Установка для механических испытаний в условиях малоциклового нагружения образцов из токсичных материалов



Владельцы патента RU 2579643:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" (RU)
Федеральное Государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)

Изобретение относится к механическим испытаниям, а конкретно к испытаниям токсичных материалов на растяжение в условиях малоциклового нагружения в вакууме при повышенных температурах. Установка содержит вакуумируемую рабочую камеру с захватами для образца, механизм нагружения, представляющий собой рычаг с грузом, соединенный с одной стороны с захватом, а с другой с гидравлическим домкратом, снабженным управляемым клапаном, нагреватель образца, протоки охлаждения, выполненные, по крайней мере, в одном из захватов, регистрирующую аппаратуру, установленную непосредственно на рабочей части образца и на охлаждаемом захвате, сигналы с которой поступают на контрольно-измерительную аппаратуру, а с нее на ПЭВМ. Груз подвешен к рычагу через металлическую проволоку, на участке которой имеются зажимы, соединенные с клеммами аккумулятора, один из которых соединен через тиристор, управляемый через блок сравнения регистрирующей аппаратурой, установленной на образце. Технический результат: возможность получения диаграмм деформирования в условиях малоциклового нагружения со скоростями деформирования в диапазоне 10-2-10-4 с-1 с одновременной защитой персонала и окружающей среды от воздействия испытуемых токсичных материалов за счет имеющейся двойной герметизации образцов из токсичных материалов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к механическим испытаниям, а конкретно к испытаниям токсичных материалов на растяжение в условиях малоциклового нагружения в вакууме при повышенных температурах.

Известна установка для механических испытаний материалов в различных средах при высоких температурах и давлениях (патент RU 2240531 с приоритетом от 26.02.03, опубликован 20.11.2004, G01N 3/18), которая содержит рабочую камеру с захватами для образца, механизм нагружения, нагреватель, средства подачи газовой среды и контрольно-измерительную аппаратуру, при этом стенки и фланцы рабочей камеры снабжены рубашкой охлаждения, штанги захватов образца и тоководы нагревателя имеют протоки охлаждения, с внутренней стороны рубашки охлаждения расположена теплоизолирующая конструкция, кроме того, на входе в рабочую камеру газовой среды дополнительно введены подпитывающий расширительный бачок с поршнем и регулятором подачи управляющего газа, а нагреватель выполнен в форме спирали и расположен в рабочей камере таким образом, что образец находится внутри спирали.

Недостатком известной машины является невозможность ее использования для механических испытаний образцов токсичных материалов при повышенных температурах без ее конструктивной доработки, что повлечет за собой усложнение конструкции и удорожание испытаний.

Известна установка для механических испытаний образцов из токсичных материалов при повышенных температурах (патент RU 2400728 с приоритетом от 28.09.2009), которая содержит рабочую камеру с захватами для образца, механизм нагружения, нагреватель, регистрирующую аппаратуру, рубашку охлаждения, протоки охлаждения, выполненные, по крайней мере, в одном из захватов, рабочая камера помещена в герметичный перчаточный бокс для исследования образца из токсичных материалов, регистрирующая аппаратура установлена непосредственно на рабочей части образца и на охлаждаемом захвате, механизм нагружения представляет собой рычаг с грузом, соединенный с одной стороны с захватом, а с другой - с гидравлическим домкратом с клапаном, в герметичной рабочей камере в течение периода испытаний поддерживается вакуум, сигналы с регистрирующей аппаратуры поступают на контрольно-измерительную аппаратуру, а с нее на ПЭВМ. Кроме того, захваты снабжены шарнирами, нагреватель снабжен распределителем тепла для выравнивания температурного поля, регистрирующая аппаратура состоит из дифференциально-трансформаторных датчиков измерения деформации и охлаждаемого тензодинамометра.

Недостатком известной установки является невозможность ее использования в условиях малоциклового нагружения образцов токсичных материалов.

Данная установка выбрана в качестве прототипа.

