(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210405809.7 (22)申请日 2022.04.18 (71)申请人 西安特种设备检验检测院 地址 710065 陕西省西安市高新区团结南 路69号 申请人 长安大学 (72)发明人 张建龙　慕生勇　李红昌　张春国　 (74)专利代理 机构 西安启诚专利知识产权代理 事务所(普通 合伙) 61240 专利代理师 李艳春 (51)Int.Cl. G01N 3/12(2006.01) G01N 3/18(2006.01) G01N 3/06(2006.01) G01N 3/02(2006.01)G01N 3/04(2006.01) (54)发明名称 一种高温高压水环境中蠕变变形测量装置 及方法 (57)摘要 本发明公开了一种高温高压水环境中蠕变 变形测量装置及方法， 测量装置包括高压筒体和 底座， 高压筒体和底座能够闭合或开启， 底座上 设置有夹持机构， 夹持机构上夹持有蠕变试样和 参比试样， 蠕变试样和参比试样的结构相同， 当 高压筒体和底 座闭合时， 夹持机构伸入高压筒体 内。 本发明测量装置结构简单， 设计合理， 实现方 便且成本低， 测量方法采用直流电位降法来测量 试样蠕变变形量， 能够避免圆弧部分以及加载孔 变形的影 响， 通过应变与电压 之间的关系计算准 确的蠕变数值， 对材料服役寿命的推断演化具有 重要的意 义。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114813372 A 2022.07.29 CN 114813372 A 1.一种高温高压水环境中蠕变变形测量装置， 其特征在于： 包括高压筒体(1)和底座 (2)， 所述高压筒体(1)和底座(2)能够闭合或开启， 所述底座(2)上设置有夹持机构(3)， 所 述夹持机构(3)上夹持有蠕变试样(4)和参比试样(5)， 所述蠕变试样(4)和参比试样(5)的 结构相同， 当所述高压筒体(1)和底座(2)闭合时， 所述夹持机构(3)伸入高压筒体(1)内。 2.按照权利要求1所述的一种高温高压水环境中蠕变变形测量装置， 其特征在于： 所述 高压筒体(1)上套设有保温衬套(6)。 3.按照权利要求1所述的一种高温高压水环境中蠕变变形测量装置， 其特征在于： 所述 高压筒体(1)上设置有 进水孔(7)和出 水孔(8)。 4.按照权利要求1所述的一种高温高压水环境中蠕变变形测量装置， 其特征在于： 所述 高压筒体(1)和底座(2)通过多根螺柱(9)连接， 所述螺柱(9)伸出底座(2)的一端设置有密 封螺母(10)。 5.按照权利要求1所述的一种高温高压水环境中蠕变变形测量装置， 其特征在于： 所述 夹持机构(3)包括相对设置的底座凸台(3 ‑1)和连杆固定板(3 ‑2)， 所述底座凸台(3 ‑1)与连 杆固定板(3 ‑2)之间连接有多根支撑杆(3 ‑3)， 所述底座凸台(3 ‑1)上贯穿有第一连杆(3 ‑ 4)， 所述连杆固定板(3 ‑2)上贯穿有与第一连杆(3 ‑4)相对设置的第二连杆(3 ‑5)， 所述第一 连杆(3‑4)靠近第二连杆(3 ‑5)的端部设置有用于夹持蠕变试样(4)的第一凹槽(3 ‑6)和垂 直贯穿第一凹槽(3 ‑6)的第一销孔(3 ‑7)， 所述第一销孔(3 ‑7)内设置有第一销杆(3 ‑8)， 所 述第二连杆(3 ‑5)靠近第一连杆(3 ‑4)的端部设置有用于夹持蠕变试样(4)的第二凹槽(3 ‑ 9)和垂直贯穿第二凹槽(3 ‑9)的第二销 孔(3‑10)， 所述第二销 孔(3‑10)内设置有第二销杆 (3‑11)， 所述参比试样(5)连接在第一销杆(3 ‑8)和第二销杆(3 ‑11)上。 6.按照权利要求5所述的一种高温高压水环境中蠕变变形测量装置， 其特征在于： 所述 底座凸台(3 ‑1)固定在底 座(2)上， 所述第一连杆(3 ‑4)与底座凸台(3 ‑1)的连接处设置有密 封圈(3‑12)。 7.按照权利要求1所述的一种高温高压水环境中蠕变变形测量装置， 其特征在于： 所述 底座(2)上设置有温度传感器(11)， 当所述高压筒体(1)和底 座(2)闭合时， 所述 温度传感器 (11)伸入高压筒体(1)内。 8.按照权利要求5所述的一种高温高压水环境中蠕变变形测量装置， 其特征在于： 所述 蠕变试样(4)和参比试样(5)均包括夹持部、 过渡部和中间标距段。 9.一种高温高压水环境中蠕变变形测量方法， 其特征在于， 采用如权利要求8所述的测 量装置， 所述方法包括以下步骤： 步骤一、 采用第一铂金丝(12)将蠕变试样(4)的一端与参比试样(5)的一端连接； 步骤二、 采用第二铂金丝(13)连接蠕变试样(4)的另一端， 作为电流输入端， 采用第三 铂金丝(14)连接参比试样(5)的另一端， 作为电流输出端； 步骤三、 将所述电流输入端和电流输出端连接直流电源(15)， 所述直流电源(15)输出 直流激励电流； 步骤四、 采用纳伏表(16)同时测量蠕变试样(4)的中间标距段和参比试样(5)的中间标 距段的电压； 步骤五、 获取应 变与电压之间的关系表达式； 步骤六、 根据所述应变与电压之间的关系表达式， 以及中间标距段的 电压测量值计算权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114813372 A 2蠕变变形。 10.按照权利要求9所述的一种高温高压水环境中蠕变变形测量方法， 其特征在于， 步 骤五中所述获取应 变与电压之间的关系表达式的具体过程包括： 步骤501、 所述中间标距段的电阻表达式为： 其中， R为中间标距段的电阻， ρ 为电导率， L为中间标距段的原始长度， S为中间标距段 的横截面积； 步骤502、 假设所述中间标距段受载拉伸过程中体积不变： V＝S×L＝S′ ×(L+Δx)     (F2) 其中， V为中间标距段的体积， S ′为拉伸过程中某一时刻的的横截面积， Δx为拉伸过程 中某一时刻的蠕变伸长量； 步骤503、 结合式(F1)和式(F2)， 得到中间标距段的电阻表达式为： 步骤504、 根据欧姆定律得到： U＝I×R     (F4) 其中， U为中间标距段的电压， I 为电流； 步骤505、 结合式(F2)、 式(F3)和式(F4)， 得到中间标距段的电压表达式为： 步骤506、 对式(F5)进行简化整理， 得到中间标距段的电压和蠕变伸长量的关系表达 式： 步骤507、 根据应变ε与蠕变伸 长量Δx之间的关系 ε＝Δx/L， 对式(F6)进行简化整理， 得到应变与电压之间的关系表达式： U＝A×ε+B     (F7) 其中， 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114813372 A 3