本發(fā)明涉及核電站反應(yīng)堆壓力容器安全運(yùn)行領(lǐng)域,尤其涉及一種核電站反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督試驗(yàn)用的試樣組件以及試驗(yàn)方法。
背景技術(shù):
核電站反應(yīng)堆壓力容器是用于安置核反應(yīng)堆并承受其巨大運(yùn)行壓力的密閉容器,其中包容和支承有堆芯核燃料組件、控制組件、堆內(nèi)構(gòu)件和反應(yīng)堆冷卻劑。其由于長(zhǎng)期服役于強(qiáng)輻照、高溫、高壓環(huán)境,易發(fā)生中子輻照損傷,具體表現(xiàn)為反應(yīng)堆壓力容器鋼輻照脆化過程中強(qiáng)度升高、韌性下降,進(jìn)一步導(dǎo)致反應(yīng)堆壓力容器作用失效。
為了確保反應(yīng)堆壓力容器運(yùn)行的安全性,目前現(xiàn)有技術(shù)中主要通過輻照監(jiān)督的方法來對(duì)反應(yīng)堆壓力容器鋼的輻照損傷程度進(jìn)行監(jiān)控與評(píng)價(jià)。具體實(shí)施方法如下:(1)在核電站首次裝料運(yùn)行之前,在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)部安裝一定數(shù)量的輻照監(jiān)督管,每根輻照監(jiān)督管內(nèi)裝有一定數(shù)量的拉伸、沖擊等力學(xué)性能試樣;(2)根據(jù)輻照監(jiān)督大綱,利用核電站換料檢修的機(jī)會(huì),定期從反應(yīng)堆壓力容器中抽取出上述輻照監(jiān)督管,解剖取出拉伸、沖擊等力學(xué)性能試樣開展力學(xué)性能測(cè)試,獲得輻照監(jiān)督試樣的力學(xué)性能數(shù)據(jù);(3)根據(jù)上述力學(xué)性能數(shù)據(jù)分析反應(yīng)堆壓力容器鋼的輻照損傷程度,進(jìn)而開展反應(yīng)堆壓力容器的結(jié)構(gòu)完整性評(píng)價(jià)。
現(xiàn)有技術(shù)的反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督設(shè)計(jì)中,在輻照監(jiān)督管中按照預(yù)定的數(shù)量比例來設(shè)置拉伸試樣、沖擊試樣、緊湊拉伸試樣以及彎曲試樣,如:拉伸試樣5個(gè)、沖擊試樣15個(gè)、緊湊拉伸試樣6個(gè)以及彎曲試樣1個(gè)。
而上述現(xiàn)有技術(shù)具有如下缺陷:
1、彎曲試樣因尺寸較大,占用了輻照監(jiān)督管內(nèi)寶貴的有限裝載空間(彎曲試樣的尺寸遠(yuǎn)大于緊湊拉伸試樣,一個(gè)彎曲試樣的體積(或占用輻照監(jiān)督管內(nèi)的空間)大約相當(dāng)于13個(gè)緊湊拉伸試樣體積);
2、現(xiàn)有的緊湊拉伸試樣的設(shè)計(jì)方案不能完全滿足斷裂韌性的測(cè)試要求,存在一定的風(fēng)險(xiǎn);
3、沖擊試樣與拉伸試樣的數(shù)量比例設(shè)置還有較大的優(yōu)化空間。
由此可見,上述現(xiàn)有技術(shù)中的輻照監(jiān)督試樣的設(shè)置方式以及緊湊拉伸試樣的設(shè)計(jì)方案均已不能滿足輻照監(jiān)督的要求,因此有必要提供一種新型的用于核電站反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督試驗(yàn)的試樣組件以及試驗(yàn)方法,使其在滿足法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下,對(duì)各種試樣的數(shù)量比例進(jìn)行優(yōu)化,以期獲取更多的、有效的輻照監(jiān)督試樣力學(xué)性能數(shù)據(jù),并且對(duì)現(xiàn)有的緊湊拉伸試樣形狀進(jìn)行改進(jìn),使其能更好的滿足試驗(yàn)要求,減少其在開展斷裂韌性測(cè)試時(shí)存在的風(fēng)險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中問題,本發(fā)明提供了一種新型的核電站反