Задачей, стоящей перед авторами предполагаемого изобретения, является разработка установки для механических испытаний в условиях малоциклового (3-5 циклов) нагружения образцов из токсичных материалов при повышенных температурах с возможностью нагружения образца до заданного значения уровня деформирования и последующей разгрузки.

Техническим результатом предлагаемого решения является возможность получения диаграмм деформирования в условиях малоциклового нагружения со скоростями деформирования в диапазоне 10-2-10-4 с-1 с одновременной защитой персонала и окружающей среды от воздействия испытуемых токсичных материалов за счет имеющейся двойной герметизации образцов из токсичных материалов.

Технический результат достигается тем, что в установке для механических испытаний в условиях малоциклового нагружения образцов из токсичных материалов, содержащей вакуумируемую рабочую камеру с захватами для образца, механизм нагружения, представляющий собой рычаг с грузом, соединенный с одной стороны с захватом, а с другой - с гидравлическим домкратом, снабженным управляемым клапаном, нагреватель образца, протоки охлаждения, выполненные по крайней мере, в одном из захватов, регистрирующую аппаратуру, установленную непосредственно на рабочей части образца и на охлаждаемом захвате, сигналы с которой поступают на контрольно-измерительную аппаратуру, а с нее -на ПЭВМ, согласно изобретению, груз подвешен к рычагу через металлическую проволоку, на участке которой имеются зажимы, соединенные с клеммами аккумулятора, один из которых соединен через тиристор, управляемый через блок сравнения регистрирующей аппаратурой, установленной на образце.

Рабочая камера помещена в герметичный перчаточный бокс.

Возможность осуществления малоциклового нагружения образца при растяжении достигается пережиганием металлической проволоки, на которой подвешен к рычагу груз. Это происходит при достижении заданного значения уровня деформирования испытуемого образца, который отслеживается блоком сравнения, который, в свою очередь, сравнивает уровень сигнала с датчиков измерения деформации и заранее заданное значение. При достижении заданного значения деформации образца блок сравнения посылает управляющий сигнал на тиристор, который, в свою очередь, позволяет подать напряжение с аккумулятора через зажимы на участок проволоки для подвеса груза, пережигая ее за короткое время. Таким образом, разрывается силовая цепь, и образец оказывается разгруженным. При неоднократном (3-5 раз) повторении испытания с заменой проволоки для подвеса груза достигается малоцикловое нагружение при растяжении.

Скорости деформирования в диапазоне 10-2-10-4 с-1 осуществляются применением домкрата с управляющим клапаном.

Защита персонала и окружающей среды от воздействия испытуемых токсичных материалов осуществляется за счет применения герметичной вакуумной камеры и герметичного перчаточного бокса.

Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает возможность проведения механических испытаний в условиях малоциклового нагружения при растяжении образов из токсичных материалов при повышенных температурах со скоростями нагружения 10-2-10-4 с-1.

На фиг. 1 показан пример схемы установки для механических испытаний в условиях малоциклового нагружения образцов из токсичных материалов при повышенных температурах, где:

1 - поддон;

2 - груз;

3 - рычаг;

4 - активный захват;

5 - образец;

6 - дифференциально-трансформаторные датчики измерения деформаций;

7 - охлаждаемый захват-динамометр;

8 - гидравлический домкрат;

9 - шарниры;

10 - силовая рама;

11 - охлаждаемый кожух;

12 - нагреватель с распределителем;

13 - крышка;

14 - колпак;

15 - блок сравнения;

16 - аккумулятор;

17 - тиристор;

18 - зажимы;

19 - проволока для подвеса груза.

Рабочая камера размещена в герметичном перчаточном боксе (на фиг. 1 не показан).

