[发明专利]一种Zr/Ti管‑管板接头的密封性能测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种接头胀接与密封性能测试方法，具体涉及一种Zr/Ti管-管板接头的密封性能测试方法。

背景技术

Zr价格昂贵，主要用作核反应堆的重要结构件。由于其耐蚀性能优良，近年来逐渐应用于醋酸等化工强腐蚀场合。但是，Zr理化性能特殊，加之某些接头结构上的特殊性，Zr制换热器极易在管子-管板接头处发生泄漏等失效，管子-管板接头的连接是Zr制换热器设计和制造中亟待研究和掌握的关键技术。

迄今为止，我国在Zr的力学特性、材料标准以及Zr承压设备的设计、加工制造关键性技术等方面的研究还远不够成熟。虽然有研究者对列管式换热器管子-管板接头的连接型式、接头参数和制造方法等做过大量卓有成效的试验研究工作，但对Zr换热器管子与管板连接接头的适宜连接型式、制造参数和接头的完整性评价等方面都还缺乏深入理论分析和试验验证，特别是对高温工作下的强度胀接头，材料线胀系数差异、胀管率、蠕变以及管板密封槽等对接头密封性能的影响等缺乏经验和技术依据。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例要解决的技术问题是提供Zr/Ti管-管板接头的密封性能测试方法，该测试方法通过对Zr/Ti管-管板接头的胀接性能和密封性能进行测试，能够为在Zr/Ti管-管板接头的密封试验中选择合适的胀管参数提供参考依据。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供的一种Zr/Ti管-管板接头的密封性能测试方法，包括以下步骤：

(1)准备胀接试件：准备测试用胀接Zr/Ti管以及模拟管板，并确定用于解剖检查和进行密封试验的胀接试件，模拟管板的每个管孔都开设有双槽；(2)橡胶柔性静液压胀接试验：采用橡胶胀管机对胀接试件进行橡胶柔性静压胀接；

(3)胀接试验结果分析：分析用于解剖检查的胀接试件的胀接接头情况，在胀接接头满足预设要求后，进入下述步骤(4)；

(4)密封试验：采用密封试验装置在一定工作温度温度下，采用导热油为介质，对用于密封试验的模拟管板的壳层逐级加压以进行密封试验；

(5)密封试验结果分析：对密封试验结果进行分析，以得到胀接接头的密封性能与工作压力、材料特性、几何参数、结构型式、胀接控制参数之间的关系。

可选地，步骤(3)具体包括：

沿胀接试件的直径方向或沿两个相互垂直的半径方向剖开，进行Zr/Ti管与模拟管板孔接触状况的检查，如果管孔未开槽的胀接接头需满足Zr/Ti管的内侧各部位光整圆滑，内表面没有开裂、明显的挤压伤痕，则进入步骤(4)；如果管孔开槽的胀接接头在胀接长度范围内，Zr/Ti管与模拟管板的管板孔之间的非开槽段贴合良好，无明显间隙，以及在管板孔胀槽的两侧槽边缘处，Zr/Ti管的外壁与槽边缘紧密接触，则进入步骤(4)。

可选地，每个胀接Zr管的规格为Φ25.4×1.65，每个胀接Ti管的规格为Φ25.4×1.2，模拟管板为：Φ273×12×480的16MnR管板，厚度为50mm，共开设36个管孔，从内到外分为3层，其中，最外侧18个孔为非试验用孔，采用焊接连接，最内侧6个管孔为Zr管胀接，中间层12个管孔为Ti管胀接；每个管孔内开有两道4×0.5mm的槽，槽中心间距为10mm，最外一道槽距离管板正面23mm。

可选地，步骤(4)具体包括：

在50、100、150和200℃四个温度等级下，对模拟管板的壳层分别缓慢升压至0.5、1.0、1.6、2.5和3.5MPa，检查介质渗漏情况；以及对试验过程中部分发生泄漏的胀接接头，采用机械滚胀的方法进行补胀。

可选地，所述密封试验结果包括：随着温度的升高，Zr管和Ti管胀接接头的密封性能显著下降，并且Zr管接头比Ti管接头更容易泄漏；以及在采用机械滚胀的方法进行补胀后，Zr管和Ti管胀接接头的密封性能得到显著提高。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种Zr/Ti管-管板接头的密封性能测试方法，首先通过橡胶柔性静液压胀接对Zr/Ti管-管板接头进行胀接试验，然后对满足胀接要求的胀接接头进行密封性能测试试验，得到Zr/Ti管胀接接头的密封性能与工作温度之间的关系，从而为在Zr/Ti管-管板接头的胀接试验中选择合适的胀管参数提供参考依据。

附图说明

图1为本发明的Zr/Ti管-管板接头的密封性能测试方法的流程示意图。

图2为本发明使用的橡胶胀管机的结构示意图。

图3(a)至图3(d)为本发明的Zr/Ti管-管板接头的解剖检查示意图。