Способ массовых испытаний лёгких сплавов на коррозионное растрескивание под напряжением

Авторы патента:

G01N17/00 - Исследование устойчивости материалов к атмосферному или световому воздействию; определение антикоррозионных свойств

Владельцы патента RU 2571177:

Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") (RU)

Предлагаемое изобретение относится к области исследования и контроля качества легких сплавов для авиационных и других тяжело нагруженных изделий. Испытания проводятся в специальном растворе на нагруженных до заданных растягивающих напряжений образцах. Способ испытания легких сплавов на коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) включает в себя горизонтальное расположение образцов в виде нескольких цепочек с горизонтальным размещением внизу нагружающих рычагов с грузами и подведения агрессивной среды по заданному циклу, при этом каждая цепочка монтируется на отдельном блоке, а подача нагрузки на образцы каждого блока производится призматическим устройством через рычажный механизм каждого блока. Этим обеспечивается высокая точность нагружения, исключается взаимовлияние на различных блоках и уменьшается рассеяние результатов до уровня, требуемого для испытания на КРН. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Предлагаемое изобретение относится к области исследования и контроля качества алюминиевых, магниевых и титановых сплавов для авиационных и других тяжело нагруженных изделий. Испытания проводятся в специальном растворе на нагруженных до заданных растягивающих напряжений образцах.

Известен способ оценки стойкости сварных изделий из низкоуглеродистых сталей к коррозионному растрескиванию под напряжением (патент РФ №2506564, G01N, 31.08.2012). Метод основан на использовании установки рычажного типа, в которой испытывается всего один образец. Исключается возможность испытания большего количества образцов. Оценка результатов испытания производится путем определения микротвердости материала образца после проведения процесса нагружения образца в установке. Метод недостаточно информативный, трудоемкий и малопроизводительный.

Известен также способ испытания, описанный в патенте «Установка для испытания материалов на абразивное изнашивание» (патент РФ 2020460, G01N 17/00, 30.09.1994). Способ обеспечивает более высокую точность результатов, но при этом также используется установка рычажного типа для испытания одного образца. Метод менее трудоемок, но также отличается низкой производительностью.

Наиболее близким решением по технической сущности к предлагаемому способу является способ испытания коррозионного растрескивания под напряжением на установке «Сигнал». Эта установка разработана в России (ОАО «ВИЛС») и является единственной в мире установкой для высокопроизводительного испытания на коррозионное растрескивание под напряжением легких сплавов. В этой установке заложен принцип испытания образцов, расположенных в виде цепочки горизонтально. Параллельное размещение нескольких цепочек позволяет испытать на них до 200 малогабаритных образцов («Методы контроля и исследования легких сплавов» под ред. Ю.М. Вайнблата; М.: Металлургия, 1985, с. 384) - прототип. Недостатком этого способа является неточная передача нагрузки за счет использования недостаточно жесткой тросовой системы и размещение всех цепочек на одной общей раме, обеспечивающей одновременное нагружение всех цепочек, что не исключает взаимовлияния нагружающих систем и чрезмерно увеличивает рассеяние результатов определения коррозионного поражения.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что нагрузка на испытательную цепочку передается с помощью призматической системы, обеспечивающей точную передачу нагрузки на образцы за счет жесткости конструкции. Кроме того, каждая цепочка монтируется на отдельном блоке, образцы в которой нагружаются и испытываются независимо от других блоков (Рис. 1). В установке может быть задействовано несколько независимых блоков (от 4 до 8)

Испытания на коррозионное растрескивание проводятся следующим образом.

В расположенной в горизонтальной плоскости общей ванне 1 установки закрепляют в специальные зажимы 2 смонтированные в цепочку испытуемые образцы 3. Создают отдельно для каждого блока необходимую нагрузку путем перемещения по рычагу 4 специального груза 5, расположенного в нижней части установки. Передача нагрузки на цепочку образцов осуществляется с помощью призматического устройства 6.

Это устройство и разделение испытаний на самостоятельные блоки позволяют исключить взаимовлияние расположенных параллельно цепочек образцов на возможные колебания нагрузки и использовать компьютер для регистрации времени до их разрушения.

С помощью барашка 7 выбирают люфт в цепочке образцов, включают насос 8, и в ванну 1 подается раствор, являющийся коррозионной средой для испытания. Путем введения в рабочее положение груза 5 и с помощью призматического устройства 6 обеспечивают расчетную нагрузку на цепочку образцов. Далее проводят испытания согласно принятому режиму.