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督試驗(yàn)用的試樣組件和方法,以此來對(duì)各種試樣的數(shù)量比例進(jìn)行優(yōu)化,以期獲取更多的、有效的輻照監(jiān)督試樣力學(xué)性能數(shù)據(jù),并且對(duì)現(xiàn)有的緊湊拉伸試樣形狀進(jìn)行改進(jìn),使其能更好的滿足試驗(yàn)要求,減少其在開展斷裂韌性測(cè)試時(shí)存在的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明就上述技術(shù)問題而提出的技術(shù)方案如下:
一方面,提供了一種試樣組件,用于核電站反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督試驗(yàn),包括:
多個(gè)拉伸試樣,用于獲取反應(yīng)堆壓力容器輻照后材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率和斷面收縮率;
多個(gè)沖擊試樣,用于獲取所述反應(yīng)堆壓力容器輻照后材料的沖擊韌性;
以及多個(gè)緊湊拉伸試樣,用于獲取所述反應(yīng)堆壓力容器輻照后材料的斷裂韌性。
優(yōu)選的,所述緊湊拉伸試樣包括:
試樣主體,所述試樣主體包括相同的第一主體部和第二主體部;所述第一主體部的上部與第二主體部的上部分別具有沿中心軸線對(duì)稱設(shè)置的第一側(cè)面和第二側(cè)面,并形成有一用于引導(dǎo)和容納引伸計(jì)的安放空間;在所述安放空間的兩側(cè)還分設(shè)有沿中心軸線對(duì)稱設(shè)置的,用于與載荷施加單元固定連接的貫穿孔。
優(yōu)選的,所述緊湊拉伸試樣的第一側(cè)面上依次形成有第一斜面、與第一斜面相鄰的第一弧面以及第一弧面相連的第一彎折面;所述第二側(cè)面上依次形成有第二斜面、與第二斜面相鄰的第二弧面以及第二弧面相連的第二彎折面;所述第一斜面與第二斜面、第一弧面與第二弧面、以及第一彎折面與第二彎折面均沿中心軸線對(duì)稱設(shè)置;所述第一側(cè)面和第二側(cè)面從上到下依次形成截面呈等腰梯形的缺口部、圓形部以及底部呈V型的條形缺口部;且所述截面呈等腰梯形的缺口部、圓形部以及底部呈V型的條形缺口部共同形成所述安放空間。
優(yōu)選的,所述試樣主體的前側(cè)面以及后側(cè)面均形成有側(cè)槽,所述側(cè)槽一端與所述底部呈V型的條形缺口部連接,另一端延伸至所述試樣主體前側(cè)面以及后側(cè)面的最下端。
優(yōu)選的,所述載荷施加單元為MTS試驗(yàn)機(jī)。
優(yōu)選的,所述拉伸試樣、沖擊試樣或緊湊拉伸試樣由反應(yīng)堆壓力容器堆芯段母材金屬、焊縫金屬以及熱影響區(qū)材料中的一種或幾種制得。
優(yōu)選的,所述拉伸試樣、沖擊試樣或緊湊拉伸試樣的數(shù)量分別為3-5個(gè)、15-18個(gè)以及6-10個(gè),且所述拉伸試樣、沖擊試樣和緊湊拉伸試樣中的一種或幾種安裝于所述反應(yīng)堆壓力容器的輻照監(jiān)督管內(nèi)。
優(yōu)選的,所述拉伸試樣規(guī)格為110×20×10mm;所述沖擊試樣規(guī)格為55×10×10mm;所述緊湊拉伸試樣規(guī)格為31.8×30×12.7mm。
另一方面,還提供一種核電站反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督試驗(yàn)方法,包括如下步驟:
S1、試樣制備:選取反應(yīng)堆壓力容器堆芯段母材金屬、焊縫金屬以及熱影響區(qū)材料中的一種或幾種,并將其加工成輻照監(jiān)督用試樣;
S2、試樣安裝:在所述反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)設(shè)置多個(gè)輻照監(jiān)督管,將所述輻照監(jiān)督試樣組件安裝于每一所述輻照監(jiān)督管內(nèi);
S3、試樣測(cè)試:根據(jù)輻照監(jiān)督大綱,定期從所述反應(yīng)堆壓力容器中抽取出輻照監(jiān)督管,然后解剖取出所述輻照監(jiān)督管內(nèi)的輻照監(jiān)督試樣組件,開展力學(xué)性能測(cè)試,獲得所述輻照監(jiān)督試樣組件的力學(xué)性能數(shù)據(jù);
