蠕变试验系统技术方案：设备采用标准与功能要求

蠕变试验系统用于开展辐照后锆合金包壳材料的蠕变试验，该试验系统需要根据热室操作条件、试验机的性能指标及功能要求非标设计、制造、集成。

内压蠕变试验系统基本构成主要由设备机架、压力控制系统、真空炉及温度控温系统、变形量测量系统、夹具、试验软件、循环冷却试验系统等组成。具备轴向蠕变和内压蠕变功能，可同时工作，也可以分别单独工作。

内压蠕变试验装置布局（仅供参考）

一、设备机架

设备机架主要用于固定安装真空炉，并集成温度控制系统、压力控制系统、变形测量系统在热室内的相关部分。

设备框架采用不锈钢型材搭建的立式结构；安装在热室内，用于集成安装真空炉、变形量测量系统等部件。

轴向最大载荷30kN；轴向行程不低于40mm；包括内压蠕变单元和单轴轴向蠕变单元。载荷传感器在0.5%~100%F.S测量范围内，精度0.5级

二、设备采用标准

ASTM B 811-2013《Standard Specification for Wrought Zirconium Alloy Seamless Tubes for Nuclear Reactor Fuel Cladding》

HG/T20570-95《工艺系统工程设计技术规范》

HG/T 20546-2009《化工装置设备布置设计规定》

HG/T 20519.1-2009《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》

HG/T 20688-2000《化工工厂初步设计文件内容深度规定》

GB 50316-2000《工业金属管道设计规范》

HG/T20646《化工装置管道材料设计规定》

GB150-2011《钢制压力容器》

HG 20582-1998《钢制化工容器强度计算规定》

HG 20583-1998《钢制化工容器结构设计规定》

NB/T 47003.1-2009《钢制焊接常压容器》

HG/T2050-2000《化工自控设计规定》

HG/T20511-1998《信号报警，安全连锁系统设计规定》

HG/T20638-1998《自控专业工程设计文件深度的规定》

GB50054-94《低压配电设计规范》

GB/J62-83《工业与民用电力装置的继电保护和自动装置设计规定》

GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》

GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》

DL/T621-1997《交流电气装置的接地》GB 4208-93《外壳防护等级(IP代码)》

三、蠕变试验系统参数及原理

蠕变试验系统由压力控制系统、真空炉和温度控制系统组成，整体结构采用“釜”式结构。外壳采用双侧水冷结构，并采用不锈钢材料制造。密封均采用橡胶及金属密封垫，法兰结构也均采用国标法兰、ISO法兰、KF法兰结构。升温采用辐射加热炉以达到要求的温度，测量则采用N型热电偶。

1、压力控制系统

压力控制系统主要技术指标

工作压力：2MPa—130MPa；

压力传感器精度：±0.5%FS；

压升速率0.01MPa/min～50MPa范围，连续可调，保载时压力波动不大于±0.1MPa；

压力介质：高纯氩气；

压力系统噪音：≤60Db；

可连续工作1500小时以上；

压力控制闭环采样速率≥1kHz。

2、试验原理

气体介质经过过滤器、增压泵将压力增大到设定压力值，储气罐用于保证压力的稳定性，实验结束后可通过泄压阀进行压力卸荷。

经进气管道与试样连接，用于为试样提供试验用的气体介质；

增加压力，连接在气源与试样之间的进气管道，用于对气源提供的气体介质增压后输出；控制压力，连接在气源与增压模块之间的进气管道，用于调节气源提供的气体介质的压力；直径测量系统：采用非接触式的直径测径仪实时取样试验锆管，试验过程中实时监控试验锆管的外径变化值。

压力传感器与控制阀组成闭环控制系统，实现压力的闭环控制。

四、蠕变试验专用软件

1. 强大的图形处理功能，具有曲线放大、曲线遍历，曲线坐标移动，相关曲线叠加，曲线添加标注及打印处理，试验软件程序化,操作界面可视化;测试曲线坐标可选,可同时显示不同坐标曲线,坐标显示范围可手动或自动调整。

2. 试验软件用于采集、控制试样中的变形、压力、温度、时间等参数；

3. 试验报告可自定义编辑，数据可导入Excel文档进行处理；

4. 各项试验数据存储、整理、回归处理、外推计算；

5. 监测系统软件菜单式操作，可显示试样信息、试验温度、试验压力、试验时间、温度曲线、加压曲线，打印试验报告等；

6. 试验系统全部关于温度、压力、变形量、真空度泵、阀的操作,全部可以采用软件操作；

7. UPS电源，意外断电时，保持试验载荷可自动保存试验数据，具有试验恢复功能，当电网恢复供电，试验可恢复继续进行。同一个曲线图,纵坐标可同时显示几个通道信息,例如横坐标为时间,纵坐标可同 时显示应力、变形量等。

8. 对压力、温度、变形量数据的信号进行控制和采集、实时显示、分析和存储。

五、功能特点

1、采用智能控制，系统满足其规定的工作，试验压力、温度、疲劳次数、真空度等信号能精确、连续的响应使用；

2、具备良好的稳定性，可长期稳定的使用运行；

3、模块化设计,所有功能均为模块化设计通信连接，方便后期设为保养维护。试验数据可在操控显示面板上显示，方便实时观察试验动态；

4、 安全报警功能，在设备出现电流电压过载、试验压力超量程、压力下降过大，温度过高等其他异常情况下，设备可以自动停机；防表面高温设计，使用安全。

5、配备两块相同的硬盘，数据可同时直接写两块硬盘，两块硬盘互为备份，防止数据丢失。