T-CNS 79-2022 压水堆用燃料包壳管高温高压水中切向微动磨损试验方法

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77.040.01学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载CCS

H

20 T/CNS

79—2022压水堆用燃料包壳管高温高压水中切向微动磨损试验方法Test

of

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high

pressurized

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pressurized

reactor

发布

实施中国核学会 发

布学ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准兔兔ｗ下载学ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准兔兔ｗ下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CNS

79—2022学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载 前言

................................................................................

III1

...............................................................................

12 规范性引用文件

.....................................................................

13 术语和定义

.........................................................................

14 总体要求

...........................................................................

15 试验系统和设备

.....................................................................

16 试样制备和夹具加工

.................................................................

27 试验条件和步骤

.....................................................................

38

.............................................................

49 试验报告

...........................................................................

4附录

A（资料性） 刚凸（或弹簧）试样与试样固定块装配图.................................

5附录

B（资料性） 刚凸（或弹簧）试样夹具与包壳管试样夹具整体装配结构图.................

6学ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准兔兔ｗ下载学ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准兔兔ｗ下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CNS

79—2022学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载 本文件按照GB/T

1.1—2020《标准化工作导则 第1起草。请注意文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国核学会提出。本文件由核工业标准化研究所归口。院、生态环境部核与辐射安全中心、核工业标准化研究所。本文件主要起草人：韩恩厚、王俭秋、明洪亮、张志明、张玉圣、孙磊、高李霞、赖姜、孙海涛、郭彦辉、董振邦。III学ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准兔兔ｗ下载学ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准兔兔ｗ下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CNS

79—2022学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载1 范围本文件描述了压水堆用燃料包壳管在高温高压水中切向微动磨损试验系统和设备、试样制备和夹具加工、条件和步骤、结果分析和数据处理等内容。本文件适用于压水堆用燃料包壳管在模拟高温高压一回路水中的微动磨损试验。2 规范性引用文件文件。GB/T

150.4 压力容器 第4GB/T

12444 金属材料 磨损试验方法 试环-试块滑动磨损试验T/CNS

15— 核电厂金属材料高温高压水中切向微动磨损试验方法3 术语和定义GB/T

12444和

15界定的术语和定义适用于本文件。4 总体要求试验涉及高温高压特殊工况，试验人员应经过实验室培训以及高温高压水应急处理专业培训，应具备相关高温高压水循环系统基本操作技能及微动磨损专业背景知识。应定期对高温高压水循环系统中的压力容器及温度、压力、水化学参数、正压力、振幅等测试用传感器或探头进行检测或计量检定，且均应在检定有效期内使用，保证相关试验参数和结果的可信度；如采用静态釜系统、其它加载方式或激振方式进行试验，应注明试验装置参数和条件。5 试验系统和设备测试系统统、激振系统和数据采集系统等，系统示意图参见T/CNS

15—2019A中的内容。高压釜5.2.1 釜体、釜盖应采用奥氏体不锈钢和镍基合金等耐蚀合金制造，具体材料应与试验溶液相容。釜体一般为整体，特殊情况下也可准许施焊但必须进行探伤。5.2.2 釜体与釜盖之间及釜上引出的各测试孔均应具有良好的密封性能，在试验过程中不准许有泄漏现象。5.2.3 应设有安全保护装置，并定期检查安全保护装置以保证其可靠性。学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CNS

79—2022学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载5.2.4 釜体、釜盖等高温承压构件应依据

GB/T

150.4

进行制造、无损检测和验收，非依据GB/T

150.4

制造的釜体及釜盖，应按本文件要求进行评估,

经验收合格后方可使用。5.2.5 釜内导管、试样连接杆和压力加载杆等构件应采用耐高温耐腐蚀材料加工，如采用奥氏体不锈钢、镍基合金等材料制造。5.2.6 应配备相应的冷却水循环系统，以保护数据采集系统及其他不耐高温的试验部件，并保障采集数据的精度。冷却循环水箱出口水温宜低于

℃，控制精度±0.5

℃，并配有相应的报警装置。水循环系统材质应与试验溶液相容。加热及控温装置5.4.1 宜采用多级电加热方式。5.4.2 控温精度：±2

℃。5.4.3 温度。加载系统5.5.1高温高压水微动磨损测试系统应配备慢应变速率拉伸机加载系统用于加载并控制正压力的大小，且慢应变速率拉伸机加载系统宜配备压力平衡系统，以抵消釜内水压对加载系统施加的压力。慢应变速率拉伸机加载系统在高温高压水环境下需能够在摩擦副间施加

0

N500

N

的正压力。5.5.2 控制精度：±1

N

或

2

%。5.5.3 根据具体微动磨损测试要求，可选择能够加载三角波或梯形波等波形的慢应变速率拉伸机。5.5.4若测试系统无法配备压力平衡式慢应变速率拉伸机加载系统，可采用其他加载方式，但是应精确测定其（含夹具）在高温高压水中的实际加载力。控制精度：±1

N

或

2

%。激振系统5.6.1 振动频率应可在

1

Hz

Hz

内精确调节，振幅应可在±5

μm±

μm

范围内调节且测量精度为±1

μm，宜选用压电陶瓷式激振器。5.6.2 若无法配备电磁式激振装置时，宜采用高性能的电液伺服系统或其他等同装置作为激振装置，但应满足具体微动磨损测试所需的频率、振幅要求及控制精度。数据采集系统高温高压水微动磨损测试系统应配备数据采集系统，相关要求参见