S4、結(jié)果評(píng)價(jià):根據(jù)上述力學(xué)性能數(shù)據(jù)結(jié)果分析反應(yīng)堆壓力容器鋼的輻照損傷程度,并對(duì)所述反應(yīng)堆壓力容器的結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
優(yōu)選的,步驟S1中,所述試樣組件包括:
多個(gè)拉伸試樣,用于獲取輻照后材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率和斷面收縮率;
多個(gè)沖擊試樣,用于獲取輻照后材料的沖擊韌性;
以及多個(gè)緊湊拉伸試樣,用于獲取輻照后材料的斷裂韌性。
優(yōu)選的,步驟S2中,所述拉伸試樣、沖擊試樣和緊湊拉伸試樣中的一種或幾種安裝于每一所述輻照監(jiān)督管內(nèi)。
優(yōu)選的,所述緊湊拉伸試樣包括:
試樣主體,所述試樣主體包括相同的第一主體部和第二主體部;所述第一主體部的上部與第二主體部的上部分別具有沿中心軸線對(duì)稱設(shè)置的第一側(cè)面和第二側(cè)面,并形成有一用于引導(dǎo)和容納引伸計(jì)的安放空間;在所述安放空間的兩側(cè)還分設(shè)有沿中心軸線對(duì)稱設(shè)置的,用于與載荷施加單元固定連接的貫穿孔。
優(yōu)選的,所述緊湊拉伸試樣的第一側(cè)面上依次形成有第一斜面、與第一斜面相鄰的第一弧面以及第一弧面相連的第一彎折面;所述第二側(cè)面上依次形成有第二斜面、與第二斜面相鄰的第二弧面以及第二弧面相連的第二彎折面;所述第一斜面與第二斜面、第一弧面與第二弧面、以及第一彎折面與第二彎折面均沿中心軸線對(duì)稱設(shè)置;所述第一側(cè)面和第二側(cè)面從上到下依次形成截面呈等腰梯形的缺口部、圓形部以及底部呈V型的條形缺口部;且所述截面呈等腰梯形的缺口部、圓形部以及底部呈V型的條形缺口部共同形成所述安放空間。
優(yōu)選的,所述試樣主體的前側(cè)面以及后側(cè)面均形成有側(cè)槽,所述側(cè)槽一端與所述底部呈V型的條形缺口部連接,另一端延伸至所述試樣主體前側(cè)面以及后側(cè)面的最下端。
優(yōu)選的,所述載荷施加單元為MTS試驗(yàn)機(jī)。
優(yōu)選的,所述拉伸試樣、沖擊試樣或緊湊拉伸試樣的數(shù)量分別為3-5個(gè)、15-18個(gè)以及6-10個(gè)。
優(yōu)選的,所述拉伸試樣規(guī)格為110×20×10mm;所述沖擊試樣規(guī)格為55×10×10mm;所述緊湊拉伸試樣規(guī)格為31.8×30×12.7mm。
本發(fā)明技術(shù)方案帶來的技術(shù)效果:
1、在滿足法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求,不影響輻照監(jiān)督預(yù)期目的的前提下,取消彎曲試樣,騰出了可觀了裝載空間,對(duì)緊湊拉伸試樣、沖擊試樣與拉伸試樣的裝載數(shù)量做了較大的優(yōu)化調(diào)整,可用于獲得更多的力學(xué)性能參數(shù);
2、對(duì)緊湊拉伸試樣的形狀(如側(cè)槽、缺口形狀、引伸計(jì)安放位置等)做了較大的設(shè)計(jì)改進(jìn),減小其在開展斷裂韌性測(cè)試時(shí)存在的風(fēng)險(xiǎn)。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例一中的試樣組件的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中緊湊拉伸試樣的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明實(shí)施例一中的緊湊拉伸試樣的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明實(shí)施例一提供的緊湊拉伸試樣的俯視圖;
圖5是本發(fā)明實(shí)施例一提供的緊湊拉伸試樣的正視圖;
圖6是本發(fā)明實(shí)施例一提供的緊湊拉伸試樣的仰視圖;
