ICS 77.040.10 CCS H 22
YS
中华人民共和国有色金属行业标准
YS/T1463—2021
锆合金管材内压蠕变试验方法
Method forburst creep testing of zirconium alloytubes
2022-04-01实施
2021-12-02发布
中华人民共和国工业和信息化部 发布 YS/T1463—2021
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本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全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243)提出并归口。 本文件负责起草单位：西部新锆核材料科技有限公司、中国核动力研究设计院、苏州热工研究院有限
公司、西安汉唐分析检测有限公司、深圳市万斯得自动化设备有限公司、西北有色金属研究院。
本文件主要起草人：惠泊宁、周军、李帆、尚筱迪、李宇力、戴训、张晏玮、洪晓峰、岳栋、柏广海、 丁郁航、焦磊、李顺平、於曼。 YS/T 1463—2021
锆合金管材内压蠕变试验方法
范围
1
本文件规定了锆合金管材内压蠕变试验方法。 本文件适用于锆合金管材内压变试验，其他金属管材的内压蠕变试验也可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T228.2—2015 金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
有效长度effectivelength Lo 室温下施力前，样品两个密封端面之间的长度。 注：为避免样品因密封应力影响试验结果准确度，Lo宜为不包含样品两端距离密封连接处各10mm的剩余长度。
3. 2
原始参考外径 originalreferencediameter Do 室温下施力前，样品有效长度范围内的外径测量值。
3.3
原始参考壁厚 original reference wall thickness 00 室温下施力前，样品两端的壁厚测量值。
3.4
原始参考管壁中径originalreferencetubewallcentrediameter De 室温下施力前，管材侧壁中心线的直径。 注：D。无法直接测量，通过原始参考外径D。与原始参考壁厚%之差计算。
3. 5
试验起始参考外径 test start reference diameter Ds
1 YS/T1463—2021
试验温度与压强下，试验计时前，样品有效长度范围内的外径测量值。
3. 6
形变参考外径deformationreferencediameter Da 试验期间任一时刻，样品有效长度范围内的外径测量值。
3.7
试验结束参考外径 test end reference diameter De 试验温度与压强下，试验计时结束时，样品有效长度范围内的外径测量值。
3. 8
非弹性形变试验起始参考外径inelasticdeformationteststartreferencediameter Dsi 室温与施力下，试验计时前，样品有效长度范围内的外径测量值。
3. 9
非弹性形变试验结束参考外径inelasticdeformationtestendreferencediameter Dei 室温与施力下，试验计时结束时，样品有效长度范围内的外径测量值。
3. 10
参考应力 referencestress a 在样品内部单位横截面内，施加在管材内部的试验力与样品管壁横截面积之比。 注：规定单位横截面的周长为原始参考管壁中径的周长。
3. 11
试验压强 testpressure p 试验期间，施加于样品内的流体压强。
3. 12
外径延伸 diameterelongation AD 试验期间任一时刻，形变参考外径Da相对于试验起始参考外径D。的增量；或试验结束参考外径D。
相对于试验起始参考外径D。的增量。 3. 13
非弹性形变外径延伸inelasticdeformationdiameterelongation AD 室温下，非弹性形变试验结束参考外径D相对于非弹性形变试验起始参考外径D的增量。
3.14
外径蠕变延伸率 diameterpercentagecreepelongation AfD 试验期间，在样品长度方向中心位置，外径延伸△D与试验起始参考外径D之比的百分率。 注1：关于外径延伸的术语，可用符号“”代替"A”。 注2：下标f为法文中螨变的意思。 注3：AD25mm表示距离样品长度方向中心位置为25mm的两侧中任一侧，对应的外径蠕变延伸率。
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3. 15
