【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于材料耐蝕性能測試，具體的說，是涉及一種沖刷腐蝕試驗裝置和試驗方法。
技術介紹
1、隨著全球能源需求的不斷增長，社會的可持續發展正面臨著嚴峻挑戰，這加速了對新型能源的探索與研究。核能因其具備清潔、高能量密度、低成本和可靠性等諸多優勢備受矚目，但核反應堆的特殊環境對結構材料提出了更高的要求，如抵御輻射損傷、液態金屬腐蝕和脆化等。為了應對這一挑戰，全球各國已對鐵素體/馬氏體、奧氏體、ods等候選結構材料進行了系統的研究。其中鉛鉍環境下的沖刷腐蝕測試對于評估結構材料在核反應堆環境中的性能至關重要。鉛鉍快堆作為未來核能技術的重要發展方向，其運行環境和條件對結構材料的耐腐蝕性和抗沖刷性提出了極高的要求。沖刷腐蝕測試通過模擬實際反應堆中的環境，能夠深入了解材料在鉛鉍熔體中的腐蝕行為和性能表現，為反應堆的材料選擇和結構設計提供科學依據。這種測試不僅有助于確保反應堆的安全性和可靠性，降低運行風險，還能優化反應堆的性能，提高能源利用效率。此外，沖刷腐蝕測試的結果對于反應堆的維護和檢修也具有重要的指導意義，能夠降低維護成本，延長反應堆的使用壽命。因此，鉛鉍環境下的沖刷腐蝕測試是核反應堆技術研發和應用中不可或缺的一環。
2、目前鉛鉍環境下的沖刷腐蝕測試裝置均通過轉軸帶動腐蝕平臺轉動，并利用復雜的流體仿真模擬計算得到樣品的相對速度，但是這種計算方式理想化了鉛鉍的流動性，存在較大誤差；主要聚焦在飽和氧液態鉛鉍環境，無法實現鉛鉍的氧濃度控制，導致難以研究核電站實際服役工況下材料的環境損傷問題；且多為試驗釜和控氧釜的雙釜結構，使用時需
技術實現思路
1、本專利技術著力于解決高速鉛鉍環境下單釜腐蝕裝置降氧過程中的氧化腐蝕問題，以及試驗過程中的液態金屬與試驗臺架相對流動問題，提供了一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置及方法，能夠在簡化設備結構和優化試驗過程前提下，精確的獲得腐蝕結果，并可簡易獲得到較為準確的沖刷速度，使后續試驗數據的處理更加可靠真實，便于得到更好的力學模型指導工程應用。
2、為了實現上述專利技術目的，本專利技術通過以下的技術方案予以實現：
3、根據本專利技術的一個方面，提供了一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，包括試驗釜，所述試驗釜外部設置有加熱腔體，所述試驗釜密封連接有試驗釜上蓋；
4、所述試驗釜上蓋連接有進氣管路和出氣管路，并且連接有氧濃度控制模塊和溫度控制模塊；所述試驗釜上蓋的中心位置設置有kf法蘭接管，所述kf法蘭接管之上依次連接有kf法蘭水冷密封下部連接管和kf法蘭水冷密封上部連接管；所述kf法蘭水冷密封下部連接管與所述kf法蘭接管形成kf密封連接；所述kf法蘭水冷密封下部連接管具有雙層管壁，雙層管壁之間具有環形空腔，雙層管壁頂面形成環形開口；所述kf法蘭水冷密封上部連接管具有單層管壁，該單層管壁能夠通過環形開口插入所述kf法蘭水冷密封下部連接管的雙層管壁之間；并且，所述kf法蘭水冷密封上部連接管的單層管壁下部套有橡膠密封套；所述kf法蘭水冷密封上部連接管能夠相對于所述kf法蘭水冷密封下部連接管進行軸向滑動，并且能夠通過所述橡膠密封套形成動密封；kf法蘭水冷密封下部連接管的雙層管壁下部外側設置有冷卻進液口、上部外側設置有冷卻出液口，使用時從所述冷卻進液口通入冷卻介質，從所述冷卻出液口放出冷卻介質，以形成套管式冷卻密封腔；
