Способ испытания образцов на механическую прочность при высоких температурах

(71) Уральский филиалтеплотехнического нательского институтаского ПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ОСКУЮ ПРОЧНОСТЬ ПРРАХ(54 ХАН 16Все ЕРАТ57)спыт оюзногосследоваособамкую зобретенпе относи ний образцов на м анич.Дзержинысоких температу сть при оляет и прочн ь испыт ысить поз.И,Корманбрыдина ли 11 рног обра тем учет образца. иделенных ют тяги во СССР 1984.(72) И.А Л.В.Пятк (53) 620 (56) Авт У 124109 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Пермитин,ва и Н.Г.Д175(0888)рское свидкл. С 01 нии пуненияразмещтру бньна тор температу В полости выполненн в 15, 16, ватах 13,АЗЦОВ НА МЕ ВЫСОКИХ ТЕ1392437 11 и имеющих коэффициент линейногорасширения, отличный от,коэффициенталинейного расширения образца 11. Вкамере 7 размещают образец 11, включают секции 3, 4 нагревательного устройства 1 и нагревают одновременнообразец 11, трубные отрезки 15, 16 ипарогенератор 8. Подают нагретый париз парогенератора 8 в образец 11. Врезультате разности величин удлиненияобразца 11 и трубных отрезков 15, 16 Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях образцов на механическую прочность при высоких температурах. 5Целью изобретения является повышение точности эа счет того, что перед началом испытаний можно заранее расчетным путем определить величину механической нагрузки на образец, так 10 как известны величиНы коэффициентов линейного расширения испытуемого образца и трубного отрезка, а также расширение технологических возможностей путем создания напряжений изгиба 15 на образец за счет подачи в один из трубных отрезков среды с температурой отличной от температуры нагрева образца и другого трубного отрезка,На фиг.1 изображена установка для 20 реализации предлагаемого способа; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Установка содержит нагревательное устройство 1 в виде трехсекционной вертикал ной печи 2, Первая и вторая 25 нагревательные секции 3 и 4 выполнены в виде кольцевых тепловыделяющих элементов, установленных горизонтально на торцовых поверхностях 5 и 6 печи 2. Третья секция выполнена в виде ци О линдрической камеры 7 и установлена вертикально между первой и второй нагревательными секциями 3 и 4. Основной 8 и дополнительный 9 парогенераторы выполнены в виде плоских сосудовкольцевой формы, Нагревательное устройство 1 и парогенераторы 8 и 9, представляющие собой тепловые агрегапоявляется эффект нагружения образца11 путем создания осевых усилий назахватах 13, 14 и через них на образце 11. Дпя создания изгибающих нагрузок нагрев трубных отрезков 15, 16осуществляют путем подачи в один изних среды с температурой, отличной оттемпературы нагрева образца 11 и другого трубного отрезка, используя приэтом систему охлаждения. 1 з.п, ф-лы,2 ил. ты, сведены в однокорпусный агрегатный блок, в котором парогенераторы 8 и 9 закреплены на корпусе 10 нагревательного устройства над секциями 3 и 4, Испытуемый трубчатый образец 11, например, иэ стали 12 Х 1 МФ размещен в печи 2 и установлен вертикально на кольцевой державке 12, Образец 11 соединен с торцовыми захватами 13 и 14. Тяги выполнены в виде трубных отрезков 15 и 16, например, из стали 12 Х 18 Н 10 Т, размещены в нагревательном устройстве 1 параллельно и закреплены в захватах 13 и 14 в полости образца 11 в одной плоскости. Трубные отрезки 15 и 16 по отношению к образцу 11 выполнены из материала с неодинаковыми температурными коэффициентами линейного расширения. В полости образца 11 размещен вкладыш 17.Запорный орган 18 установлен на трубопроводе 19, соединяющем парогенератор 8 с образцом 11. Запорный орган 20 установлен на трубопроводе 21, соединяющем парогенератор 9 с образцом 11.Установка содержит также систему охлаждения, выполненную в виде водяного бака 22, водяного насоса 23, подающих трубопроводов 24-27, дренажных трубопроводов 28-31, многоходового распределительного канала 32, регулирующих клапанов 33 и 34, линии 35 рециркуляции с редукционным клапаном, поверхностные пароохладители 36 и 37, установленные в парогенераторах 8 и 9. Полости поверхностных пароохладителей 36 и 37 соединены подающими тру 1392437бопроводами 24 и 26 соответственно через клапан 32 с насосом 23, установленным в воде бака 22,Установка закреплена на раме 38.Печь 2 и парогенераторы 8 и 9 снаружиимеют тепловую изоляцию 39, в нижнейи верхней торцовых частях которой закреплены крышки 40 и 41. На концахподающих трубопроводов 26 и 27 установлены перфорированные насадки 42и 43.