非弹性形变外径螺变延伸率inelasticdeformationdiameterpercentagecreepelongation ADi 室温下，非弹性形变外径延伸△AD；与非弹性形变试验起始参考外径Dsi之比的百分率。
4原理
将密封好的样品一端与增压系统连接，试验环境宜为真空或情性气氛保护，升温至试验温度后，在管材内部以情性气体为介质施加恒定的试验力，并保持一定时间，测定外径蠕变延伸率等力学性能。
5材料
5.1 情性气体：体积分数不小于99.99%，推荐氩气。 5.2高压密封卡套：推荐硬密封，密封压强应大于试验压强p，推荐不小于50MPa。
6试验设备
6.1测力系统 6.1.1 试验机
试验机应能使样品施加至试验压强P，压强波动宜不大于0.5MPa。 6.1.2压强测量系统
压强测量系统的准确度应为0.5级或优于0.5级。 6.2测形变系统 6.2.1外径形变测量系统
光学或激光测量系统，测量精度应为0.005mm或优于0.005mm。 注：当仅测量非弹性形变外径蠕变延伸率ADi时，可不涉及本章条的外径形变测量系统。
6.2.2千分尺
测量精度应为0.01mm或优于0.01mm。 6.2.3游标卡尺
测量精度应为0.02mm或优于0.02mm。 6.3加热装置 6.3.1温度的允许偏差
加热装置应能使样品加热至试验温度T。 T是指在样品有效长度L。范围内表面上测量的温度，该温度已进行系统误差修正，但未考虑温度
测量系统的不确定度。
测量温度T，和试验温度T的允许偏差及温度梯度应符合GB/T228.2一2015中表2的规定。
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6.3.2温度测量系统
温度测量系统的最低分辨率为1℃，允许误差应在士0.004T或土2℃内，取最大值。 6.3.3样品舱室
样品舱室宜能进行真空或性气体保护，真空保护时极限真空度宜等于或优于5×10-3Pa，工作真空度宜等于或优于5×10-2Pa。
7样品
7.1取样
将锆合金管材样品使用车床或其他方式加工，确保有效长度L≥10Do，长度宜为5mm的倍数。加工过程中应避免样品表面存在肉眼可见的变形或缺陷。 7.2原始参考管壁中径D。的测定
宜在样品有效长度L。范围内不少于3次测量样品的外径与壁厚，以平均值计算原始参考外径D。与原始参考壁厚%，根据本文件第3章给出的定义计算原始参考管壁中径D。。
8试验步骤
8.1i 试验条件 8.1.12 240h蠕变试验条件：试验温度T=400℃士3℃，参考应力c=130MPa士10MPa，试验时间t= 240h±1h。 8.1.2其他试验条件依据产品标准规定。 8.2样品的装载与加热 8.2.1将样品使用密封卡套进行密封。 8.2.2施加试验力可采用以下两种任意方式：
a）实时测量方式：当测量外径蠕变延伸率或非弹性形变外径蠕变延伸率时，先将密封好的样品装
于试验机上，以惰性气体为介质在样品内部施加预载试验力，预载试验力宜不大于试验压强力，试验压强计算见8.3.1。通过压强值是否恒定检查密封性，完毕后宜卸载试验力；
b）终点测量方式：当仅测量非弹性形变外径蠕变延伸率时，以情性气体为介质在样品内部施加试
验力，试验压强计算见8.3.1。通过压强值是否恒定检查密封性，并将密封好的样品装于试验机上，完毕后可不卸载试验力。
8.2.3检查完毕后宜将样品舱室抽真空或充惰性气体保护，抽真空保护的工作真空度宜不低于 5×10-2Pa，升温至规定的试验温度范围。
注：当采用8.2.2b)的终点测量方式时，可不涉及本文件8.3.3的施加试验力及8.4.2的持续测量样品形变参考外径Da。 8.3施加试验力 8.3.1试验所需施加的试验压强力按公式(1)计算：
.(1)
p=g×2%/D
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式中： p——试验压强，单位为兆帕(MPa)，结果保留至0.1MPa;
-参考应力，单位为兆帕（MPa），结果保留至0.1MPa；
a
% 原始参考壁厚，单位为毫米（mm），结果保留至0.005mm； D。—原始参考管壁中径，单位为毫米（mm），结果保留至0.005mm。
8.3.2按照规定的试验条件，输人试验压强，试验时间。 8.3.3升温至规定试验温度范围后，开始施加试验力。 8.3.4在开始记录试验时间前，样品应至少保温与保压10min，除非产品标准另有规定。 8.4温度和外径延伸的记录 8.4.1当试验温度与压强达到规定范围，并保温与保压不少于10min后，外径形变测量系统应记录试验起始参考外径Ds，且开始记录试验时间。 8.4.2试验过程中可持续测量样品形变参考外径Da，直至试验计时结束，并应记录试验结束参考外径 De.