В состав механизма нагружения входит рычаг 3, с одной стороны к которому присоединен активный захват 4. С противоположной стороны к рычагу 3 на поддон 1 укладывается груз 2. Груз 2 может поддерживаться гидравлическим домкратом 8 с управляемым клапаном (на фиг. 1 не показан). В исходном состоянии вес груза 2 воспринимается гидравлическим домкратом 8 полностью, вследствие чего образец 5 не нагружен. При проведении испытания гидравлический домкрат 8 разгружается, и нагрузка плавно передается от домкрата 8 на рычаг 3, а через него - на образец 5. Образец 5 закрепляется в активном захвате 4 и охлаждаемом захвате-динамометре 7 через шарниры 9. Силовая цепь через охлаждаемый захват-динамометр 7, образец 5, активный захват 4 и силовую раму 10 замыкается на крышку 13. Охлаждаемый захват-динамометр 7 одновременно является тензодинамометром для измерения усилия, прикладываемого к образцу 5. Измерение удлинения рабочей части образца 5 производится дифференциально-трансформаторными датчиками измерения деформаций 6. Охлаждаемый захват-динамометр 7 и дифференциально-трансформаторные датчики измерения деформаций 6 представляют собой регистрирующую аппаратуру. В испытаниях при повышенной температуре применяется электрический нагреватель с распределителем 12 для создания равномерного температурного поля, который позволяет производить нагрев образца 5 в интервале температур 20…600°С. Охлаждаемый кожух 11, крышка 13 и колпак 14 образуют герметичную полость для создания вакуума, предотвращающего коррозию образцов из токсичных материалов при их испытании с повышенной температурой. Вакуум в герметичной рабочей камере поддерживается в течение всего периода испытаний. В испытаниях с повышенной температурой во избежание нагрева охлаждаемого захвата-динамометра 7, расположенного в непосредственной близости к нагретому образцу 5, и связанного с этим искажения его показаний, последний охлаждается изнутри проточной водопроводной водой (на фиг. 1 не показано). Температура образца измеряется хромель-копелевой термопарой (на фиг. 1 не показана).

При нагружении образца 5 грузами 2 через рычаг 3 дифференциально-трансформаторные датчики измерения деформаций 6 регистрируют изменение электрического сигнала, величина которого однозначно связана с деформацией образца 5. Этот сигнал поступает на блок сравнения 15, в котором сравнивается величина сигнала с датчиков 6 и заранее заданное значение. По достижении сигнала с датчиков 6 до заранее заданного уровня, блок сравнения 75 подает управляющий импульс на тиристор 17, который, открываясь, позволяет подать напряжение с аккумулятора 16 через зажимы 18 на проволоку для подвеса груза 19, пережигая ее за короткое время. Таким образом, разрывается силовая цепь, образец 5 оказывается разгруженным и завершается первый цикл испытаний.

При неоднократном (3-5 раз) повторении испытания с заменой проволоки для подвеса груза достигается малоцикловое нагружение при растяжении.

Благодаря заявляемой совокупности признаков решения появляется возможность механических испытаний в условиях малоциклового нагружения образцов из токсичных материалов при повышенных температурах с возможностью нагружения образца до заданного значения уровня деформирования и последующей разгрузки.

Изготовлен опытный образец установки, испытан, результаты подтвердили работоспособность установки и получение нового технического результата.

1. Установка для механических испытаний в условиях малоциклового нагружения образцов из токсичных материалов, содержащая вакуумируемую рабочую камеру с захватами для образца, механизм нагружения, представляющий собой рычаг с грузом, соединенный с одной стороны с захватом, а с другой с гидравлическим домкратом, снабженным управляемым клапаном, нагреватель образца, протоки охлаждения, выполненные, по крайней мере, в одном из захватов, регистрирующую аппаратуру, установленную непосредственно на рабочей части образца и на охлаждаемом захвате, сигналы с которой поступают на контрольно-измерительную аппаратуру, а с нее - на ПЭВМ, отличающаяся тем, что груз подвешен к рычагу через металлическую проволоку, на участке которой имеются зажимы, соединенные с клеммами аккумулятора, один из которых соединен через тиристор, управляемый через блок сравнения регистрирующей аппаратурой, установленной на образце.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что рабочая камера помещена в герметичный перчаточный бокс.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов с памятью формы, а именно сплавов на основе никелида титана, и может быть использовано во всех областях народного хозяйства для определения и контроля радиальных напряжений термомеханического возврата, необходимых для обеспечения работоспособности соединений при сборке конструкций с помощью муфт из материала с эффектом памяти формы.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к высокотемпературным испытаниям на прочность, и может быть использовано при исследовании свойств наплавленного металла, обладающего высокой твердостью, на установках тепловой микроскопии.

