Образец для испытания на термоусталость сварных соединений

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания сварных соединений на срез в условиях циклического изменения темпетатур, в частностидля испытания узлов приварки тонкостенных аустенитных патрубков к толстостенному перлитному элементу.Цель изобретения - расширение 10технологических возможностей путемобеспечения испытаний сварных соединений на срез в условиях теплосмен,На фиг,1 показан цилиндрическийобразец; на фиг,2 - образец для испытания двух разных узлов крепленияпатрубков; на фиг.З - образец в форме куба.Образец (фиг.1) имеет форму цилиндра и состоит из элемента 1 с 20меньшим коэффициентом теплового расширения с, элемента 2, с большим1коэффициентом теплового расширенияс и кольцевого сварного шва 3.Для изготовления образца в элементе 1 высверливают отверстие, в которое вставляют до упора в дно элемента 2, а затем сваривают их швом 3,При испытаниях образец подвергаютмногократным нагревам и охлаждениям 30в заданном интервале температур. Приразогреве элемента 2 в силу соотношения О 4 стремится выдвинутьсяиз отверстия и тем самым срезать сварной шов, Продольный размер непроварапри этом должен быть в несколько (покрайней мере в 10) раз больше высотышероховатостей на контакте торца элемента 2 с дном (или ступенькой) отверстия (т.е. по сравнению с величиной неплотности контакта),Для повышения скорости нагреваохлаждения образца в нем предусмотрено изготовление каналов 4 для продува горячей и/или холодной среды.Образец (фиг,2) содержит два различных узла крепления патрубков сдополнительной антикоррозионной наплавкой 5, амортизационный кольцевойэлемент б и шов приварки амортизацион)ного элемента 7. Образец (фиг.З) содержит шесть узлов приварки для иходновременного испытания в идентичныхусловиях термонагружения. Геометрияузлов приварки в образце (фиг.2)полностью соответствует узлам приваркиаустенитных патрубков на реальном изделии. В реальном иэделии патрубокустанавливают в отверстии с натягом пу центрирующим пояскам, чтобы устранить возможный осевой перекос патрубка. При разогреве пояски аустенитного патрубка вдивливаются в стенки отверстия в перлитном изделии и в трубе патрубка возникают осевые усилия сжатия между местом посадки с натягом ( пояском ) и узлом крепления патрубка, Для смягчения влияния этих усилий на сварные швы в узел крепления патрубка вводят аустенитные амортизационные элементы,Для экспериментального обоснования работоспособности такого узла крепления используют образец, один элемент которого изготовлен из материала крышки или стенки реального изделия, наплавка на него выполнена теми же сварочными материалами и по той же технологии, что и наплавка на крьппке, днище или стенке изделия, другой элемент выполнен в виде трубы патрубка, а узел крепления выполнен по геометрии таким же, как и узел крепления реального патрубка, т.е. например, с использованием амортизационной втулки. Размер а выбирают исходя из необходимости обеспечения достаточной для устранения изгиба жесткости элемента 1, имитирующего стенку реального изделия. Образец обеспечивает консервативные условия нагружения узла крепления патрубка, поскольку в нем заведомо устранено возможное (но не обязательно реализуемое) проскальзывание пояска патрубка относительно стенки отверстия в осевом направлении.При условии испытания нескольких образцов в одинаковых условиях, что необходимо для повышения достоверности результата испытания, используют один элемент 1 с несколькими отверстиями под элементы 2, которые пространственно расположены так, чтобы сократить потери материала, связанные с обеспечением его жесткости во время испытаний, На величину осевых усилий, кроме разности коэффициентов теплового расширения, влияет возможность проскальзывания посадочных поверхностей патрубка друг относительно друга. В образце реализованы наиболее консервативные условия нагружения, когда проскапьзывание исключено, по результатам испЫтания образца можно заведомо гарантировать безопасныйсрок службы узлов приварки аустенитных патрубков,Для повшения надежности результатов испытания важно их провестина большом колйчестве образцов, Предлагаемый образец позволяет увеличитьчисло испытываемых на срез сварныхшвов без увеличения числа элементов,что снижает металлоемкость испытаний.Одновременно возможно проведение испытаний в одних и тех же условияхразличных сварных соединений (например, выполненных по разным технологиям), что повьшает точность их сопоставления друг с другом,д о р м у л а изобретения1. Образец для испытания на термоусталость сварных соединений разнородных сталей, преимущественно перлитной и аустенитной, состоящий из нескольких элементов, выполненных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения и соединенных между собой сварными швами, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения испытания сварных соединений на срез, в элементе из материала с меньшим коэффициентом теплового расширения выполнены глухие отверстия, вкоторых размещены с упором в дноэлементы из материалов с большимикоэффициентами теплового расширения( м(, причем сварные швы выполненыс глубиной пропланления меньшей гпубины отверстия,2, Образец по п.1, о т л и ч а ю -1 О щ и й с я тем, что, с целью повышения скорости нагрева-охлаждения образца, в элементах выполнены каналыдля поддува горячей и холодной среды.3. Образец по пп.1 и 2, о т л и -15 ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюобеспечения испытания узлов крепления пропускных аустенитных патрубков,элемент из материала с меньшим коэффициентом теплового расширения снабжен дополнительным слоем наплавки, авторой элемент выполнен в виде трубы,причем диаметры отверстия и трубы,а также геометрия сварных соединенийсоответствуют конструкции узлов крепления тонкостенных патрубков к толстостенным корпусным элементам реальных конструкций.4. Образец по пп.1-3, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения метаплоемкости испытаний,элемент из материала с меньшимкоэффициентом 01, выполнен в виде куба с отверстиями со стороны каждойиз его граней.Производственно-издательский комбинат "Патен город, ул. Гагарина, 101 Заказ 2796 Тираж ВНИИПИ Государственного коми 113035, Моск632 ета по изобре а, Ж, Рауш Подписноениям и открытиям при ГКНТая наб., д, 4/5