本實用新型專利技術涉及核能與核技術領域，公開了一種液態金屬條件下的材料性能試驗裝置，該裝置包括測試罐、力學加載拉桿和主動冷卻回路；測試罐包括測試罐本體和上部封蓋，上部封蓋蓋合于測試罐的罐口，上部封蓋上設有拉桿孔、進口孔和出口孔；力學加載拉桿一端貫穿拉桿孔置于測試罐內；主動冷卻回路包括進口管、冷凝管和出口管，進口管和出口管分別貫穿進口孔和出口孔，進口管和出口管位于所述測試罐本體內的端口之間通過冷凝管連通，測試時冷凝管位于測試罐內液態金屬的上方，冷凝管內部通有冷凝劑。本實用新型專利技術使液態金屬蒸汽提前在冷凝管表面冷凝，避免進入拉桿和封蓋的密封處，從而降低拉桿密封連接部位卡死的風險，提高測試罐長期工作的穩定性。期工作的穩定性。期工作的穩定性。
【技術實現步驟摘要】
液態金屬條件下的材料性能試驗裝置
[0001]本技術涉及到核能與核
，特別涉及到一種液態金屬條件下的材料性能試驗裝置。
技術介紹
[0002]為了研究不同組分的結構材料在液態純鉛環境的腐蝕與脆化行為，目前普遍采用的技術方案是構建一個高溫測試罐，通過溫度與溶解氧濃度的控制在測試罐內形成一個穩定的液態純鉛環境模擬純鉛快堆堆芯內的純鉛環境。然后將不同組分的結構材料制成測試樣件置于液態純鉛環境內進行動靜態腐蝕、拉伸等與材料性能相關的技術實驗，從而測試與評估不同的結構材料組分在高溫液態純鉛環境內的特性，為純鉛快堆結構材料的選型提供數據參考。
[0003]申請號為201210089601.5的專利技術專利公開了一種液態金屬條件下的材料脆化試驗裝置，這種試驗裝置設置了測試罐來模擬測試樣件在液態金屬環境下的材料性能。但是這種試驗裝置應用到模擬的液態純鉛環境時，溫度普遍在600℃甚至以上的高溫測試罐中會在罐體內引起大量鉛蒸汽的揮發，并在測試罐體上部氣體空間聚集，從而帶來了至少以下兩個技術難點和缺點：
[0004]1.為了實現測試罐內溶解氧濃度的控制，測試罐上部封蓋通常會與多個氣路管道連接，由此必然不可避免地引起鉛蒸汽在氣路管道內的冷凝沉積引起氧控效率的降低，極端情況下會引起氣路管道的堵塞，對測試罐的長期穩定性帶來了嚴重挑戰。而材料腐蝕、慢拉伸等力學性能實驗通常要求較長時間的穩定運行，測試罐的長期穩定運行是開展相關實驗的重要前提條件。
[0005]2.更為重要的是，在測試罐內進行的測試樣件力學拉伸實驗時需要通過一個特定的拉桿裝置給測試樣件加載力學負荷并通過精確測量拉桿的位移測定測試樣件的形變與加載的力學負荷之間的依變關系。因此拉桿裝置與測試罐上部封蓋之間的密封連接部位一方面需要做到良好的密封、另一方面需要能夠做到穩定自由滑動，從而確保加載力和位移測量的精確性。在現有的技術方案下，測試罐體上部空間內聚集的鉛蒸汽必然會在密封連接部位的微小縫隙內冷凝沉積，從而可能導致拉桿自由滑動堵塞引起測量誤差，極端的情況下可能導致完全卡死引起設備的損壞。
技術實現思路
[0006]本技術的主要目的為提供一種液態金屬條件下的材料性能試驗裝置，旨在解決因為液態金屬蒸汽在力學加載拉桿和上部封蓋的密封連接部位和/或氣路管道內的冷凝沉積而導致的力學加載拉桿和上部封蓋的密封連接部位卡死和/或氣路管道堵塞的問題。
[0007]為了實現上述技術目的，本技術提出一種液態金屬條件下的材料性能試驗裝置，包括測試罐、力學加載拉桿和主動冷卻回路；
[0008]所述測試罐包括測試罐本體和上部封蓋，上部封蓋蓋合于測試罐的罐口，上部封
蓋上設有拉桿孔、進口孔、出口孔；
[0009]所述力學加載拉桿的一端貫穿所述拉桿孔并置于測試罐內部；
[0010]所述主動冷卻回路包括進口管、冷凝管和出口管，所述進口管一端貫穿所述進口孔，所述出口管的一端貫穿所述出口孔，所述進口管和所述出口管位于所述測試罐本體內的端口之間通過所述冷凝管連通，測試時所述冷凝管位于所述測試罐內液態金屬的上方，所述冷凝管內部通有冷凝劑。
[0011]進一步地，所述冷凝劑為惰性氣體。
[0012]進一步地，所述主動冷卻回路還包括惰性氣體氣瓶、減壓閥和氣體流量計，所述惰性氣體氣瓶、所述減壓閥、所述氣體流量計、所述進口管依次連接。
[0013]進一步地，所述主動冷卻回路還包括排氣閥門、排氣自然冷卻管路、排氣清洗容器和清洗容器排氣閥門，所述出口管、所述排氣閥門、所述排氣自然冷卻管路、所述排氣清洗容器、所述清洗容器排氣閥門依次連接。
[0014]進一步地，所述排氣清洗容器為排氣水洗容器。
[0015]進一步地，所述冷凝管為螺旋狀設計。
[0016]進一步地，所述冷凝管環繞所述力學加載拉桿設置。
[0017]進一步地，還包括第一熱電偶、第二熱電偶以及所述上部封蓋上對應所述第一熱電偶和所述第二熱電偶的第一通孔、第二通孔，所述第一熱電偶通過所述第一通孔貫穿上部封蓋置于所述測試罐內，所述第二熱電偶通過所述第二通孔貫穿上部封蓋置于所述測試罐內，測試時所述第一熱電偶一端插入液態金屬的頂部，所述第二熱電偶一端插入液態金屬的底部。