Параллельно расположенные отдельные блоки монтируются на общем жестком основании, что позволяет создать единую систему для испытания большого количества образцов на ограниченном пространстве. Могут испытываться образцы плоские, круглые, кольцевые и с предварительно выращенной усталостной трещиной. Горизонтальное расположение устройств для испытания и нагружения образцов позволяет создать эффективную систему подведения коррозионной среды автоматически по заданному циклу.

Пример

Испытания проводились при переменном погружении в 3%-ный раствор хлористого натрия (табл. 1).

В таблице рассматриваются результаты испытаний сопротивления КРН самого распространенного в авиации алюминиевого сплава В95_пчТ3 при заданной растягивающей нагрузке. В графе 1 представлены результаты испытания партии прессованной полосы, задержанной предварительно из-за пониженного значения электропроводимости (ЭПр) - 21 МСм/м. Испытания на сопротивление КРН по предлагаемому способу также показали непригодность материала из-за быстрого разрушения образцов (менее 10 суток) при напряжении 294 МПа по ОСТ 1 92133-2002.

В графах 2, 3 рассматривается вариант партии сплава, признанной пригодной по показателю ЭПр - 22,5 МСм/м. По предлагаемому способу определения сопротивление КРН эта партия также считается годной.

Однако при определении сопротивление КРН по способу, описанному в прототипе, получен большой разброс результатов испытания, что не позволяет считать их корректными, а материал пригодным для эксплуатации в авиационных изделиях.

Недопустимый разброс результатов в этом случае вызван взаимовлиянием нагрузки на различных цепочках, жестко связанных общей рамой.

Испытания показали, что предлагаемый способ с большой надежностью выявляет склонность материала к КРН, чем существенно превосходит возможности прототипа.

Использование предлагаемого способа позволит исключить разрушения и аварии вследствие коррозионного растрескивания под напряжением изделий фюзеляжа самолета.

Способ испытания легких сплавов на коррозионное растрескивание под напряжением, включающий горизонтальное расположение образцов в виде нескольких цепочек с горизонтальным размещением внизу нагружающих рычагов с грузами, подведение агрессивной среды по заданному циклу, отличающийся тем, что каждая цепочка монтируется на отдельном блоке, а передача нагрузки на образцы каждого блока производится призматическим устройством через рычажный механизм каждого блока.

Изобретение относится к методу неразрушающего магнитного контроля локальных зон повышенной коррозионной активности протяженных стальных металлоконструкций и их контактируемых элементов.

Способ контроля эрозионной опасности дождя // 2567155

Изобретение относится к способам контроля эрозионной опасности дождя. Осуществляют заполнение пор почвенного образца окрашенной водой.

Система для исследования высокотемпературных отложений // 2564377

Изобретение относится к технологии нагрева отдельных участков в аппаратах, предназначенных для исследования образования отложений в жидкостях на стенках труб при повышенных температурах (высокотемпературные отложения).

Контроль эрозионной опасности дождя // 2550492

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к противоэрозионным исследованиям почвы. В поровую жидкость вводят водный раствор полиакриламида.

Устройство для измерения динамического действия дождя на почву // 2549219

Устройство относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для измерения динамического действия дождя на почву. В корпусе установлена пористая измерительная пластина, поры которой заполнены водой, эластичный экран с датчиками, электрически связанными с прибором индикации.

Способ повышения достоверности вихретокового неразрушающего дефектоскопического контроля // 2547153

Изобретение относится к способам испытаний и вихретокового контроля (ВТК) изделий. Способ повышения достоверности вихретокового неразрушающего дефектоскопического контроля состоит в том, что перед проведением ВТК изделие нагружают нагрузкой, достаточной для раскрытия гипотетического дефекта типа трещины в месте контроля до величины, которая обеспечила бы повышенную выявляемость дефекта и сделала его выявляемым.

Способ повышения достоверности контроля герметичности изделий // 2542684

Изобретение относится к способам испытаний герметичности изделий. Для повышения достоверности контроля герметичности изделий определяют действующее во время эксплуатации напряжение σэ в изделии, определяют максимально допустимое напряжение в изделии σдоп, нагружают изделие и создают в нем напряжение величиной от 1,25σэ до 0,97σдоп, сбрасывают нагрузку полностью и проводят контроль герметичности изделия.