Изобретение относится к испытательному оборудованию, а конкретно к оборудованию для испытаний на статические силовые воздействия при повышенных температурах. Установка содержит силовую раму, тепловую камеру с нагревателем и крышкой, приспособление для установки в камере объекта испытаний (ОИ), механизм растягивающего нагружения, протоки охлаждения, регистрирующую аппаратуру, связанную с ПЭВМ.

Изобретение относится к механическим испытаниям, а конкретно к испытаниям токопроводящих материалов с целью получения диаграммы деформирования при одноосном растяжении и импульсном нагреве в вакууме или инертной среде.

Изобретение относится к способам определения термомеханических характеристик полимерных композиционных материалов, конкретно к способам определения температуры стеклования Tc, температуры α-перехода Tα температуры начала перехода из стеклообразного состояния в высокоэластичное Tнп и теплостойкости.

Изобретение относится к технике волоконно-оптической связи и может быть использовано для испытания стойкости оптического кабеля (ОК), предназначенного для прокладки в защитном полимерном трубопроводе (ЗПТ), к действию замерзающей воды в ЗПТ.

Изобретение относится к лабораторной испытательной технике, а именно к устройству для формирования и испытания образца тонких покрытий в нагрузочных устройствах, например, для испытания тонких керамических теплозащитных покрытий на механическую прочность растяжением.

Изобретение относится к методам определения механических характеристик диэлектрических материалов с учетом условий их применения. Сущность способа заключается в определении предела прочности при растяжении стандартных образцов при высокоинтенсивном индукционном нагреве промежуточного металлического нагревательного элемента, имеющего тепловой контакт с испытываемым образцом.

Изобретение относится к испытаниям механических свойств металлов и сплавов и может быть использовано для оценки критической температуры хрупкости металла элементов нефтегазового оборудования при эксплуатации в сероводородсодержащих средах, вызывающих охрупчивание металла.

Изобретение относится к средствам испытаний образцов при сложном нагружении и может быть использовано совместно со стендами для исследования энергообмена при деформировании и разрушении твердых тел.

Изобретение относится к механическим испытаниям объектов, а именно к устройствам для испытаний объектов на вибронагружение в различных средах при высоких температурах и давлениях. Установка содержит индукционный нагреватель, включающий водоохлаждаемую катушку в виде спирали, выполненной с возможностью соосного размещения объекта испытаний (ОИ) внутри нагревателя, опоры для ОИ, нагружающее устройство, устройство охлаждения, соединенное с протоками охлаждения тоководов нагревателя, контрольно-измерительную аппаратуру, соединенные последовательно пульт управления, соединенный с контрольно-измерительной аппаратурой, преобразователь частоты, батарею конденсаторов, последовательно-параллельно подключенную по крайней мере к одной паре соосно установленных водоохлаждаемых катушек индукционного нагревателя в виде спиралей. Нагружающее устройство выполнено в виде вибровозбудителя, а опоры для ОИ установлены на скользящем столе вибровозбудителя. Устройство охлаждения, пульт управления, преобразователь частоты, батарея конденсаторов могут быть расположены на дистанции от вибровозбудителя с размещенным на его скользящем столе ОИ внутри катушек индукционного нагревателя, а устройство охлаждения снабжено независимым пультом управления подачей охлаждающей воды. Технический результат от использования заявляемого изобретения заключается в обеспечении испытаний крупногабаритных цилиндрических объектов на комплексные термомеханические нагрузки, сокращение времени выхода на заданный температурный режим, снижение теплопотерь, массы и габаритов, повышение температуры испытаний до 1400°C и выше, в повышении КПД установки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам испытаний образцов материалов при сложном нагружении и может быть использовано совместно со стендами для физического моделирования геомеханических процессов на образцах горных пород и эквивалентных материалах. Термонагружатель к стенду для испытания образцов материалов, содержащий платформу, размещенные на ней фрикционный диск с приводом вращения, опорную площадку из теплопроводного материала и приспособление для взаимного поджатия диска и площадки, согласно изобретению он снабжен эластичной замкнутой емкостью из теплопроводного материала, закрепленной на опорной площадке и заполненной теплопроводной средой. Предлагаемый термонагружатель существенно повышает качество испытаний образцов материалов на стендах с термонагружением благодаря равномерному термическому воздействию как на ровные, так и неровные участки поверхности испытуемого объекта. 1 ил.

