Способ определения степени износа конструкционных сталей

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ е спуБ.пи я)5 6 01 М 27/02 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Ежи Выжы- Кужыдловиньски, Ян шард Кось- ) из контро емо ла, взятновки,.р У(56) Польский патент М 117043,кл, 6.01 И 29/04, 1980Патент США М 4256120,кл. 6 01 й 29/04, 1981. Изобретение относится к области контроля, в частности может использоваться при определении степени износа стали в нефтехимических установках.Целью изобретения является повышение достоверности определения степени износа конструкционных стЪлей,Способ по изобретению заключается в том, что берут пробу материала, предпочтительно иэ наиболее нагруженных и опасных с точки зрения имеющихся там напряжений мест конструкции, а затем измеряют сопротивление пробы электрическому току по меньшей мере при двух разных температурах, каждая из которых находится в пределах от температуры жидкого гелия 4.3 К до температуры 900 К. Отношение полученных результатов этих двух измерений сравнива,5 Ц 1835071 А(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ИЗНОСА КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к контролю за состоянием промышленных установок, в частности может использоваться для определения степени износа стали. Целью изобретения является повышение достоверности определения степени износа. Способ заключается в том, что при двух температурах в пределах 4,3-900 К злектросопротивления проб, находят для проб отношение зле ктросопротивлений, измеренных при различных температурах и, сравнивая отношение сопротивлений для пробы материала, взятой из контролируемого места установки,с отношением сопротивлений для пробы материала с известной степенью износа, определяют степень износа конструкционных сталей для проб матеют с соответствующими отношениями сопротивлений, полученных для материалов с известной степенью износа для определенной группы сталей.В соответствии со способом измерением сопротивления пробы получают результаты, позволяющие определять степень развития процессов новообразований в материале, таких как, например, возникновение карбидов, определяющих степень износа материала, Кроме того, с помощью предлагаемого способа можно определить как рабочее тело установки воздействует на элементы ее конструкции, вызывая, например, микрощели усталостного происхождения, обезуглероживание стали, внутреннее окисление и другие структурные изменения, происходящие в конструкционной стали.Благодаря принятому принципу повторимости геометрической формы проб, обеспечивается высокая точность измерения удельного сопротивления материала, из которого они изготовлены. 5Способ поясняется примером его выполнения.8 соответствии с предложенным способом из испытуемой установки вырезают пробу материала размером ЗхЗх 80 мм из 10 дугообразной области днища ее напорного резервуара и измеряют электросопротивление этой пробы при температуре жидкого азота, то есть при 77 К, что выполняют путем измерения силы тока и падения напряжения 15 между зондами, причем двумя иэ них производят измерение тока, а двумя другими - падение напряжения. На основании полученных результатов составляют вольтамперную характеристику, которую затем О аппроксимируют, получая прямую, По коэффициенту наклона прямой этой характеристики определяют значение электросопротивления для измеряемой пробы, которое составляет О,З мОм. Затем 5 производят измерение злектросопротивления для этой же пробы материала при температуре 273 К и аналогичным методом определяют значение ее электросопротивления, которое составляет 0,5 мОм, ЗОПо результатам измерений электросопротивления при двух разных температурах определяют.отношение злектросопротивления при температуре 77 К к разнице элект" росопротивлений, полученных при 35 температурах, соответственно, 273 К и 77 К, а именноО,З мОм0,5 мОм - 0,3 мОмПолученное значение отношения элект росопротивлений, равное 1,5,. сравнивают со значением такого же отношения для материала с известной степенью износа, которое составляет 1,3 и для данного материала является предельно допустимым. Поскольку 45 полученное значение отношения электро- сопротивлений близко предельно допусти. мого его значения для данного материала, испытуемая нефтехимическая установка для дальнейшей эксплуатации непригодна. 50Благодаря регистрации вышеуказанных изменений, которые становятся измеримыми только при температуре ниже 300 К, является возможным непрерывное наблюдение за изменениями в материале 55 конструкции, чем обеспечивается возможность определения состояния безопасности конструкции, Кроме того, предложенный способ позволяет следить эа текущими изменениями, на основании которых возможно установление степени безопасности конструкции до того, как в ее материале произойдет полная Структурная деградация. Полученные этим способом данные о состоянии материала позволяют также предвидеть скорость и направление происходящих микроструктурных изменений, Отношение электросопротивлений, полученных в результате выполнения измерений при двух разных температурах, имеет существенное значение на практике, так как пробы материала берутся из разных мест работающих конструкций, а геометрическая форма проб обусловлена техническим возможностями их вырезки, например, видом применяемого инструмента. Размах температур должен быть как можно больше, что повышает точность интерпретации результатов. Наиниэшей из них, однако, может быть температура жидкого гелия, то есть 4,3 К, поскольку пониже этой температуры уже проявляется эффект сверхпроводимости. Верхний предел температуры определяется максимальной рабочей температурой испытуемой конструкции.Формула изобретения Способ определения степени износа конструкционных сталей для проб материала, взятых из контролируемой установки, включающий измерение электросопротивления пробы материала, взятой иэ зоны высоких нагрузок и опасных напряжений в конструкции, и измерение электросопротивления пробы материала с известной степенью износа, определение степени износа конструкционных сталей по результатам сравнительных измерений, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности определения, дополнительно измеряют при другой температуре в пределах 4,3-900 К электросопротивления, проб, находят для проб отношение электро- сопротивлений, измеренных при различных температурах, и, сравнивая отношение сопротивлений для пробы материала, взятой из контролируемого места установки, с отношением сопротивлений для пробы материала с известной степенью износа, определяют степень износа конструкционных сталей для проб материала, взятых из контролируемой установки,