Способ повышения эффективности эксплуатации изделий // 2542683

Изобретение относится к способам обеспечения надежности изделий при эксплуатации. Для повышения эффективности эксплуатации изделий определяют среднюю продолжительность tк контроля изделия, среднюю длительностью tр ремонта изделия, стоимость Ур ремонта изделия в единицу времени, стоимость Ук контроля изделия в единицу времени, прибыль ∋о в единицу времени от эксплуатации изделия без отказов, среднее число отказов В(k) изделия в единицу времени при числе контролей k, составляют зависимость эффективности ∋ эксплуатации изделия от упомянутых параметров надежности, контроля и ремонта.

Способ определения коррозионной активности воздушной среды // 2536770

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к индустрии контроля воздушной среды с целью учета ее агрессивного действия как на человека, так и на создаваемые им материальные объекты.

Способ оценки коррозионной активности реактивных топлив // 2536287

Изобретение относится к лабораторным методам оценки коррозионной активности реактивных топлив. Способ оценки коррозионной активности реактивных топлив заключается в определении убыли веса медьсодержащего материала, помещенного в топливо, до и после испытания, при повышенной температуре.

Способ экспериментального определения градиента изменения длительной прочности нагруженного и корродирующего бетона и устройство для его осуществления // 2571307

Изобретение относится к области строительства, в частности к определению изменения длительной прочности бетона во времени эксплуатируемых под нагрузкой в условиях внешней агрессивной среды бетонных и железобетонных конструкций. Сущность: отслеживается разница между деформациями, получаемыми в результате испытания образца на одновременное силовое нагружение и воздействие агрессивной среды, и заранее протарированными данными, полученными испытаниями на длительную прочность образцов в условиях только силового нагружения, осуществляется контроль нагрузки на образец и своевременное ее снижение таким образом, что напряжения в сечении образца остаются постоянными до начала разрушения образца. Устройство содержит резервуар, заполненный агрессивным раствором, раму силовой установки, подвижную и неподвижную траверсы с цилиндрическими шарнирами для реализации сосредоточенного нагружения на железобетонный образец. В качестве нагрузочного устройства использована рычажная система с применением в качестве груза воды, заполняющей резервуар, оборудованный отводной трубкой с вентилем, работа которого регулируется изменением показателей тензометрических приборов на образце. Технический результат: возможность экспериментально определять градиент изменения длительной прочности во времени от начала приложения нагрузки и коррозионного воздействия среды до разрушения опытного образца нагруженного и корродирующего бетона при заданном неизменном значении напряжений в сечении образца с использованием более усовершенствованной по сравнению с прототипом модели испытательного стенда. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ нанесения межкристаллитных коррозионных поражений на алюмиевые сплавы // 2572075

Изобретение относится к области проведения коррозионных испытаний алюминиевых сплавов. Способ нанесения межкристаллитных коррозионных поражений на деталь из алюминиевого сплава, в котором деталь обрабатывают путем наложения на нее анодного тока в водном электролите, содержащем хлорид натрия. При этом деталь обрабатывают в водном электролите, содержащем 0,1-10 мас. % сульфата натрия и 0,1-1 мас. % хлорида натрия, либо в потенциостатическом режиме при потенциале анодного растворения, соответствующем значению, установившемуся при плотности анодного тока 0,005-0,05 А/см2, наложенного на материал обрабатываемой детали, с предварительной обработкой детали путем наложения на нее анодного тока в потенциостатическом режиме при более положительном потенциале анодного растворения, чем вышеупомянутый, либо в гальваностатическом режиме с плотностью анодного тока 0,005-0,05 А/см2. Техническим результатом является снижение времени испытаний на межкристаллитную коррозию алюминиевого сплава при снижении агрессивности среды во время нанесения коррозионных поражений с использованием анодной поляризации, а также обеспечение возможности проводить испытания по нанесению коррозионных поражений межкристаллитного характера на алюминиевые сплавы при совместном воздействии усталостных нагрузок и коррозионной среды. 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 пр.