[0018]進一步地，還包括溫控單元和與溫控單元相連接的控制電腦，所述第一熱電偶和所述溫控單元連接，所述第二熱電偶與所述溫控單元連接。
[0019]進一步地，還包括氣態氧控回路以及所述上部封蓋上設有的氣路通孔，所述氣態氧控回路位于冷凝管的上方，通過所述氣路通孔貫穿所述上部封蓋置于所述測試罐內。
[0020]本技術的一種液態金屬條件下的材料性能試驗裝置，是在現有技術的基礎上增加了主動冷卻回路，該主動冷卻回路至少包括進口管、冷凝管和出口管，測試時冷凝管位于測試罐內液態金屬的上方，冷凝管內部通有冷凝劑，測試罐內的液態金屬經高溫加熱自下而上地揮發蒸汽，液態金屬蒸汽先經過冷凝管被冷凝劑冷卻凝結在冷凝管的表面，然后在重力的作用下流下來，落入測試罐內的液態金屬中，與此同時冷凝管上方的力學加載拉桿和上部封蓋的密封連接部位遇到液態金屬蒸汽的可能性大大降低，減小了力學加載拉桿和上部封蓋的密封連接位置卡死的風險，延長了力學加載拉桿的使用壽命，對于液態金屬環境內進行長周期的結構材料腐蝕行為、慢拉伸等相關工藝實驗具有重要的實際意義。
附圖說明
[0021]圖1是本技術一實施例的液態金屬條件下的材料性能試驗裝置的結構示意圖；
[0022]圖2是本技術一實施例的液態金屬條件下的材料性能試驗裝置的結構示意圖。
[0023]其中：1
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測試罐本體；2
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上部封蓋；3
?
力學加載拉桿；4
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進口管；5
?
冷凝管；6
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出口
管；7
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測試樣件；8
?
液態金屬；9
?
氣體流量計；10
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壓力閥；11
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惰性氣體氣瓶；12
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排氣閥門；13
?
排氣自然冷卻管路；14
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排氣水洗容器；15
?
水洗容器排氣閥門；16
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第一熱電偶；17
?
第二熱電偶；18
?
溫控單元；19
?
控制電腦；20
?
氣態氧控回路。
[0024]本技術目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
[0025]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。
[0026]在本技術的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種液態金屬條件下的材料性能試驗裝置，其特征在于：包括測試罐、力學加載拉桿和主動冷卻回路；所述測試罐包括測試罐本體和上部封蓋，上部封蓋蓋合于測試罐的罐口，上部封蓋上設有拉桿孔、進口孔、出口孔；所述力學加載拉桿的一端貫穿所述拉桿孔并置于測試罐內部；所述主動冷卻回路包括進口管、冷凝管和出口管，所述進口管一端貫穿所述進口孔，所述出口管的一端貫穿所述出口孔，所述進口管和所述出口管位于所述測試罐本體內的端口之間通過所述冷凝管連通，測試時所述冷凝管位于所述測試罐內液態金屬的上方，所述冷凝管內部通有冷凝劑。2.根據權利要求1所述的液態金屬條件下的材料性能試驗裝置，其特征在于，所述冷凝劑為惰性氣體。3.根據權利要求2所述的液態金屬條件下的材料性能試驗裝置，其特征在于，所述主動冷卻回路還包括惰性氣體氣瓶、減壓閥和氣體流量計；所述惰性氣體氣瓶、所述減壓閥、所述氣體流量計、所述進口管依次連接。4.根據權利要求2或3所述的液態金屬條件下的材料性能試驗裝置，其特征在于，所述主動冷卻回路還包括排氣閥門、排氣自然冷卻管路、排氣清洗容器和清洗容器排氣閥門；所述出口管、所述排氣閥門、所述排氣自然冷卻管路、所述排氣清洗容器、所述清洗容器排氣閥門依次連接。5.根據權利要求4所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：龐波，龔星，
申請(專利權)人：深圳大學，
類型：新型
國別省市：
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