Изобретение относится к средствам испытаний образцов материалов при сложном нагружении и может быть использовано совместно со стендами для исследования энергообмена при деформировании и разрушении твердых тел. Термонагружатель к стенду для испытания образцов материалов, содержащий платформу, установленные на ней фрикционный элемент, привод с валом для вращения фрикционного элемента, опорную площадку в форме кольца из теплопроводного материала, контактирующую с фрикционным элементом и предназначенную для размещения в отверстии образца, приспособление для предотвращения вращения опорной площадки относительно платформы, согласно изобретению он снабжен дополнительными опорными площадками, установленными на приспособлении для предотвращения вращения опорной площадки с возможностью изменения положения опорных площадок вдоль оси вала, и дополнительными фрикционными элементами, при этом фрикционные элементы выполнены в виде упругих пластин, одним концом закрепленных на валу привода вращения, а другим концом поджатых за счет изгиба пластин к соответствующим опорным площадкам. Технический результат заключается в увеличении объема информации при испытаниях, поскольку обеспечивается как равномерное, так и неравномерное термическое нагружение стенок отверстия образца. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике испытания материалов, в частности к испытаниям полимерных материалов на растяжение-сжатие. Устройство содержит термокриокамеру, размещенные в ней подвижный и неподвижный захваты для образца, механизм деформации образца, выполненный в виде магнитогидродинамического насоса и сообщенных с ним двух гидродвигателей в виде сильфонов, один из которых сообщен с узлом крепления подвижного захвата, измерительное средство для замера усилий и деформаций. Узел крепления подвижного захвата включает в себя стержень с возможностью перемещения по направляющим цилиндрической формы, зафиксированным в пространстве с помощью стойки, один конец стержня сообщен с сильфоном, а другой - с подвижным захватом, при этом стержень проходит через рамку с установленным в ней ползуном, с возможностью передачи информации гибкой пластине для замера деформаций, один конец которой закреплен к рамке, а другой конец жестко закреплен к основанию камеры с помощью кронштейна. Технический результат: повышение точности измерения деформации испытуемого образца. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на тепловых электростанциях для мониторинга прочности ответственного оборудования в процессе его эксплуатации, например паропроводов и корпусных элементов оборудования высокого давления. Сущность: периодически при останове оборудования известным способом проверяют наличие и уровень микроповрежденности наружной поверхности контролируемой детали. При достижении установленного опасного значения указанного уровня из неответственной части контролируемой детали изготавливают серию из нескольких одинаковых образцов круглого поперечного сечения. Каждый из указанных образцов испытывают на разрыв с нагревом образца для создания в нем при нагружении условий ползучести. Оценивают остаточный ресурс контролируемой детали путем математической обработки результатов указанных испытаний. Причем на каждый из указанных образцов наносят острый кольцевой надрез, моделирующий известным способом достигнутый уровень микроповрежденности на поверхности контролируемой детали, а заданное значение механического напряжения в указанном образце при его испытании поддерживают в гладкой части образца за пределами указанного кольцевого надреза. Технический результат: обеспечение возможности учета при испытании образцов уровня микроповрежденности контролируемой детали и проведения указанных испытаний при рабочих параметрах эксплуатации данной детали. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов, обладающих эффектом памяти формы, и может быть использовано для контроля термомеханических характеристик в условиях пассивного деформирования материалов с эффектом памяти формы для определения и контроля температурных точек фазовых превращений, коэффициента термического и упругого восстановления, а также для контроля получаемых сплавов с памятью формы на соответствие заданным термомеханическим характеристикам, необходимым для обеспечения работоспособности термомеханических соединений при сборке с помощью термомеханических муфт из сплава с эффектом памяти формы. Сущность: осуществляют установку в приспособление для деформации кольцевого образца из материала с памятью формы в аустенитном состоянии с подведенными к нему термопарой и датчиком перемещений, определение наружного диаметра кольца образца, вертикальное нагружение кольцевого образца в аустенитном состоянии вдоль его диаметра, измерение упругой аустенитной деформации, охлаждение кольцевого образца с приложенной к нему вертикальной нагрузкой с одновременным измерением накопленной мартенситной деформации до завершения перехода материала с эффектом памяти формы кольцевого образца при прямом мартенситном превращении в мартенситное состояние до получения установившегося значения накопленной мартенситной деформации, определение полной деформации путем суммирования упругой аустенитной деформации и накопленной мартенситной деформации, нагрев кольцевого образца с приложенной к нему вертикальной нагрузкой с одновременным измерением термомеханической восстановленной деформации до завершения перехода материала с эффектом памяти формы кольцевого образца при обратном мартенситном превращении в аустенитное состояние до получения установившегося значения термомеханической восстановленной деформации, снятие приложенной вертикальной нагрузки с последующим измерением упругой восстановленной деформации и остаточной деформации, построение графика зависимости деформации от температуры, определение температур начала и окончания прямого и обратного мартенситных превращений с последующим определением среднеарифметических значений температур прямого и обратного мартенситных превращений, величины гистерезиса, относительных значений упругой аустенитной, накопленной мартенситной, полной, термомеханической восстановленной, упругой восстановленной и остаточной деформаций и термомеханических коэффициентов. Технический результат: повышение точности определения термомеханических характеристик за счет осуществления мартенситного сдвига в направлении вектора действующего напряжения в условиях пассивного деформирования с получением больших значений абсолютной деформации, реализации обратимости процесса формовосстановления, получения кривой (или диаграммы) полного цикла переходных процессов в виде гистерезисной петли, получения всех температурных точек фазовых превращений. 3 ил.