Способ оценки каталитической трубки установки риформинга природного газа // 2572638

Настоящее изобретение относится к способу оценки каталитической трубки для риформинга природного газа. Способ оценки каталитической трубки установки для риформинга природного газа заключается в том, что проводится измерение температуры множества каталитических трубок (этап S1). Затем производится выбор оцениваемых образцов (этап S2) на основании результатов замера температуры. Далее вычисляется степень раздутия коротких элементов и выводов (этап S3), которые образуют каталитические трубки, выбранные в качестве оцениваемых образцов. При этом если степень раздутия основного корпуса каталитической трубки меньше контрольного значения (определяемого на этапе S7) и значение, полученное при помощи индукционной дефектоскопии (на этапе S8), меньше контрольного значения, остаточный ресурс каталитической трубки оценивается методом реплик (этапы S9-S14). Техническим результатом является создание способа оценки каталитической трубки установки для риформинга природного газа, при помощи которого обеспечивается относительно простая оценка остаточного ресурса всех каталитических трубок, которые состоят из основных корпусов каталитической трубки, коротких элементов и выводов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Измерение эрозионной опасности дождя // 2578534

Изобретение относится к способам измерения эрозионной опасности дождя. По слоям почвенного образца размещают группы меченых почвенных частиц. Почвенный образец поливают каплями дождя. После чего измеряют радиусы разлета почвенных частиц и их метки. По максимальной величине радиуса разлета и меткам почвенных частиц измеряют эрозионную опасность дождя. Обеспечивается расширение функциональных возможностей способа, заключающееся в возможности определения, из какого слоя почвенного образца вылетают почвенные частицы.

Способ испытания трубных сталей на коррозионное растрескивание под напряжением // 2582911

Изобретение относится к коррозионным испытаниям, а именно к способам испытания высокопрочных сталей на склонность к коррозионному растрескиванию. Способ испытания трубных сталей на коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) заключается в том, что сперва вырезают модельный образец прямоугольной формы, его очищают от загрязнения, обезжиривают и высушивают. Затем на рабочей части модельного образца закрепляют герметичную ячейку с коррозионным раствором и между металлической поверхностью рабочей части упомянутого образца и внутренней поверхностью ячейки с коррозионным раствором помещают пластину из пористого неметаллического материала. Далее перед началом испытания выполняют тарировку модельных образцов путем определения соответствия между величиной прикладываемого усилия или перемещения захвата и величиной возникающих на внешней поверхности образцов напряжений. Затем нагружают модельный образец, задавая начальную нагрузку на него σ0=σт, где σт - предел текучести трубной стали. Далее выбирают режим циклического нагружения и проводят ступенчатое статическое нагружение модельного образца, увеличивая напряжения в нем с шагом 30 МПа, не изменяя при этом коэффициент асимметрии по напряжению и частоту циклов. Затем испытания проводят до зарождения трещин и по результатам проведенных экспериментов строят график зависимости величины перемещения захвата (S) испытуемого модельного образца трубной стали от числа циклов (N) нагружения, на котором по изменению наклона (появлению перегиба на прямой S-N) фиксируют момент зарождения трещин. После завершения испытаний освобождают модельный образец от ячейки с коррозионной средой и исследуют поверхность рабочей части образца с применением оптических средств измерения, а сопротивление сталей КРН оценивают по результатам испытания не менее чем на двух образцах. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей. 6 ил., 1 табл.

Способ контроля режима работы протекторной защиты стальных корпусов кораблей и судов // 2589246

Изобретение относится к контролю режима работы систем протекторной защиты стальных корпусов кораблей и судов. Способ контроля режима работы систем протекторной защиты стальных корпусов кораблей и судов включает периодическое измерение потенциала корпуса в контрольных точках по длине корпуса с помощью переносного электроизмерительного прибора и переносного электрода сравнения. Совместно с измерением потенциала корпуса в контрольных точках также измеряют силу тока в измерительной электрической цепи, образованной корпусом судна, электроизмерительным прибором, присоединенным к корпусу, электродом сравнения, подключенным к электроизмерительному прибору, и водой. Затем на основе сравнения с допустимыми значениями, как потенциала корпуса судна, так и измеренной силы тока оценивают состояние протекторов, лакокрасочного покрытия и водонепроницаемости корпуса судна. Технический результат заключается в повышении информативности результатов контроля режима работы систем протекторной защиты стальных корпусов кораблей и судов и уменьшении требуемого количества технических средств контроля, исключение из средств контроля сложного водолазного оборудования.

