Способ испытания материалов

(5)5 0 01 К 17/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ПИ ТЕЛ ЬСТ СКОМУ К А 2(71) Киевский политехнический институт и50-летия Великой Октябрьской социалистческой революции(56) Вцззе С., оепз ., СоглрапеНусГодеп Оедегатоп и Юасег Неас Ррез250 С - кегпабопа Нези Рре СолГегеп51 цпдагт, 1973, рарег 4-2, рр. 1-10.Авторское свидетельство СССРМ. 1385036, кл, 6 01 И 17/00, 1986 (протип),(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛО(57) Изобретение относится к области теплтехнических исследований, Цель - повышние достоверности и производительнос м,еотносится к теплотехнике, нологии изготовления тепет быть использовано для мых пар материал теплооноситель,особ определения совмеала корпуса тепловой труосителя, включающий полости тепловой трубы, оносителем, нагрев одного трубы постоянным теплолаждение другого конца, уса и излучение продуктов теплоносителя с материабы, по виду и количеству оррозионном процессе. способа - необходимость уса, длительность испытаобходимостью накопления Изобретение в частности, к тех ловых труб, и мож выбора совмести вой трубы - тепл Известен сп стимости матери бы и теплон вакуумирование заполнение тепл конца тепловой вым потоком, ох разрезание корп взаимодействия лом корпуса тру которых судят о к Недостаток разрезания корп ния в связи с,непри испытании системы материал трубы - слабоагрессивный теплоноситель, Способ испытания совместимости материалов заключается в том, что емкость вакуумируют, частично заполняют коррозионной средой, часть емкости с жидким теплоносителем нагревают, другую часть охлаждают, образцы выдерживают в коррозионной среде заданное время и определяют параметр, по которому судят о скорости коррозии. При этом используют по крайней мере два образца, подвешивают образцы на токоподводах так, что поверхность частично омывается теплоносителем, внутреннюю поверхность емкости и токоподводы покрывают не взаимодействующим с теплоносителем материалом, а в качестве параметра выбирают величину поляризационного сопротивления жидкого теплоносителя. 1 ил. ощутимого количества продуктов коррозии, корпус тепловой трубы используют лишь один раз, отсутствуют количественнье:оотношения.Известен также способ ресурсных испытаний, включающий вакуумирование по-, лости тепловой трубы, заполнение теплоносителем, нагрев одного конца трубы постоянным тепловым потоком, охлаждение другого конца и периодическое измерение перепада температуры по длине тепловой трубь 1, по изменению которого судят о наличии и интенсивности коррозионного процесса.Данный способ уже не требует разрушения тепловой трубы, но также длительный, т,к, для получения надежного заключе ия о совместимости конструкционного материала тепловой трубы с теплоносителем необ 1772693ходимо испытывать устройство в течение времени, не менее номинального времени его эксплуатации, корпус тепловой трубы также используют только один раз (одна пара: материал корпуса - теплоноситель), отсутствуют количественные соотношения,В качестве прототипа выбран способ коррозионных испытаний полых образцов, включающий вакуумирование полости образца, заполнение части полости образца жидкостью, нагрев одного конца образца постоянным тепловым потоком, охлаждение другого конца при постоянной температуре, Применение данного способа позволяет сократить время испытаний за счет использования имеющегося количественного соотношения, расчет массы неконденсирующегося газа производят с использованием данных. периодических измерений температуры пара в образце.К недостаткам способа относятся использование только одного конструкционного материала в одномкорпусе для коррозионных испытаний, невысокая скорость испытаний, требуется большая вре- менная наработка для появления ощутимых изменений температуры пара, поскольку последняя малочувствительна к изменению распределения температуры по корпусу с охлаждаемой стороны образца из-эа термостабилиэирующих свойств испарительноконденсационных систем, к которым относится используемый в способе образец,Цель предлагасмого изобретения - повышение достоверности и производительности при испытании системы "материал трубы - слабоагрессивный теплоноситель",Поставленная цель достигается эа счет того, что в способе коррозионных испытаний полых образцов, включающем ваккумированиеполости образца,.заполнение части полости образца жидкостью, нагрев одного конца образца постоянным тепловым потоком, охлаждение другого конца при постоянной температуре, предусмотрены следующие отличия:а) применяют в качестве постоянно используемой при испытаниях емкость, покрытую изнутри инертным материалом/из инертного материала, в которой подвешивают на покрытых невзаимодействующем с теплоносителем материалом электродах по крайней мере два образца из испытываемого конструкционного материала;.