圖7是本發(fā)明實(shí)施例二提供的反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督試驗(yàn)方法流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督試樣中因采用彎曲試樣而導(dǎo)致輻照監(jiān)督管內(nèi)不能布設(shè)更多試樣,各種類型的試樣數(shù)量比例不夠優(yōu)化,且緊湊拉伸試樣的設(shè)計(jì)方案不能完全滿足斷裂韌性的測(cè)試要求,存在一定的風(fēng)險(xiǎn)的缺陷,提供了一種新型的核電站反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督試驗(yàn)用的試樣組件以及方法,以此來對(duì)各種試樣的數(shù)量比例進(jìn)行優(yōu)化,以期獲取更多的、有效的輻照監(jiān)督試樣力學(xué)性能數(shù)據(jù),并且對(duì)現(xiàn)有的緊湊拉伸試樣形狀進(jìn)行改進(jìn),使其能更好的滿足試驗(yàn)要求,減少其在開展斷裂韌性測(cè)試時(shí)存在的風(fēng)險(xiǎn)。其核心思想是:1)在輻照監(jiān)督管中取消了彎曲試樣的布置,以此來騰出裝載空間,用于容納其他類型的試樣,并優(yōu)化了各試樣的數(shù)量比例;以此來取得更為豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù);同時(shí)對(duì)現(xiàn)有緊湊拉伸試樣的形狀(如側(cè)槽、缺口形狀、引伸計(jì)安放位置等)做了較大的設(shè)計(jì)改進(jìn),減少其在開展開展斷裂韌性測(cè)試時(shí)存在的風(fēng)險(xiǎn)。
實(shí)施例一:
圖1示出了本發(fā)明提供的一種試樣組件的結(jié)構(gòu)示意圖,該試樣組件用于華龍一號(hào)核電反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督試驗(yàn),包括:
多個(gè)拉伸試樣200,用于獲取輻照后材料的多種力學(xué)參數(shù),其中包括:抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率和斷面收縮率;
多個(gè)沖擊試樣300,用于獲取輻照后材料的沖擊韌性,具體的,可通過沖擊試樣獲得韌脆轉(zhuǎn)變曲線,進(jìn)一步從該曲線上提取出上平臺(tái)能量數(shù)值以及與41J(或者56J,68J)對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)值,用于后續(xù)的分析計(jì)算;
以及多個(gè)緊湊拉伸試樣400,用于獲取輻照后材料的斷裂韌性;
所述拉伸試樣200、沖擊試樣300和緊湊拉伸試樣400中的一種或幾種安裝于所述反應(yīng)堆壓力容器的輻照監(jiān)督管內(nèi);
具體的,所述輻照監(jiān)督管包括兩個(gè)半槽殼100組成的方形管體,所述方形管體內(nèi),從上部到下部,按照實(shí)際需要設(shè)置有若干沖擊試樣300、若干緊湊拉伸試樣400以及若干拉伸試樣200,三種試樣均用于輻照監(jiān)督試驗(yàn),且按照首尾相接的方式依次排列;進(jìn)一步的,設(shè)置完上述三種試樣后,所述方形管體下部由底塞500焊接封堵,上部由頂塞600焊接封堵;封堵完畢后,在所述方形管體上部靠近頂塞600處開設(shè)通氣孔,用于向所述方形管體內(nèi)充氦氣,所述充氣完畢后采用密封塞700對(duì)所述通氣孔進(jìn)行焊接密封;所述拉伸試樣200、沖擊試樣300或緊湊拉伸試樣400由反應(yīng)堆壓力容器堆芯段母材金屬、焊縫金屬以及熱影響區(qū)材料中的一種或幾種制得。
優(yōu)選的,所述拉伸試樣200、沖擊試樣300或緊湊拉伸試樣400的數(shù)量分別為3-5個(gè)、15-18個(gè)以及6-10個(gè),在本實(shí)施例中,所述拉伸試樣200、沖擊試樣300或緊湊拉伸試樣400的數(shù)量分別為5個(gè)、18個(gè)以及10個(gè),并且所述拉伸試樣200規(guī)格為110×20×10mm;所述沖擊試樣300規(guī)格為55×10×10mm;所述緊湊拉伸試樣400規(guī)格為31.8×30×12.7mm。
