技術文章
包殼性能檢測設備依托高溫高壓水循環回路,復刻核反應堆堆內的水環境工況,完成鋯合金包殼試樣的腐蝕與應力腐蝕性能試驗,試驗開展可參照 GB/T 37623?2019 等相關國家標準。該設備的核心邏輯是通過精準調控水化學、溫度以及壓力條件,復現材料實際服役環境,從而觀測鋯合金在長期高溫水環境中發生氧化腐蝕的演化規律,試驗結果的可靠性高度依賴溫壓參數與水質組分的控制精度。
環境模擬的物理基礎來自密閉承壓回路系統。儲液單元中的去離子水經過管路輸送進入高壓反應腔體,加熱模塊對介質進行升溫,壓力調控組件維持回路內部壓強穩定,以此構建出高溫高壓的液相環境。系統能夠對水體當中鋰、硼等化學組分進行調配,還原壓水堆內部的水化學條件。鋯合金試樣被安置于專用工裝內部,浸沒在循環介質當中,介質與試樣表面持續發生氧化反應,腐蝕過程隨試驗時長不斷推進。
根據試驗模式的差異,設備可實現靜態釜腐蝕或者動態回路腐蝕。在動態模式下水體保持循環流動,介質成分持續更新;應力腐蝕工況下加載機構可對試樣施加恒定載荷或者恒位移作用力,研究應力與水環境腐蝕耦合作用下材料開裂的傾向。系統傳感器不間斷采集回路溫度、壓力、電導率、pH 等工況信號,全程記錄試驗進程當中各項參數的變化。當長周期試驗結束后,工作人員取出試樣開展增重、氧化層形貌等檢測分析,以此評價鋯合金包殼材料的耐蝕性能。配套的超溫超壓聯鎖機制全程監控回路狀態,保障高壓長時試驗過程的運行安全。
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