高温高压循环水腐蚀疲劳模拟试验装置的设计与应用

试验采用核电高温高压循环水腐蚀疲劳模拟试验装置，该装置主要由疲劳试验机、循环水回路系统、高压釜和控制系统四部分组成。循环水回路系统与高压釜相通，精确控制水化学参数；试验样品置于高压釜内，疲劳试验机对样品进行疲劳加载；控制系统分别控制疲劳试验机和循环水回路，从而实现高温高压循环水条件下的环境疲劳测试，其系统图如图8-3所示。

图8-3 高温高压循环水腐蚀疲劳模拟试验装置示意图

该疲劳试验机最高能耐360℃的高温，最高压力为20MPa，主要由高压釜、试样夹持部件、驱动机构、监测控制机构、控制计算机等部分组成。高压釜采用金属密封圈技术，能耐高温高压。高压釜里设置了电加热装置，能根据需要对高压釜里的介质进行加热。高压釜下的底盘设置有环形冷却系统，通以冷却水保护下面的其他设备。试样夹持部件将样品上下两段夹紧，上面是固定架夹紧，下面的夹紧部件连通液压驱动机构。驱动机构由控制计算机控制，可以通过计算机对试样加载不同的应力。加载可以是恒定的应力，也可以是不同波形的应力，比如三角波、正弦波、方波等。波形的频率、幅值相位都可以根据不同的需要，通过计算机设定。拉杆的最大拉应力可以达到50kN，最大压应力可以达到25kN，最大行程为40mm。监测控制机构包括温度压力检测部分和控制部分。这些控制功能主要是通过计算机实现的，其中温度和压力的控制由专门的控制器实现，该控制器采用PID控制。配套的计算机软件还对拉杆进行了检测，比如检测拉杆的应力（内、外两个传感器）行程。

循环水回路系统控制试验的水质、流量及系统压力，管道材质为304不锈钢。系统由水化学控制部分、控制柜和控制软件三部分组成，每部分的功能如下：(www.xing528.com)

1）水化学控制部分：控制水中溶解氧（DO）、电导率（EC）及pH值。

2）控制柜：采集并处理DO、EC、pH值、预热器温度等信号。

3）控制软件：可以控制高压泵、循环泵、预热器、电磁阀等的开启与关闭；实时显示监测并控制DO、EC、pH值、换热器温度等信号；监测冷却水是否断流、高温高压段是否泄漏等，能够报警并自动采取相应的安全措施。