需要說明的是,本實(shí)施例中,所述輻照監(jiān)督管內(nèi)不布設(shè)彎曲試樣,表1示出了在反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督試驗(yàn)中,本發(fā)明的試樣組件設(shè)置方式與現(xiàn)有技術(shù)的試樣組件設(shè)置方式對(duì)比。
表1:
由于輻照監(jiān)督管內(nèi)的有效裝載空間尺寸限制,導(dǎo)致可裝載的輻照監(jiān)督試樣的數(shù)量非常有限,因此在設(shè)計(jì)輻照監(jiān)督試樣的裝載方案時(shí)需基于下述因素充分論證:
(1)滿足法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)(ASTM E185)的要求;
(2)在試樣數(shù)量上,應(yīng)在有限的空間內(nèi)盡量多裝載;
(3)在各類試樣數(shù)量比例設(shè)置上,應(yīng)充分優(yōu)化,確保發(fā)揮出最大的整體效益。
由表1中可以看出,現(xiàn)有技術(shù)中,由于采用了體積尺寸較大的彎曲試樣,因此布設(shè)的拉伸試樣、沖擊試樣以及緊湊拉伸試樣的總數(shù)僅為26,且試樣所占的總體積為429024.8mm3;而本發(fā)明中取消了彎曲試樣的設(shè)置,由此騰出了輻照監(jiān)督管內(nèi)的空間,因此布設(shè)的拉伸試樣、沖擊試樣以及緊湊拉伸試樣的總數(shù)增加為33,試樣總數(shù)較現(xiàn)有技術(shù)增加了約27%,且試樣所占的總體積為330158mm3,試樣總體積較現(xiàn)有技術(shù)減少了約23%,輻照監(jiān)督管內(nèi)的可利用空間相對(duì)增加。
測(cè)試緊湊拉伸試樣可以獲得J阻力曲線,并可根據(jù)該曲線推導(dǎo)出JIC,KIC值;而測(cè)試彎曲試樣可獲得KIC值。由此可見,可以通過測(cè)試緊湊拉伸試樣獲得之前測(cè)試彎曲試樣時(shí)所獲得的信息(比如斷裂韌性參數(shù),KIC),即,即使取消彎曲試樣設(shè)置,但是通過測(cè)試緊湊拉伸試樣仍然可以獲得通過測(cè)試彎曲試樣獲得的信息。
此外,為了獲取更為全面、完整以及豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù),空間有限的輻照監(jiān)督管內(nèi)設(shè)置的試樣數(shù)量越多越好,尤其是沖擊試樣與緊湊拉伸試樣,兩者設(shè)置的數(shù)量越多,測(cè)試獲得的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度越高,因此在設(shè)計(jì)上要求盡可能的多放置這兩種試樣。
而從表1的數(shù)據(jù)中的可以直接看出,本發(fā)明中由于取消了彎曲試樣,因此使得輻照監(jiān)督管內(nèi)的可利用空間大幅增加,沖擊試樣的數(shù)量由原來的15個(gè)增加到18個(gè)(增幅20%),緊湊試樣的數(shù)量由6個(gè)增加到10個(gè)(增幅約67%),沖擊試樣與緊湊拉伸試樣數(shù)量的大幅增加無疑有助于提高測(cè)試獲得的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度,同時(shí)緊湊拉伸試樣的大幅增加還可以抵消取消彎曲試樣后的影響,通過測(cè)試上述緊湊拉伸試樣即可完全獲得測(cè)試彎曲試樣的信息。進(jìn)一步的,本發(fā)明在取消了彎曲試樣,增加了沖擊試樣以及緊湊拉伸式樣數(shù)量的前提下,其試樣所占的總體積仍然較現(xiàn)有技術(shù)減少了23%,由此可以預(yù)見的是,本發(fā)明的技術(shù)方案可以極大的增加輻照監(jiān)督管內(nèi)的可利用空間,所述輻照監(jiān)督管內(nèi)仍然可以有足夠的空間來添設(shè)拉伸試樣、沖擊試樣以及緊湊拉伸式樣的數(shù)量,以期獲得更為豐富、準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
