(jìn)氣管與煙氣出氣管，所述煙氣混合裝置、煙氣進(jìn)氣管、煙氣環(huán)境箱順次連接，所述煙氣出氣管一端與所述煙氣環(huán)境箱上端連接，所述煙氣出氣管另一端延伸至外部大氣環(huán)境中。
[0008]進(jìn)一步的，所述煙氣環(huán)境箱兩端采用法蘭密封，所述上法蘭采用雙法蘭設(shè)計(jì)，兩套法蘭中間以波紋管連接，所述上下法蘭中心設(shè)有管道夾具出口孔，所述煙氣環(huán)境箱外側(cè)設(shè)有所述加熱爐，所述水蒸氣環(huán)境爐管設(shè)置于所述煙氣環(huán)境箱內(nèi)。
[0009]進(jìn)一步的，所述水蒸氣環(huán)境爐管為管件試樣。
[0010]進(jìn)一步的，所述蠕變加載組件包括:管道夾具上接頭與管道夾具下接頭、蠕變?cè)囼?yàn)主機(jī)上拉桿和蠕變?cè)囼?yàn)主機(jī)下拉桿，所述管道夾具上接頭與管道夾具下接頭分別設(shè)置于所述水蒸氣環(huán)境爐管的兩端，所述管道夾具穿過(guò)煙氣管道法蘭與蠕變?cè)囼?yàn)主機(jī)上下拉桿連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述蠕變變形測(cè)量組件包括:高溫引伸桿、波紋管和位移計(jì)，所述高溫引伸桿一端設(shè)置于所述煙氣環(huán)境箱內(nèi)與所述水蒸氣環(huán)境爐管外壁連接，所述高溫引伸桿另一端通過(guò)波紋管延伸至煙氣環(huán)境箱外與位移計(jì)連接。
[0012]與常規(guī)蠕變持久試驗(yàn)機(jī)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)在于:通過(guò)大氣加熱爐、水蒸氣以及煙氣環(huán)境發(fā)生和控制系統(tǒng)地有效配合，管件蠕變性能測(cè)試用近服役環(huán)境模擬裝置可實(shí)現(xiàn)火電、核電等領(lǐng)域用關(guān)鍵管道高溫水蒸氣氧化和煙氣腐蝕等服役環(huán)境的模擬，并與蠕變持久試驗(yàn)機(jī)加載主機(jī)連接，完成管件試樣近服役環(huán)境下的蠕變持久性能測(cè)試以及受力情況下高溫氧化、煙氣腐蝕以及管件結(jié)構(gòu)失效等性能分析。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1本發(fā)明近服役環(huán)境模擬裝置剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2本發(fā)明近服役環(huán)境模擬裝置左視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本發(fā)明有更好的了解，在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0016]如圖1-2所示，一種管件蠕變性能測(cè)試用近服役環(huán)境模擬裝置，所述管件蠕變性能測(cè)試用近服役環(huán)境模擬裝置主要針對(duì)火電、核電等領(lǐng)域用關(guān)鍵高溫管道近服役環(huán)境下的蠕變持久及氧化腐蝕等性能測(cè)試，所述管件近服役環(huán)境模擬裝置包括:加熱爐1、水蒸氣環(huán)境組件2、煙氣環(huán)境組件3、蠕變加載組件4和蠕變變形測(cè)量組件5，所述煙氣環(huán)境組件3部分設(shè)置于所述加熱爐1內(nèi)，所述水蒸氣環(huán)境組件2部分設(shè)置于所述煙氣環(huán)境組件3內(nèi)，所述蠕變加載組件4與所述水蒸氣環(huán)境組件2連接，所述蠕變變形測(cè)量組件5與所述水蒸氣環(huán)境組件2連接。
[0017]所述水蒸氣環(huán)境組件2包括:水蒸氣環(huán)境爐管21、水蒸氣發(fā)生器22、水蒸氣預(yù)加熱裝置23、水蒸氣進(jìn)氣管24、水蒸氣出氣管25和水蒸氣出水管26，所述水蒸氣發(fā)生器22、水蒸氣進(jìn)氣管24、水蒸氣環(huán)境爐管21順次連接，所述水蒸氣預(yù)加熱裝置23貼設(shè)于水蒸氣進(jìn)氣管24外側(cè)，所述水蒸氣出氣管25—端與所述水蒸氣環(huán)境爐管21上端連接，所述水蒸氣出氣管25另一端延伸至外部大氣環(huán)境中，所述水蒸氣出水管26—端與所述水蒸氣環(huán)境爐管21下端連接，所述水蒸氣出水管26另一端延伸至外部大氣環(huán)境中，所述水蒸氣環(huán)境爐管21為管件試樣，水蒸氣發(fā)生器22出來(lái)的過(guò)熱水蒸氣經(jīng)水蒸氣預(yù)加熱裝置23加熱到試驗(yàn)溫度后通過(guò)水蒸氣進(jìn)氣管24送入水蒸氣環(huán)境爐管21中，形成管件試樣內(nèi)水蒸氣環(huán)境，當(dāng)需要放出水蒸氣時(shí)，打開(kāi)水蒸氣出氣管25即可。所述煙氣環(huán)境組