б) измеряют поляризационное сопротивление жидкого теплоносителя на образцах в процессе нагрева - охлаждения противоположных сторон корпуса,Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом. На чертеже показан корпус 1, покрытый изнутри инертнымматериалом 2, в котором подвешены образ 5 цы 3 из испытываемых материалов на токоподводах 4, поверхность которыхизолирована невзаимодействующим с теплоносителем материалом 5, Крышка б, покрытая инертным материалом 7 в месте10 контактирования с паром жидкости, с выведенными на нее через изолирующие вставки 8 токоподводами 4, соединена скорпусом 1 с образованием герметичногосоединения посредством прокладки 9. В15 нижней части корпуса находится нагреватель 10, теплоизолированный при помощиматериала с низким коэффициентом теплопроводности 11, В крышку 6 вварена герметичная, покрытая изолирующим инертным20 матеРиалом 13 гильза 12, в которой размещается термопара 14 для измерения температуры; соединяемая с измерителемтермоЭДС 15. Токоподводы 4 соединены сизмерителем поляризационного сопротив 25 лений 16. В корпусе 1 находится жидкостьтеплоноситель) 17. Крышка корпуса снабжена заправочным штенгелем 18,При реализацииспособа устанавливают образцы 3 из испытываемого материала30 и через заправочный щтенгель 18 заполня. ют часть объема корпуса 1 жидкостью (теплоносителем), совместимость которой сданным материалом изучают, Подводят постоянный тепловой поток 0 посредством35 включения нагревателя 10. При этом теплоноситель испаряется, а затем конденсируется на внутренних поверхностях корпуса 1,крышки 6 и стекает вниз, омывая образцы 3,контроль рабочей температуры ведут при40 помощи термопары, установленной в гильзе12, В случае протекания корроэионного процесса происходит изменение поляризационного сопротивления теплоносителя 17-между образцами 3, которое измеряют при45 помощи измерителя.поляризационного сопротивления 16; Скорость коррозии определяют по значениям величиныполяриэационого сопротивления, получен. ным при конкретных условиях испытания:50 марка конструкционного материала, типжидкости (теплоносителя), температура: 2 Кгзгде Ч - скорость коррозии, А/см;К - коэффициент пересчета, гпЧ; Я - поляризационное сопротивление, Ом; Я - суммарная (со всех сторон) площадь образцов, см .90-95 С 130-135 ОС 40-45 ОС 40-45 С 130-135 С 0,307 0,310 0,311 0,305 0,301 0,311 0,306 0,308 0,310 0,308 0,312 0,314 0,314 0,310 0,312 0,314 0,312 0;312 0,314 0,312 6,26 6,37 6,65 6,89 6,67 6,82 6,69 6,70 6,68 6,70 5,2 5,37 5,41 5,38 5,49 5,50 5,70 5,58 5,52 5,52 0,320 0,321 0,319 0,324 0,321 0,323 0,321 0,321 0,321 0,321 4,36 4,54 4,65 4,7 4,76 4,85 4,61 5,01 4,89 4,85 24 48 72 96 164 264 428 600 769 1000 Рассмотрим проведение испытания 6 образцов из нержавеющей стали 12 Х 18 Х 10 Т и 6 образцов из меди М 1. Образцы имели размеры; диаметр 14 мм, высота 20 мм, Размеры рабочей емкости: наружный 5 диаметр 53 мм, толщина стенки 1,5 мм, высота 80 мм. Обьем теплоносителя - 25 смз (дистилированная деаэрированная вода с водородным показателем рН 6,85).После установки образцов в камеру к 10 нагревателю подводилась стабилизированная нагрузка. Охлаждение верхней части камеры осуществлялось за счет естественной. конвекции, Рабочая температура поддерживалась в трех диапазонах, приведенных 15 ниже в таблице. Периодически производились измерения поляризационного сопротивления теплоносителя Вп при помощи прибора Р 5035 и рассчитывались скорости коррозии Ч. 20Анализ результатов испытаний позволяет сделать вывод о совместимости пары медь - вода (низкие величины скорости коррозии, практически не зависящие от температуры и времени испытаний) и 25 несовместимости пары нержавеющая сталь-вода (существенные величины скороХе жавеющая сталь-во а сти коррозии, зависящие от температуры ивремени). Формула изобретения Способ испытания материалов, по которому используют емкость, вакуумируют ее, частично заполняют коррозионной соедой, часть емкости с жидким теплоносителем нагревают, другую ее часть охлаждают, образцы выдерживают в коррозионной среде заданное время и определяют параметр, по которому судят о скорости коррозии, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности и производительности при испытании системы "материал трубы - слабоагрессивный теплоноситель", используют по крайней мере два образца, подвешивают образцы на токоподводах таким образом, что их поверхность частично омывает жидкий теплоноситель, внутреннюю поверхность емкости и токоподводы покрывают невзаимодействующим с теплоносителем материалом, а в качестве параметра, по которому судят о скорости коррозии, выбирают величину поляризационного сопротивления жидкого теплоносителя, определяемого на образцах,1772 б 93 ставитель А.Нищи хред М.Моргентал Корректор А.Воро Редактор Т,Орл твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Произ Заказ 3841 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5