Устройство для коррозионно-механических испытаний плоских образцов

 

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет расширить функциональные возможности устройства путем обеспечения различных схем нагружения за счет установленной оппозитно первой второй электрохимической ячейки, при этом прижим, смонтированный на захватных устройствах 1 разрывной машины, включающий в себя два кронштейна 2, к которым прикреплены два рычага 3, свободные концы которых соединены с втулкой 4, в отверстие которой вставлен шток 5 с надетой на него пружиной 6 и опираемый на электрохимическую ячейку 7, создает дополнительное поджатие электрохимической ячейки 7 к образцу 9 в процессе приложения нагрузки (растяжение) по различным схемам нагружения. На устройствах 1 оппозитно смонтирован аналогичный прижим с электрохимической ячейкой 19, прижатой к образцу, причем геометрические размеры второй ячейки 19 могут быть большими, меньшими или равными размерам первой, а также вместо этой ячейки шток 23 может быть установлен непосредственно на образец, а жесткость пружины 24 выбираться в зависимости от заданного режима испытаний. 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для лабораторных испытаний на коррозионно-механическую прочность плоских образцов при повышенных температурах и давлении.

Известны устройства для коррозионно-механических испытаний образцов при высоких температурах и давлении, представляющие собой автоклав, в который помещен нагружаемый образец и электрод для электромеханических измерений.

Основным недостатком данных устройств является низкая точность измерений из-за наличия в коррозионной системе гальванических пар: контакт "захватные устройства-образец".

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для коррозионно-механических испытаний плоских образцов, включающее в себя коррозионную ячейку с измерительными электродами для определения электрохимических показателей скорости коррозии образца, прижим для герметичного крепления ячейки к исследуемой поверхности образца.

Данное устройство не позволяет производит коррозионно-механические испытания плоских образцов при различных схемах нагружения, встречающихся в реальных условиях эксплуатации, например, двухточечный изгиб с растяжением, что значительно снижает его функциональные возможности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения различных схем нагружения образцов.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для коррозионно-механических испытаний плоских образцов, содержащее два захвата с приводами их перемещения, шарнирно связанную с захватами посредством рычагов электрохимическую ячейку в виде подпружиненного стакана с кольцевой прокладкой на предназначенной для установки на образцах крышке стакана и прижима, выполненного в виде взаимодействующего с наружной поверхностью дна стакана штока с установленной на нем с возможностью перемещения втулкой, шарнирно связанной с рычагом, снабжено установленной оппозитно первой второй электрохимической ячейкой, причем геометрические размеры этой ячейки могут быть большими, меньшими или равными размерам первой, кроме того шток может быть установлен непосредственно на образец, а жесткость пружины выбрана в зависимости от заданного режима испытаний.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство.

На захватных устройствах 1 разрывной машины вмонтирован прижим, включающий в себя два кронштейна 2, к которым посредством болтов прикреплены два рычага 3, свободные концы которых также посредством болтов соединены с втулкой 4, в отверстие которой вставлен шток 5 с надетой на него пружиной 6, при этом один конец штока 5 опирается на электрохимическую ячейку 7, а на свободный конец штока с резьбой накручена прижимная гайка 8, которая фиксирует пружину 6 в заданном положении. Электрохимическая ячейка 7 прижата штоком 5 к плоскому образцу 9, установленному в захватные устройства 1 разрывной машины и зафиксированному установочными пальцами 10, через герметизирующее уплотнение 11. Внутрь ячейки 7, футерованной инертным материалом, вмонтированы посредством герметизирующих уплотнений вспомогательный электрод 12, капилляр электролитического ключа 13 с электродом 14 сравнения, электронагреватель 15, электроконтактный термометр 16, штуцера 17 и 18 для подвода и отвода агрессивной среды.

На захватных устройствах 1 разрывной машины оппозитно смонтирован аналогичный прижим, который поджимает к образцу 9 вторую электрохимическую ячейку 19 через герметизирующее уплотнение 20. Герметические размеры ячейки 19 в зависимости от схемы нагружения могут быть равными размерам ячейки 7 или размер может быть большим или меньшим. Ячейка 19 снабжена штуцерами 21 и 22 для подвода и отвода агрессивной среды, газа и т.п.

