R角外扩展效应对变送器,流量管顶针在核电站在其磨损行为

文摘

穿失败的变送器,流量顶针中子通量测量系统是一个重要的问题,而核电站的安全构成威胁。计算出套管的磨损机理,磨损试验机是设计和制造的磨损过程模拟变送器,通量顶针。外导管与不同的R角用于擦伤顶针。设计测试可以模拟实际电厂的磨损过程。R角外导管扮演了重要的角色的磨损行为的核心内的通量顶针。

1。介绍

现在核电站的安全性变得越来越重要在一个大数量的核电站投入运行。顶针的核心仪器周围的流动诱发振动和冲击对他们的指导,甚至产生磨损和泄漏的顶针1]。在中国几乎所有的核电站都担心这个问题严重(2- - - - - -4]。

虽然这个问题已经注意到非常重要,没有研究关注它直到现在。顶针和导管之间的影响和磨损是一个非常独特的穿着类型,由纵向转移和圆周运动。没有商业设备可以完成这种磨损试验。为了描述现象,找到一个方法来减少或抑制穿的顶针,专用设备设计和开发,可以模拟顶针和引导管之间的相对运动。

发现最严重的磨损发生在年底外导管与锋利的形状。改变这一端的R角可能有助于控制套管的损坏。外导管的一端是制造不同的R角。这些指南管是用来联系顶针通过使用上面提到的白手起家的设备。

2。实验

2.1。测试装置

正如上面提到的,一个专门的设备需要模拟顶针和引导管之间的相对运动。设备的图如图1。

设备包含一个容器的水供应顶针和水泵的导管。杠杆支持轴承可以使顶针向上和向下的凸轮与电动机。一个漏斗申请减少飞溅的水。微弱坚持第二电机用于驱动套管压痕。两个电机由变频器控制可以改变其转速。

2.2。实验参数

上下移动的频率设置为5赫兹和驾驶水平的距离是5毫米。顶针的转动频率设置为10赫兹。循环水可以填满整个试验期间导管72小时。指南的R角管制造R6.3 R0,分别。

顶针Z5CND17-12制成的。其名义化学成分如表所示1。引导管由Z2CN19-10NS的名义化学成分如表所示2。

2.3。粗糙度和轮廓测量

72 -人力资源测试后,档案的穿的伤疤被粗糙度测试仪测量(2300型一个r,哈尔滨测量&刀具集团有限公司)获得的粗糙度和日本基恩士vr - 3200 3 d剖面测试仪获得深度的伤疤。

2.4。SEM和EDS分析

穿伤疤的细节进行了分析通过使用范有限公司XL30整体FEG扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)的形态和表面成分的伤疤。

2.5。微硬度测量

原始表面的显微硬度和磨损伤痕测量利用hvs - 1000米微硬度计由上海Microcre Light-Mac。科技有限公司。是200 g和的负载压力时间是10秒。

3所示。结果与讨论

3.1。宏观形貌磨损的伤疤

图2显示磨损伤痕的宏观形态的顶针72 h后测试(数字2(一个),2 (b)),类似于疤痕形成的核电站(数字2 (c))。周围的疤痕看起来闪闪发亮的像一枚戒指顶针。这些结果证实的成功的测试设备的设计和制造。虽然驾驶距离等于5毫米在测试过程中,样品的疤痕宽度对R6.3比R0的大。这意味着导管与夏普R角(0)能够阻止样品的运行距离超过R角(6.3)。由于运动的惯性,穿伤疤比5毫米宽。

3.2。磨损深度和粗糙度

6分上端附近的伤疤来衡量基于概要文件获得的最大深度利用日本基恩士vr - 3200 3 d剖面测试仪为每一个疤痕。的典型剖面如图穿的疤痕3测量的最大深度。

对R0样本的平均最大深度是两倍的示例针对R6.3如图4。扩大R角的导管可以减少磨损造成的损害之间的接触和磨损套管和导管。锋利的角(R0)导管可以减少顶针深深,形成水平方向大幅过剩。同时尖角擦伤顶针在垂直方向从而轻易删除一些过剩。而圆角(R6.3)导管削减的顶针浅由于其几何形状。在垂直方向,周角挤压的顶针代替刮尖角因此很难去除的材料顶针。所以疤痕形成的深度对圆的角距离远小于对尖角,表明少顶针的物质损失。