5、所述kf法蘭水冷密封上部連接管之上設置密封旋轉機構，所述密封旋轉機構包括軸承座，所述軸承座下部與所述kf法蘭水冷密封上部連接管形成kf密封連接，所述軸承座上部與伺服加載系統密封連接；所述軸承座內部設置有滾軸軸承，所述滾軸軸承支撐有動力輸出軸，所述動力輸出軸的頂部與所述伺服加載系統的輸出軸進行連接，所述動力輸出軸的底部與臺架支撐轉軸連接，其所述動力輸出軸和所述臺架支撐轉軸連接后依次穿過所述kf法蘭水冷密封下部連接管、所述kf法蘭水冷密封上部連接管和所述kf法蘭接管；所述軸承座與所述動力輸出軸之間設置有所述旋轉密封介質，所述旋轉密封介質用于對所述動力輸出軸的轉動形成動密封；
6、所述伺服加載系統與升降平臺連接，所述升降平臺用于支撐所述伺服加載系統，并且帶動所述伺服加載系統進行升降；所述伺服加載系統伺服電機和減速機，用于給所述動力輸出軸提供動力并調整轉速；
7、所述臺架支撐轉軸下部安裝有若干腐蝕臺架，所述腐蝕臺架用于安裝試樣；所述腐蝕臺架隨所述臺架支撐轉軸的升降能夠實現試樣的取用，所述腐蝕臺架所述臺架支撐轉軸的的旋轉能夠實現試樣的沖刷；
8、所述試驗釜內壁安裝有多層擋流板，多層所述擋流板在所述試驗釜的軸向上間隔分布，每層的多塊所述擋流板在所述試驗釜的內壁環向均勻地間隔分布，并且每塊所述擋流板沿試驗釜軸向設置和徑向延伸；相鄰兩層擋流板之間間距的設計應避免與所述腐蝕臺架發生干涉。
9、進一步地，所述加熱腔體套在所述試驗釜外部，能夠從底部和周側對所述試驗釜進行加熱。
10、進一步地，所述試驗釜通過其頂部的法蘭連接端與所述試驗釜上蓋采用螺栓連接，并在連接處通過石墨墊片進行密封。
11、進一步地，所述試驗釜上蓋設置有cf法蘭接管，所述cf法蘭接管與所述進氣管路形成cf法蘭真空密封；所述試驗釜上蓋焊接有出氣管路，所述出氣管路外接有單向閥。
12、進一步地，所述氧濃度控制模塊包括設置在所述試驗釜上蓋的cf焊接法蘭，所述cf焊接法蘭用于與氧濃度傳感器形成cf法蘭真空密封；所述氧濃度傳感器用于監測所述試驗釜內的氧濃度，并將氧濃度傳輸給plc，plc控制所述進氣管路以使所述試驗釜內的氧濃度穩定在設定值；所述溫度控制模塊包括設置在所述試驗釜上蓋的熱電偶kf法蘭接管，所述熱電偶kf法蘭接管用于與kf熱電偶形成kf真空密封；所述kf熱電偶用于將所述試驗釜中的溫度反饋至溫度控制器，所述溫度控制器通過控制所述加熱腔體，使所述試驗釜中的溫度穩定在設定值。
13、進一步地，多層所述腐蝕臺架在所述臺架支撐轉軸下部間隔布置，每層設置有至少一個腐蝕臺架。
14、進一步地，所述腐蝕臺架采用一端設置有外螺紋的金屬圓柱，所述外螺紋用于與所述臺架支撐轉軸設置的內螺紋孔通過螺紋連接固定；所述腐蝕臺架的金屬圓柱沿其軸向間隔分布有若干通孔，所述通孔能夠通過金屬絲狀物綁扎固定試樣。
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【技術保護點】
1.一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，包括試驗釜，所述試驗釜外部設置有加熱腔體，所述試驗釜密封連接有試驗釜上蓋；其特征在于，
2.根據權利要求1所述的一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，其特征在于，所述加熱腔體套在所述試驗釜外部，能夠從底部和周側對所述試驗釜進行加熱。
3.根據權利要求1所述的一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，其特征在于，所述試驗釜通過其頂部的法蘭連接端與所述試驗釜上蓋采用螺栓連接，并在連接處通過石墨墊片進行密封。
4.根據權利要求1所述的一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，其特征在于，所述試驗釜上蓋設置有CF法蘭接管，所述CF法蘭接管與所述進氣管路形成CF法蘭真空密封；所述試驗釜上蓋焊接有出氣管路，所述出氣管路外接有單向閥。