Кроме того, в зависимости от выбранной схемы нагружения вместо ячейки 19 шток 23 (аналогичный штоку 5) может быть установлен непосредственно на образец 9, при этом длины штока 23 и пружины 24 (аналогичной пружине 6) выбираются несколько большими.

На фиг. 2 изображены возможные варианты схем нагружения при коррозионно-механических испытаниях плоских образцов (фиг. 2,а, в, г растяжение с двухточечным изгибом; фиг. 2,б растяжение с одноточечным изгибом).

Устройство работает следующим образом.

Образец 9 устанавливается в захватные устройства 1 разрывной машины и фиксируется установочными пальцами 10, на наружную поверхность образца 9 через герметизирующее уплотнение 11 устанавливается электрохимическая ячейка 7 с вмонтированными измерительными электродами 12 и 14, а также электронагревателем 15, электроконтактным термометром 16 и штуцерами 17 и 18. Для сборки прижима в втулку 4 вставляется шток 5 с надетой на него пружиной 6 и на свободный конец штока 5 с резьбой накручивается прижимная гайка 8. Рычаги 3 посредством болтов соединяются с втулкой 4. После этого прижим в сборе монтируется на захватных устройствах 1 путем соединения рычагов 3 посредством болтов с кронштейнами 2. Скручиванием прижимной гайки 8 со свободного конца штока 5, который перемещается в отверстие втулки 4 под действием упругой силы пружины 6, обеспечивается начальное поджатие электрохимической ячейки 7 к образцу 9.

Измерительные электроды 12 и 14, включая рабочий электрод (образец 9) подсоединяются к измерительной аппаратуре, например потенциостату. Электронагреватель 15 и электроконтактный термометр 16 подключаются к терморегулятору, а штуцера 17 и 18 для подвода и отвода агрессивной среды к циркуляционному контуру, который выполняется полностью из инертных материалов, например фторопласта.

На обратной стороне захватных устройств, монтируется аналогичный прижим, в случае двухточечного изгиба (фиг. 2,а,в,г на обратной стороне образца 9 устанавливается оппозитно первой вторая электрохимическая ячейка 19. Жесткость пружины 24 выбирается в зависимости от условий испытания Q > Q₁, Q < Q₁, Q Q₁. Для создания необходимой атмосферы в ячейке 19 штуцера 21 и 22 подсоединяются к соответствующей аппаратуре, например циркуляционному контуру с агрессивной средой, газом и т.п.

В случае одноточечного изгиба вместо электрохимической ячейки 19 шток 23 и пружина 24 делаются несколько удлиненными (на высоту ячейки) и шток 23 устанавливается непосредственно на образец 9. Жесткость пружины 24 также выбирается в зависимости от условий испытаний Q > Q₁, Q < Q₁, Q Q₁.

В электрохимических ячейках 7 и 19 создаются заданные режимы испытаний по температуре, давлению, скорости потока агрессивной среды. При растяжении образца 9, т.е. при перемещении захватных устройств 1 разрывной машины угол между рычагами 3 и плоскостью образца 9 уменьшается, втулка 4 опускается по штоку 5, давит на пружину 6, которая, в свою очередь, передает усилие сжатия электрохимической ячейке 7, что создает дополнительное усилие поджатия и заданную величину изгиба в образце 9. Собранный прижим ячейки 19 работает аналогично.

Электрохимические измерения проводятся по стандартным методикам. Для предотвращения разрушения устройства в электрической схеме разрывной машины предусматриваются концевые выключатели, срабатывающие при разрушении образца и отключающие нагружающую систему и циркуляционные контуры.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРОЗИОННО-МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ПЛОСКИХ ОБРАЗЦОВ, содержащее два захвата с приводами их перемещения, шарнирно связанную с захватами посредством рычагов электрохимическую ячейку в виде подпружиненного стакана с кольцевой прокладкой на предназначенной для установки на образцах крышке стакана и прижима, выполненного в виде взаимодействующего с наружной поверхностью дна стакана штока с установленной на штоке с возможностью перемещения втулкой, шарнирно связанной с рычагом, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения различных схем нагружения, устройство снабжено установленной оппозитно первой второй электрохимической ячейкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2