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств материалов при высоких температурах в условиях индукционного нагрева в вакууме. Высокотемпературная установка содержит ВЧ индуктор, охватывающий испытуемый образец и жесткие верхний и нижний захваты, удерживающие его, а также контролирующую и регистрирующую аппаратуру. Установка снабжена вакуумной водоохлаждаемой камерой, по центру которой расположен вышеупомянутый ВЧ индуктор, окруженный разъемным тепловым экраном и здесь же, по центру, находятся два захвата, удерживающие образец, рабочая часть которого соответствует высоте ВЧ индуктора. Технический результат: повышение рабочей температуры на испытуемом образце до 4000°С в вакуумной камере. 1 ил.

Изобретение относится к области испытаний материалов, а конкретно к испытаниям металлических цилиндрических образцов методом деформирования (растяжения-сжатия или сжатия-растяжения), и может быть использовано для физического моделирования в лабораторных условиях процессов многократной пластической деформации металлов, происходящих в условиях промышленного производства и эксплуатации. Сущность: осуществляют термомеханическое циклическое нагружение цилиндрического образца, один цикл нагружения которого включает полуциклы растяжения и сжатия и промежуточный разгрузочный этап. Полуциклы растяжения и сжатия или сжатия и растяжения осуществляют с одинаковой скоростью нагружения и с получением одинаковой степени деформации образца, а промежуточный разгрузочный этап выполняют в течение времени, недостаточного для развития в металле образца процессов разупрочнения. Образец выполнен сплошным цилиндрическим с рабочей частью, имеющей понижение диаметра через переходные зоны. Соотношение длины и диаметра рабочей части образца составляет 1,0÷1,4. Технический результат: обеспечение многократного циклического воздействия растяжением-сжатием или сжатием-растяжением с сохранением исходной формы и размеров образца, исключение потери устойчивости деформации и локального разрушения образца, повышение точности контроля результатов испытаний. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для испытания образцов материалов на прочность. Установка содержит основание, установленные на нем соосные захваты для образца, механический нагружатель, связанный с захватами, термический нагружатель, включающий вал, установленный параллельно захватам, привод вращения вала, шкив, установленный на валу, бесконечный элемент, охватывающий шкив без возможности скольжения, теплопроводное кольцо для закрепления на поверхности образца, охватываемое бесконечным элементом с возможностью фрикционного взаимодействия, и приспособление для регулируемого усилия натяжения бесконечного элемента. Установка снабжена дополнительным валом, установленным параллельно первому валу с противоположной стороны от оси захватов, приводом вращения дополнительного вала, дополнительным шкивом, установленным на дополнительном валу оппозитно первому шкиву, дополнительным бесконечным элементом, охватывающим дополнительный шкив без возможности скольжения, и дополнительным приспособлением для регулируемого усилия натяжения дополнительного бесконечного элемента. Дополнительный бесконечный элемент установлен с возможностью фрикционного взаимодействия с теплопроводным кольцом. Технический результат: возможность проводить испытания образцов при нагружении участков образца как при осевом и термическом нагружении, так и дополнительно при нагружении кручением и изгибом, что повышает объем информации при исследованиях свойств материалов. 1 ил.