5.根據權利要求1所述的一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，其特征在于，所述氧濃度控制模塊包括設置在所述試驗釜上蓋的CF焊接法蘭，所述CF焊接法蘭用于與氧濃度傳感器形成CF法蘭真空密封；所述氧濃度傳感器用于監測所述試驗釜內的氧濃度，并將氧濃度傳輸給PLC，PLC控制所述
6.根據權利要求1所述的一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，其特征在于，多層所述腐蝕臺架在所述臺架支撐轉軸下部間隔布置，每層設置有至少一個腐蝕臺架。
7.根據權利要求1所述的一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，其特征在于，所述腐蝕臺架采用一端設置有外螺紋的金屬圓柱，所述外螺紋用于與所述臺架支撐轉軸設置的內螺紋孔通過螺紋連接固定；所述腐蝕臺架的金屬圓柱沿其軸向間隔分布有若干通孔，所述通孔能夠通過金屬絲狀物綁扎固定試樣。
8.根據權利要求1所述的一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，其特征在于，所述試驗釜內壁開設有T型凹槽，所述擋流板對應地設置有T型凸起，所述擋流板通過凹凸榫卯結構固定于所述試驗釜。
9.根據權利要求1所述的一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，其特征在于，所述擋流板的厚度由所述試驗釜內壁向軸線方向逐漸減小。
10.一種基于如權利要求1-9中任一項所述裝置的可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕方法，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，包括試驗釜，所述試驗釜外部設置有加熱腔體，所述試驗釜密封連接有試驗釜上蓋；其特征在于，
2.根據權利要求1所述的一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，其特征在于，所述加熱腔體套在所述試驗釜外部，能夠從底部和周側對所述試驗釜進行加熱。
3.根據權利要求1所述的一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，其特征在于，所述試驗釜通過其頂部的法蘭連接端與所述試驗釜上蓋采用螺栓連接，并在連接處通過石墨墊片進行密封。
4.根據權利要求1所述的一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，其特征在于，所述試驗釜上蓋設置有cf法蘭接管，所述cf法蘭接管與所述進氣管路形成cf法蘭真空密封；所述試驗釜上蓋焊接有出氣管路，所述出氣管路外接有單向閥。
5.根據權利要求1所述的一種可控流速的液態鉛秘高速沖刷腐蝕裝置，其特征在于，所述氧濃度控制模塊包括設置在所述試驗釜上蓋的cf焊接法蘭，所述cf焊接法蘭用于與氧濃度傳感器形成cf法蘭真空密封；所述氧濃度傳感器用于監測所述試驗釜內的氧濃度，并將氧濃度傳輸給plc，plc控制所述進氣管路以使所述試驗釜內的氧濃度穩定在設定值；所述溫度控制模塊包括設置在所述試驗釜上蓋的熱電偶kf法蘭...
【專利技術屬性】
技術研發人員：林強，劉子一，馮少武，石守穩，陳剛，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：
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