注：外径的测量，宜在10s内读取不少于5次外径实测值，求平均数计算。 8.4.3在整个试验过程中应充分记录样品的温度，来证实满足试验条件。 8.4.4在整个试验过程中应连续记录或记录足够多的外径延伸数据来绘制外径变延伸率-时间曲线。 8.4.5当只测定规定时间的外径蠕变延伸率时，可不绘制外径变延伸率-时间曲线，只测定试验起始参考外径D，和试验结束参考外径De。 8.4.6当只测定规定时间的非弹性形变外径变延伸率时，可不绘制外径螨变延伸率-时间曲线，只测定非弹性形变试验起始参考外径D和非弹性形变试验结束参考外径Dai。
8.5试验中断 8.5.1当试验不满足试验条件范围时，应中断试验并停止计时。重新达到试验条件后，继续试验并继续计时。试验中断后，重新开始试验至试验条件的时间累计不应超过试验条件中试验时间的10%。 8.5.2对于每次试验意外中断的原因，应在试验条件恢复后，记录在试验记录中。例如：加热中断或停电。 8.5.3 当试验发生中断时，试验中断的数据可依据外径变延伸率-时间曲线中有效数据的线性进行模拟修正。 8.6外径蠕变延伸率-时间曲线
依据所记录的外径延伸率和时间，绘制外径蠕变延伸率-时间曲线，示意图见图1。
Ar
T
图1外径蟠变延伸率-时间曲线示意图
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9 试验数据处理
9.1试验数据处理
外径蠕变延伸率计算按公式(2)进行。
D.-D
AD=
·（2)
Ds
式中： AtD一—外径蠕变延伸率，单位为百分比（%），修约至0.01%； D。一试验结束参考外径，单位为毫米(mm），修约至0.005mm； D，—试验起始参考外径，单位为毫米（mm），修约至0.005mm。
9. 2 2试验数据修约
根据本文件第3章给出的定义计算相关试验结果，试验结果的表示应按以下规定和GB/T8170进行修约：
a) 规定温度(T)：1℃； b) 长度（L）：0.1mm； c) 原始参考外径（D。）：0.005mm； d) 形变参考外径（Da）：0.005mm； e) 非弹性形变试验起始参考外径（D）：0.005mm； f) 非弹性形变试验结束参考外径(Da）：0.005mm； g) 外径延伸（△D)：0.005mm； h) 非弹性形变外径延伸（△D）：0.005mm； i) 非弹性形变外径螨变延伸率（ArDi、ArDi25mm）：0.01%。
10测量不确定度
测量不确定度评定参见本文件附录A。
11 试验报告
11.1 试验报告应包含下列内容：
a) 样品的基本信息（包括样品编号，材料名称等）； b) 本文件编号（包括发布或出版年号）； c) 试验条件（包括试验温度、试验压强、试验时间）； d) 外径变延伸率； e) 与基本试验步骤的差异； f) 试验中观察到的异常现象； g) 试验日期。
11.2 本文件定义的试验条件和限定不应因测量结果的不确定度而调整，见附录A。 11.3 不应将试验结果与估测的测量不确定度组合起来评定产品是否符合相关产品标准，见附录A。
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