—2019中的内容。6 试样制备和夹具加工在微动磨损试验中，包壳管试样与刚凸（或弹簧）试样共同组成一个摩擦副。包壳管试样长度宜为

15

。试样制备6.3.1 应采用对材质影响小的机加工方法（如金刚石丝锯），保持试样原始表面状态。学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/CNS

79—2022学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载6.3.2 试样边缘应进行倒角或者磨平，确保无毛刺、卷边等影响试验的加工缺陷。6.3.3 根据试验要求处理样品表面。磨损试验接触面宜采用原始表面，加工过程中应采取保护措施以防止原始表面的破坏（擦伤、烧伤等）。6.3.4 用分析纯级丙酮或无水乙醇超声洗净，超声清洗时间不应低于

30

。夹具加工6.4.1 夹具（固定块、螺柱等）应采用耐高温耐腐蚀材料加工，如采用奥氏体不锈钢、镍基合金等材料制成。6.4.2 根据试样尺寸及磨损方式和方向加工相应的夹具，满足试验的技术要求。6.4.3 刚凸（或弹簧）夹具的结构见附录

A。6.4.4 刚凸（或弹簧）试样夹具与包壳管试样夹具的整体装配结构见附录

B。7 试验条件和步骤溶液配制7.1.1 采用电导率小于

1

μS/cm

的去离子水或蒸馏水配制试验溶液。7.1.2 宜采用分析纯试剂配制试验溶液。试验条件7.2.1 按照试验要求确定试验温度。7.2.2 对于动态循环高压釜，溶液应充满高压釜腔，外加压力高于该溶液饱和蒸气压，调节高压泵选择合适的溶液流量，确保高压釜内溶液在

1

h

内至少更换

1

7.2.3 升温速率不宜高于

℃。7.2.4 相同试验条件下平行试样不少于

3

试验步骤7.3.1 将包壳管试样安装于管状试样夹具，并将其安装于高压釜内的横杆上；将刚凸（或弹簧）试样管试样的距离在

50

μm

μm

范围内，将刚凸（或弹簧）试样夹具固定锁死。当安装其它平面或者柱面试样时应使两接触平面处于平行状态。7.3.2 采用慢应变速率拉伸机系统驱动与之连接的纵杆以推动包壳管试样上移，上移速率宜为0.5

1，上移过程中实时观察正压力测量值的变化。当正压力测量值发生突变时，表明包壳管试样与刚凸（或弹簧）试样刚好接触，将该位置作为两者接触的位置零点。7.3.3 关闭高压釜。7.3.4 将试验溶液配制好后注入储水罐及高压釜中，并按具体试验要求调节压力、流量、溶解氧和溶解氢浓度等。7.3.5 确保测温、测压及安全保护装置均处于正常状态后，开始加压并确保压力达到设定值，确认无泄漏后开始加热升温。7.3.6温度到达试验温度并稳定后，使用手动模式操控慢应变速率拉伸机系统使纵杆下移，下移速率宜为

μ1

μ，使包壳管试样与刚凸（或弹簧）试样脱离。7.3.7 升温过程中釜内各种夹具、支架和构件的热膨胀会影响包壳管试样与刚凸（或弹簧）试样相接触的位置零点，因此需要按照

7.3.2

重新寻找包壳管试样与刚凸（或弹簧）试样接触的位置零点。学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载7.3.13 鉴于核电材料服役的长期性，总的微动磨损周次宜不低于

10

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载7.3.13 鉴于核电材料服役的长期性，总的微动磨损周次宜不低于

10

7.3.8 设定加载程序（恒载荷模式，正压力目标值及加载速率，加载速率宜为

10

N/min），慢应变速率拉伸机系统自动执行加载程序。7.3.9 待正压力达到目标值后，根据试验要求设定振动频率及振幅数值，开始微动磨损试验，并进行实时数据采集。7.3.10 温速率不宜超过

30

℃/h，以避免在降温过程中发生泄漏。待温度降至室温后，再进行卸压，防止循环回路中的溶液因压力降低发生汽化。7.3.11 打开高压釜并取出试样。7.3.12 当采用其它加载方式时，应采用最优的试验步骤以降低试验误差。78 试验结果分析和数据处理微动磨损测试源文件数据处理、微动磨损体积及最大深度测量、磨痕形貌分析可参见T/CNS

—2019中第7章的内容。9 试验报告试验报告应包括但不限于以下内容。a)

试验名称及本文件编号。b)

材料牌号。c)

试验设备。d)

摩擦副的形状、尺寸、数量、表面状态、取样位置、取样方向。e)

/溶解氢浓度、pH

位移幅值、振动频率、釜内压力等。f)

磨损周次下的摩擦力---时间曲线等。g)

试验异常记录（如有）。h)

试验单位、试验人员和日期。ｏｍ标ｘｗ．ｃ准学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ下载T/CNS

79—2022ｏｍ标ｘｗ．ｃ准学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ下载附 录 A（资料性）刚凸（或弹簧）试样与试样固定块装配图刚凸（或弹簧）试样与试样固定块装配图见图A.1，主要实现刚凸（或弹簧）试样的