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств твердых материалов и может быть использовано на тепловых электростанциях для мониторинга прочности и оценки остаточного ресурса ответственного оборудования, например паропроводов и корпусных элементов оборудования высокого давления, в процессе его эксплуатации в условиях высоких температур и агрессивной рабочей среды. Сущность изобретения: после останова оборудования фиксируют время τэ с начала эксплуатации указанной детали до указанного останова, проверяют наличие микроповрежденностей в различных зонах наружной поверхности контролируемой детали, а также максимальный уровень микроповрежденности в наиболее поврежденной зоне. Искомое значение остаточного ресурса рассчитывают по математическому соотношению τор=Кор⋅τэ, где Кор - коэффициент остаточного ресурса, определяемый исходя из его экспериментальной зависимости от уровня микроповрежденности Ωкд контролируемой детали. Вырезают часть металла из наименее нагруженного участка контролируемой детали для изготовления серии образцов круглого сечения, каждый из образцов испытывают на ползучесть до разрушения с длительной нагрузкой при температуре выше рабочего значения в процессе эксплуатации КД. По результатам испытаний указанных образцов строят для данной серии графическую зависимость уровня микроповрежденности образца Ωоб от выработанной доли долговечности τвд=τi/τк, где τi - текущее время от начала испытаний, τк - время от начала испытаний до разрушения образца. Для нескольких точек (i) указанной графической зависимости рассчитывают значения коэффициента остаточной долговечности Код образца, исходя из математического соотношения τодi=Kодi⋅τi, где τодi=τк⋅(1-τвд). Строят новую графическую зависимость Код=f(Ωоб) с исключением параметра времени. Рассчитывают остаточный ресурс контролируемой детали, используют математическое соотношение τор=Код⋅τэ, в котором Код определяют из указанной графической зависимости Код=f(Ωоб). Серию составляют из по меньшей мере двух пар образцов, причем один из образцов каждой пары оставлен сплошным, а другой - с выполненным в центральной части кольцевым клиновидным надрезом, моделирующим известным способом заданное значение поверхностной микроповрежденности контролируемой детали так, чтобы уровню микроповрежденности Ωкд соответствовал уровень ω поврежденности сечения образца указанным кольцевым надрезом. Испытания образцов ведут при удельной нагрузке в пределах 0,9-1,1 от рабочего значения и температуре для каждой последующей пары выше предыдущей на 10-50°C, причем минимальная из указанных температур выбирается из условия, чтобы время до разрушения образца не превосходило 6200 ч. Образцу с кольцевым надрезом каждой выбранной для испытания пары задают свое значение ω. При построении указанной зависимости уровня микроповрежденности Ωоб=f(τвд) относительное время нагружения сплошного образца каждой из указанных пар до его разрыва на указанной графической зависимости фиксируют в качестве τк=1, а относительное время нагружения образца с кольцевым надрезом до его разрушения - в качестве τвд. Технический результат: устранение необходимости промежуточных остановов и замеров в процессе испытания образцов. 6 ил., 3 табл.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-04-10 2016-04-11T10:56:51
Наверх