Способ определения степени коррозионного поражения силовых конструкций летательного аппарата из алюминиевых сплавов // 2593528

Изобретение относится к области принятия решений о продлении срока службы летательных аппаратов после 25 лет эксплуатации. Способ заключается в прогнозировании степени коррозионного поражения с помощью метода нечеткого логического вывода на основе априорных данных о свойствах конструкционного материала конструкции, условиях эксплуатации летательного аппарата, режиме эксплуатации и сроке службы после последнего ремонта. Способ определения степени коррозионного поражения силовых конструкций летательного аппарата из алюминиевых сплавов характеризуется расчетом коэффициента коррозионного поражения летательного аппарата, показывающего техническое состояние летательного аппарата с высоким сроком службы, на основе исходных данных о содержании хлорид-ионов, сернистого газа в атмосфере, среднегодовой влажности и температуре воздуха в точке базирования летательного аппарата и о наработке и сроке службы летательного аппарата, использованием для расчета коэффициента коррозионного поражения воздушного судна математического аппарата нечеткой логики. Техническим результатом является обеспечение возможности прогнозировать риск возникновения и развития опасного коррозионного поражения силовых элементов конструкции ЛА. 5 ил., 3 табл.

Способ оценки стойкости к коррозионному растрескиванию под напряжением низколегированных трубных сталей // 2611699

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к оценке стойкости против коррозионного растрескивания под напряжением (КРН) низколегированных сталей, предназначенных для строительства магистральных газо- и нефтепроводов. Испытуемые образцы помещают в электролитическую ячейку с суспензией грунта при нейтральном pH, с приложением к нему потенциала катодной защиты -1,2 В (н.в.э.) при замедленном нагружении до разрушения с постоянной скоростью относительной деформации 10-5 с-1, устанавливаемой непосредственным регулированием испытательной машины, а о снижении стойкости к разрушению судят по снижению относительного сужения и времени до разрушения, определяемых как отношение времени до разрушения и относительного сужения образца, испытанного в суспензии грунта при потенциале катодной защиты -1,2 В (н.в.э.), к тому же значению на воздухе. Техническим результатом является сокращение длительности и упрощение производимых операций для получения достоверной экспресс-оценки стойкости низколегированных сталей к коррозионному растрескиванию под напряжением. 1 ил., 5 табл.

Способ оценки защитной концентрации летучих ингибиторов коррозии в фазовой пленке влаги, формирующейся на поверхности металла // 2619138

Изобретение относится к электрохимическому способу оценки защитной концентрации летучих ингибиторов коррозии (ЛИК), которые абсорбируются в фазовой пленке влаги, формирующейся на поверхности металла. Способ включает в себя следующие этапы: определение весовым методом момента времени, к которому скорость коррозии на металлических образцах достигает постоянного значения, а концентрация летучего ингибитора становится достаточной для их противокоррозионной защиты (защитной); получение на дистиллированной воде, абсорбировавшей за этот момент времени летучий ингибитор в замкнутом объеме, раствора электролита; сопоставление поляризационных кривых этого электролита с поляризационными кривыми того же электролита с введенными в него заданными концентрациями летучего ингибитора. Техническим результатом является экспресс-оценка защитной концентрации ЛИК любой природы в фазовой пленке влаги на металле. 3 ил.

Адаптивная система автоматической коррекции работы станций катодной защиты // 2621882

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для автоматической коррекции величины защитного потенциала по длине трубопровода для его эффективной защиты. Система содержит ведущую и ведомые станции катодной защиты, корректируемые задатчики величины начального защитного потенциала, электроды сравнения, блоки сравнения потенциала удаленных точек, линию связи, силовые модули, датчики нагрузки силовых модулей, электроды сравнения, нормирующие усилители потенциала удаленных точек, нормирующие усилители потенциала ведомых станций катодной защиты, нормирующие усилители потенциала ведущей станции катодной защиты, нормирующие усилители датчиков нагрузки силовых модулей ведущей и ведомых станций катодной защиты. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности защиты газопровода от коррозии посредством контроля значений защитного потенциала по длине газопровода и в удаленных точках для поддержания равномерного его распределения и управления величиной нагрузки ведущей и ведомых станций катодной защиты при работе на единый газопровод для компенсации воздействия внешних нестационарных электрических полей от различных источников. 1 ил.