其次,圖2示出了現(xiàn)有緊湊拉伸試樣的結(jié)構(gòu)示意圖,其包括:主體1,所述主體1兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有圓孔2,所述圓孔2用于與載荷施加單元固定連接,所述載荷施加單元通過所述圓孔對(duì)所述主體施加載荷;所述主體上1開設(shè)有缺口部3,所述缺口部3可以引導(dǎo)并容納引伸計(jì),所述引伸計(jì)用于在所述緊湊拉伸試樣被施加載荷時(shí),檢測(cè)監(jiān)測(cè)所述緊湊拉伸試樣的力學(xué)參數(shù)變化情況。
而由于輻照監(jiān)督試樣是在核電站首次裝料運(yùn)行之前全部裝載完畢,基于現(xiàn)有的設(shè)備與技術(shù)水平,后續(xù)在力學(xué)性能測(cè)試環(huán)節(jié)又不具備對(duì)試樣進(jìn)行再加工優(yōu)化與返修的能力。因此,尤其是緊湊拉伸試樣的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮到后續(xù)測(cè)試過程中可能存在的各類風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)該缺陷,本實(shí)施例給出了對(duì)于現(xiàn)有緊湊拉伸試樣進(jìn)行改進(jìn)的方案,圖3即示出了本發(fā)明中緊湊拉伸試樣的結(jié)構(gòu)圖:
所述緊湊拉伸試樣400包括:
試樣主體,其包括相同的第一主體部4和第二主體部5;所述第一主體部4的上部與第二主體部5的上部分別具有沿中心軸線對(duì)稱設(shè)置的第一側(cè)面6和第二側(cè)面7,并形成有一用于引導(dǎo)和容納引伸計(jì)的安放空間;在所述安放空間的兩側(cè)還分設(shè)有沿中心軸線對(duì)稱設(shè)置的,用于與載荷施加單元固定連接的貫穿孔8和9,本實(shí)施例中,所述載荷施加單元為MTS試驗(yàn)機(jī)。
優(yōu)選的,所述緊湊拉伸試樣400的第一側(cè)面6上依次形成有第一斜面10、與第一斜面10相鄰的第一弧面11以及第一弧面11相連的第一彎折面12;所述第二側(cè)面7上依次形成有第二斜面13、與第二斜面13相鄰的第二弧面14以及第二弧面14相連的第二彎折面15;所述第一斜面10與第二斜面13、第一弧面11與第二弧面14、以及第一彎折面12與第二彎折面15均沿中心軸線對(duì)稱設(shè)置;所述第一側(cè)面6和第二側(cè)面7從上到下依次形成截面呈等腰梯形的缺口部、圓形部以及底部呈V型的條形缺口部;且所述截面呈等腰梯形的缺口部、圓形部以及底部呈V型的條形缺口部共同形成所述安放空間。
需要說明的是,本發(fā)明的引伸計(jì)可安放在所述貫穿孔8和9原點(diǎn)的連線上,
這樣,所述引伸計(jì)的安放位置將由試樣端面調(diào)整到載荷加載線上(即上述所述貫穿孔8和9原點(diǎn)的連線上),該種設(shè)置方式可通過引伸計(jì)直接測(cè)試獲得試驗(yàn)時(shí)試樣缺口的張開位移,進(jìn)而繪制得到載荷-裂紋張開位移曲線,否則,引伸計(jì)測(cè)試獲得的是試樣端面的變形位移,進(jìn)一步則需要根據(jù)幾何相似的原理計(jì)算試樣缺口的張開位移,步驟繁瑣,且精確度低,尤其是當(dāng)試樣缺口張開量較大時(shí),此時(shí)試樣已顯著變形,上述幾何相似的原理則不再適用。
優(yōu)選的,所述試樣主體的前側(cè)面以及后側(cè)面均形成有側(cè)槽16,所述側(cè)槽16一端與所述底部呈V型的條形缺口部連接,另一端延伸至所述試樣主體前側(cè)面以及后側(cè)面的最下端。
圖4-6分別示出了本發(fā)明中的緊湊拉伸試樣的俯視圖、正視圖以及仰視圖。
從圖4,6中可以看出,所述側(cè)槽16可以優(yōu)選為V型,且相對(duì)于所述緊湊拉伸試樣400的縱切面對(duì)稱設(shè)置在所述緊湊拉伸試樣400的試樣主體的前側(cè)面以及后側(cè)面上。
本發(fā)明提供的緊湊拉伸試樣中增加所述側(cè)槽16的作用如下:
1)相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中無側(cè)槽的緊湊拉伸試樣,本發(fā)明緊湊拉伸試樣中設(shè)置的側(cè)槽可增加約束的程度,有利于在預(yù)制裂紋時(shí),產(chǎn)生的裂紋前緣能獲得更為均勻的應(yīng)力狀態(tài)分布和抑制剪切唇的擴(kuò)展;