Способ испытания образцов на механическую прочность при высоких температурах реализуют следующим образом. 15В нагревательной камере 7 размещают образец 11 с торцовыми захвата.ми 13 и 14 и связывающими их тягами.Включают секции 3 и 4 нагревательногоустройства 1. Секцией 3 нагревают парогенератор 8 и одновременно в камере 7 нагревают образец 11 и трубныеотрезки 15 и 16. Находящийся в парогенераторе 8 конденсат нагревается ипревращается в пар. По достижении заданных параметров пара - температурыи давления в парогенераторе 8 и заданной температуры в камере 7 - открывают запорный орган 18 на трубопроводе 19, и пар из парогенератора 308 по трубопроводу 19 через запорныйорган 18 поступает в полость образца 11. Масса пара, поступающего в образец 11, ограничена вкладышем 17,заполняющим большую часть объема полости образца 11, а также трубнымиотрезками 15 и 16. В результате поступления пара образец 11 оказываетсяпод внутренним давлением. Под действием температуры пара и температуры камеры 7 одновременно с образцом11 нагревают два идентичных трубныхотрезка 15 и 16, закрепленных в торцовых захватах 13 и 14 образца 11.При нагреве происходит температурноеудлинение образца 11 и отрезков 15и 16.Так как, например, материал образца 11 - сталь 12 Х 1 МФ с температурнымкоэффициентом линейного расширениямив интервале температур 0-+600 С 13,8 хх 10 , а материал трубных отрезков15 и 16 - сталь 12 Х 18 Н 10 Т с температурным коэффициентом линейного расшиорения в интервале температур 0-+600 С-6 5518,210 , величина удлинения образца 11 будет меньше величины удлинения отрезков 15 и 16. В результатеразности их величин удлинения появляется эффект нагружения образца 11 трубными отрезками 15 и 16, которые создают осевые усилия на захваты 13 и 14 и через них на образец 11, вызывая в нем растягивающие напряжения.Для создания изгибающих нагрузок включают водяной насос 23, и холодный конденсат иэ бака 22 через клапан 32 поступает к трубопроводам 26 и 27, клапаны 33 и 34 которых закрыты. Открывают клапан 33, и конденсат под давлением движется по трубопроводу 26, закрепленному в полости трубного отрезка 16, выходит из трубопровода 26 через насадок 42, поступает в полость трубного отрезка 16, охлаждает ее и по трубопроводу 30 стекает в бак 22. Длина охлаждаемого отрезка 16 уменьшается, а длина нагреваемого трубного отрезка 15 увели гвваттс. Б результате разности величин удлинения отрезков 15 и 16 изменяется эффект силового воздействия на захваты13 и 14. Так как трубные отрезки 15 и 16 закреплены в захватах 13 и 14 параллельно в одной плоскости, в этой плоскости в результате неодинаковой нагрузки на захваты 13 и 14 происходит увеличение растягивающего усилия с одной стороны и уменьшение растягивающего усилия с другой стороны на образец 11, который оказывается под действием изгибающего момента.Таким образом, образец 11 одновременно подвергают как изгибающим, так и разрывным усилиям, создаваемым трубными отрезками 15 и 16, которые в результате нагрева и охлаждения изменяют величину удлинения и служат в качестве регуляторов механической нагрузки.При включенном парогенераторе 8 парогенератор 9, секция 4 которого отключена от источника напряжения, содержит холодный конденсат и служит в качестве пароприемника.Испытания образца 11 заканчивают на стадии предраэрушенпя, после чего установку отключают от источника напряжения.Формула и з о б р е т е н и я1. Способ испытания образцов на механическую прочность при высоких температурах, заключающийся в том, что в нагревател. пой камере размещают испытуемый образец с торцовыми за1392437 цовые захваты, используют сам образец. Составитель О.ЛанкоТехред И,Верес Редактор А,Лежнина Корректор А.Зимокосов Заказ 1885/47 Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 хватами и связывающей их тягой, прикладывают механическую нагрузку к образцу путем нагрева тяги и элемента,связывающего торцовые захваты, имеющих различные коэффициенты линейногорасширения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностии расширения технологических возможностей путем обеспечения испытанийтрубчатых образцов, используют тягу,размещенную в полости образца, а вкачестве элемента, связывающего тор 2, Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью обеспечения испытаний на изгиб, в качестве тяги используют два идентичных трубных отрезка, нагрев которых осуществляют путем подачи в один из них среды с температурой, отличной от температуры нагрева образца и другого трубного отрезка.