疤痕看起来光滑而原始表面顶针。疤痕和原始表面的粗糙度测量6次,计算平均值如图5。粗糙的伤痕比这小得多的原始表面顶针。粗糙度对R角测试后显著降低。粗糙度对轮样品R角(6.3毫米)是最小的约60%的锋利的角(0),当R角的顶针是0,尖角的导管可以减少顶针在水平方向上。与此同时,尖角擦伤顶针在垂直方向。它是合理的说圆的角(R6.3)导管削减顶针浅由于其几何形状。在垂直方向,周角挤压的顶针代替刮尖角从而降低粗糙度。这就是为什么疤痕形成的粗糙度对周角远小于对尖角。

表面粗糙度总材料的磨损过程中发挥了重要的作用5- - - - - -11]。这些作品最常见的结论是,粗糙度越大,磨损损伤越严重。这是一个重要的原因的磨损深度的顶针R0导管大于R6.3(图4)。预测是合理的顶针R0导管将会失败如果测试周期足够长。

3.3。扫描电镜形态和EDS的穿的伤疤

磨损套管的伤疤的扫描电镜形态图所示6。对R角短耕作可以找到周围的表面顶针在水平方向。示例对耕作锋利R角(0)更少但相比更深,对轮样品R角(6.3毫米)。锋利的R角,导管可以减少顶针形成深耕作在水平方向上(图6a、b)。用锋利的R角,引导管会严重削减plouging周围的突起和耕作本身在垂直方向的耕作因此旧的耕作迅速消失了。与圆R角时,导管把顶针形成相对shalow耕作水平方向(图6c, d)。尽管他们浅,导游与圆管R角(R6.3)不能削减plouging周围的突起和耕作本身严重因此旧的耕作慢慢消失了。结果很好地按照上面提到的疤痕深度和粗糙度的结果。

EDS的结果(图7),疤痕的化学成分类似于原始合金(表1)。没有发现明显的氧化两穿的伤疤,表明机械损伤而引起的磨损主要是与化学反应无关。

3.4。微硬度测量

穿疤痕形成的微观硬度R0导管几乎是相同的原始表面,而穿疤痕形成的微观硬度R6.3导管改变了很多(图8)。正如上面提到的,穿疤痕表面变形被发现在这两种情况下(图6)。穿越滑动混乱中形成塑性变形可以创建偶极和多极结构可能导致加工硬化。这种结构可能成为可塑性放松二次滑动的交叉滑移位错组织是一个重要的加工硬化机制(12]。q。王等人也发现横向滑动在混乱的产生和湮灭过程中发挥作用,导致不同的位错速度,密度进化和宏观尺度塑料反应,这与加工硬化(13]。虽然在磨损过程中发生加工硬化,R0导管的疤痕的硬度变化不大,由于快速的表层。

3.5。建模的影响和顶针的磨损

图9展示了一个模型的影响和研磨过程顶针。当导管的顶针在水平方向移动(图9(一个)),它影响导管的末端,形成耕作在套管表面(图9 (b))。当导管的顶针在垂直方向移动(图9 (c)),这是磨损的导管和削减耕作形成套管表面浅(图9 (d)从而使表面平滑。事实上,顶针在水平和垂直方向的运动同时发生。耕作和磨损造成的质量损失顶针和流畅,表现出较小的粗糙度。R角越大,浅耕作和较弱的磨损,因此,减少质量损失,表现出较小的最大磨损深度疤痕。

4所示。结论

(1)白手起家的装置可以模拟运动顶针和导管之间的磨损过程的顶针核电站(2)大R角外导管可以减少穿疤痕的粗糙度,增加硬度更重要的是有利于减少磨损的顶针(3)R角外导管可以显著影响磨损行为的顶针。大R角有利于延长寿命的顶针

数据可用性

所有生成的数据或分析在本研究中包括这篇文章。

的利益冲突

作者(年代)(s)宣称他们没有利益冲突。

引用

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