2)預(yù)制裂紋后,所述側(cè)槽有助于消除裂紋前緣的非線性部分,減少初始裂紋的彎曲部分,可控制在矩形截面的緊湊拉伸試樣中的裂紋尖端平直度,使其進(jìn)一步滿足對(duì)于裂紋尖端平直度的要求;
3)增加所述側(cè)槽后,將更有利于試驗(yàn)過程滿足Pmax/PQ的要求(注:Pmax為試驗(yàn)時(shí)對(duì)試樣施加的最大載荷,PQ為裂紋失穩(wěn)擴(kuò)張的臨界載荷,標(biāo)準(zhǔn)要求Pmax/PQ≤1.10,進(jìn)一步可確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性;而現(xiàn)有的無側(cè)槽的緊湊拉伸試樣獲得有效試驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)困難;
4)由于試樣的微觀組織結(jié)構(gòu)與取向,沒有側(cè)槽的緊湊拉伸試樣可能表現(xiàn)出裂紋隧道效應(yīng),從而導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)更分散,而所述側(cè)槽有助于保持在平面應(yīng)變條件下裂紋以平面方式擴(kuò)展,保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)高度集中且有效。
實(shí)施例二:
如圖7所示,本發(fā)明提供了一種反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督試驗(yàn)方法,該方法同樣用于華龍一號(hào)核電反應(yīng)堆壓力容器輻照監(jiān)督試驗(yàn),包括如下步驟:
S1、試樣制備:選取反應(yīng)堆壓力容器堆芯段母材金屬、焊縫金屬以及熱影響區(qū)材料中的一種或幾種,并將其加工成輻照監(jiān)督用試樣;
S2、試樣安裝:在上述反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)設(shè)置多個(gè)輻照監(jiān)督管,將上述輻照監(jiān)督試樣組件安裝于每一所述輻照監(jiān)督管內(nèi);
S3、試樣測(cè)試:根據(jù)輻照監(jiān)督大綱,定期從所述反應(yīng)堆壓力容器中抽取出輻照監(jiān)督管,然后解剖取出所述輻照監(jiān)督管內(nèi)的輻照監(jiān)督試樣組件,開展力學(xué)性能測(cè)試,獲得所述輻照監(jiān)督試樣組件的力學(xué)性能數(shù)據(jù);
S4、結(jié)果評(píng)價(jià):根據(jù)上述力學(xué)性能數(shù)據(jù)結(jié)果分析反應(yīng)堆壓力容器鋼的輻照損傷程度,并對(duì)所述反應(yīng)堆壓力容器的結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
其中輻照監(jiān)督試樣組件的類型、數(shù)量以及結(jié)構(gòu)均與實(shí)施例相同。
綜上所述,本發(fā)明在輻照監(jiān)督管中取消了彎曲試樣的布置,以此來騰出裝載空間,用于容納其他類型的試樣,并優(yōu)化了各試樣的數(shù)量比例;以此來取得更為豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù);同時(shí)對(duì)現(xiàn)有緊湊拉伸試樣的形狀(如側(cè)槽、缺口形狀、引伸計(jì)安放位置等)做了較大的設(shè)計(jì)改進(jìn),減少其在開展開展斷裂韌性測(cè)試時(shí)存在的風(fēng)險(xiǎn)。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成,也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成,所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中,上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器,磁盤或光盤等。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。