一種管件蠕變性能測試用近服役環(huán)境模擬裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管件蠕變性能測試用近服役環(huán)境模擬裝置，屬管件尤其是火電管件力學性能、腐蝕氧化性能等測試分析領域。
【背景技術】
[0002]固體材料在一定溫度下，保持應力不變時，應變隨時間延長而增加的現(xiàn)象稱為蠕變。材料的蠕變行為是時間、應力、溫度共同作用的結果，只要作用的時間足夠長，蠕變在應力遠小于彈性極限時也能出現(xiàn)。同樣，材料的蠕變行為在低溫下也會發(fā)生，但只有達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?、核電等領域長時高溫受載條件下工作的構件，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)、構件設計、壽命預測和可靠性評估必須參考的基本高溫力學性能之一。
[0003]除溫度應力作用下的正常的長時蠕變損傷外，對于火電、核電領域的高溫管道而言，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裂的等嚴重的失效問題。管道的腐蝕、氧化以及焊接接頭的弱化會影響管道的蠕變壽命，同時管道的蠕變變形也會加速管道的氧化、腐蝕以及焊接接頭的弱化，因此，利用常規(guī)簡單高溫條件下的材料蠕變壽命還不能準確的反映管件的真實壽命極限。根據(jù)管道的實際服役環(huán)境，設計開發(fā)能夠模擬其內(nèi)部高溫水蒸氣、外部高溫煙氣環(huán)境的縮比或?qū)嶋H尺寸管道蠕變加載設備，進行其近服役環(huán)境下的蠕變持久性能測試分析，對火電、核電等管件的壽命預測和可靠性評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，通過溫度、水蒸氣、煙氣控制系統(tǒng)共同作用模擬火電、核電等領域用關鍵高溫管道的真實服役環(huán)境，并與蠕變試驗主機連接，進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試分析。
[0005]—種管件蠕變性能測試用近服役環(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量組件，所述煙氣環(huán)境組件部分設置于所述加熱爐內(nèi)，所述水蒸氣環(huán)境組件部分設置于所述煙氣環(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，所述蠕變測量組件與所述水蒸氣環(huán)境組件連接。
[0006]進一步的，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、水蒸氣預加熱裝置、水蒸氣進氣管、水蒸氣出氣管和水蒸氣出水管，所述水蒸氣發(fā)生器、水蒸氣進氣管、水蒸氣環(huán)境爐管順次連接，所述水蒸氣預加熱裝置貼設于水蒸氣進氣管外側，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、煙氣進氣管與煙氣出氣管，所述煙氣混合裝置、煙氣進氣管、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計，兩套法蘭中間以波紋管連接，所述上下法蘭中心設有管道夾具出口孔，所述煙氣環(huán)境箱外側設有所述加熱爐，所述水蒸氣環(huán)境爐管設置于所述煙氣環(huán)境箱內(nèi)。
[0009]進一步的，所述水蒸氣環(huán)境爐管為管件試樣。
[0010]進一步的，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、蠕變試驗主機上拉桿和蠕變試驗主機下拉桿，所述管道夾具上接頭與管道夾具下接頭分別設置于所述水蒸氣環(huán)境爐管的兩端，所述管道夾具穿過煙氣管道法蘭與蠕變試驗主機上下拉桿連接。
[0011]進一步的，所述蠕變變形測量組件包括:高溫引伸桿、波紋管和位移計，所述高溫引伸桿一端設置于所述煙氣環(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波紋管延伸至煙氣環(huán)境箱外與位移計連接。
[0012]與常規(guī)蠕變持久試驗機相比，本發(fā)明的特點在于:通過大氣加熱爐、水蒸氣以及煙氣環(huán)境發(fā)生和控制系統(tǒng)地有效配合，管件蠕變性能測試用近服役環(huán)境模擬裝置可實現(xiàn)火電、核電等領域用關鍵管道高溫水蒸氣氧化和煙氣腐蝕等服役環(huán)境的模擬，并與蠕變持久試驗機加載主機連接，完成管件試樣近服役環(huán)境下的蠕變持久性能測試以及受力情況下高溫氧化、煙氣腐蝕以及管件結構失效等性能分析。
【附圖說明】
[0013]圖1本發(fā)明近服役環(huán)境模擬裝置剖視結構示意圖；
圖2本發(fā)明近服役環(huán)境模擬裝置左視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實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。進一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節(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試用近服役環(huán)境模擬裝置，所述管件蠕變性能測試用近服役環(huán)境模擬裝置主要針對火電、核電等領域用關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和蠕變變形測量組件5，所述煙氣環(huán)境組件3部分設置于所述加熱爐1內(nèi)，所述水蒸氣環(huán)境組件2部分設置于所述煙氣環(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、水蒸氣預加熱裝置23、水蒸氣進氣管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、水蒸氣進氣管24、水蒸氣環(huán)境爐管21順次連接，所述水蒸氣預加熱裝置23貼設于水蒸氣進氣管24外側，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出來的過熱水蒸氣經(jīng)水蒸氣預加熱裝置23加熱到試驗溫度后通過水蒸氣進氣管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，當需要放出水蒸氣時，打開水蒸氣出氣管25即可。所述煙氣環(huán)境組