Установка для испытания материалов на ползучесть и длительную прочность при повышенных температурах

(51)4 С 01 И 3 НИЯ ПИ ВТОВСНОМ и ужаюя вну лзучесть атых ином сти",и 2ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ Е ИЗОБРЕ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт. проблем прочнАН УССР(56) Христов Г,П. и др, Нагщее устройство Нейтрон-М 2 длриреакторных испытаний на пи длительную прочность трубобразцов при плоском напряжсостоянии. Проблемы прочн1980, Р 9, с.117-121, рис,(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ПОЛЗУЧЕСТЬ И ДЛИТЕЛЬНУЮПРОЧНОСТЬ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ(57) Изобретение может быть использовано для испытаний материалов наползучесть и длительную прочностьпри повышенных температурах. Цельизобретения - повышение точности измерения поперечного удлинения трубчатого образца. Устройство для измерения поперечного удлинения образцасостоит из двух коаксиально установ131 ленных сильдонов 15 и 16 с общими торцами 13 и 14. СильФоны 15 и 16 образуют на уровне рабочей части образца 4 две герметичные камеры, заполненные инертным газом, На внешней стороне торца 14 установлены два измерительных сильфона 19 и 20, связанных с соответствующими сильфонами 15 и 16. Торцы сильФонов 19 и 20 связаны с сердечником и катушкой индуктивного датчика. Внутренняя полость 8 образца 4 подсоединяется к механизму 2 нагружения внутренним 0681давлением. Поперечное удлинение образца 4 вызывает уменьшение объема камеры 17. Поскольку камеры 17 и 18 находятся в одинаковых радиационно- термических условиях, то происходит автоматическая компенсация влияния радиационно-термических воздействий на точность измерения. Вытесненная из камеры 7 среда по отверстиям в торце 14 поступает в сильфон 19 и перемещает на некоторую величину его торец и связанный с ним сердечник индуктивного датчика, 4 ил.1Изобретение относится к испытательной технике, а именно к прочностным испытаниям материалов на ползу -честь и длительную прочность натурных образцов при плоском напряженном состоянии и может быть использовано при определении прочностныхсвойств конструкционных материаловдля реакторостроения,Целью изобретения является повышение точности измерения поперечногоудлинения образца путем компенсациивлияния радиационно-термических воздействий.На Фиг.1 представлена установка,общий вид; на Фиг.2 - узел 1 на Фиг.1; на Фиг,З - узел 11 на Фиг.1; наФиг. 4 - вид А на Фиг,З.Установка для испытания материаголов на ползучесть и длительную прочность при повышенных температурахсодержит механизм 1 нагруженияосевой нагрузкой, механизм 2 нагружениявнутренним давлением, ампулу 3 сустройством для измерения поперечного удлинения трубчатого образца 4Нагружающий механизм 1 выполненв виде гидравлического цилиндра 5,который установлен в исследовательском канале 6 ядерного реактора так,что между цилиндром 5 и каналом 6образуется герметическая полость, которая заполняется, как правило, газовой инертной средой,Механизм 2 нагружения образца 4внутренним давлением с помощью трубопровода 7 соединен с внутренней поглостью 8 испытуемого трубчатого образца 4,. Сменная ампула 3 включает в себя корпус 9, активный и пассивный захваты 10 и 11, нихромовый электрический нагреватель 12, расположенный на уровне образца 4 на корпусе ампулы 3; Активный захват 10 соединяет образец 4 со штоком гидравлического цилиндра 5, Между общими торцами 13 и 14 установлены два коаксиальных герметичных сильФона 15 и 16, образующие на уровне рабочей части образца 4 две герметичные камеры 17 и 18, заполненные инертным газом. На внешней стороно общего торца 14 расположены два измерительных сильФона 19 и 20, связанные с соот - ветствующими камерами 17 и 18 специальными отверстиями. К торцам силь- Фонов 19 и 20 крепятся скобы 21 и 22, соединенные посредством прово - лочных тяг 23 и 24 с индуктивным датчиком 25 линейных перемещений,Конструктивно датчик 25 линейных перемещений (Фиг 3) выполнен следующим образом. Катушка 26 датчика 25 размещена.на подвижной каретке 27, которая перемещается на направляющих роликах 28 - 30 и связана с противовесом 31 нитью 32, переброшенной через колесо 33, закрепленное с помощью оси 34 и кронштейна 35 на корпусе нагружающего механизма 1. Сердечник 36 датчика 25 соединен нитью 37 с кареткой 38, которая мо - жет перемещаться на направляющих роликах 39-41. В свою очередь ка1310681 15 3ретка 38 снабжена противовесом 42и связана с ним с помощью гибкой нити 43, переброшенной через колесо44, закрепленное на корпусе нагружающего устройства с помощью оси 5и кронштейна,Установка работает следующим образом.Нагружающий механизм 1 вместе сподсоединенной к нему сменной ампулой 3 устанавливается в канале 6реактора и герметично на нем крепится. При этом испытуемый образец 4размещается на уровне центра активной зоны реактора. Герметичную полость канала 6 заполняют газовойинертной средой, например гелием.Внутренняя полость образца 4 подсоединяется с помощью трубопровода 7к механизму 2 нагружения образца 4 20внутренним давлением. При работе реактора на номинальной мощности образец 4 нагревается до температурыэксперимента за счет радиационногоэнерговыделения и с помощью нагревателя 12, укрепленного на корпусе 9сменной ампулы 3. Регулирование иточное поддержание температуры нарабочей части образца 4 производитсяпо показаниям приборов, связанных с 30термопарами (не показаны) за счетизменения давления газовой среды вканале 6 и с помощью изменений напряжения на нагревателе 12.После достижения на образце 4 тем пературы опыта к гидравлическому цилиндру 5 под давлением подводится рабочая жидкость и через активный захват 10 растягивающее усилие передается на образец 4. От механизма 2 нагружения образца 4 внутренним давлением по трубопроводу 7 и активномузахвату 10 в полость 8 образца 4 подается под давлением газовая среда,Сочетание различных растягивающих45усилий и внутреннего давления в экспериментах дает возможность получитьна образце 4 сложное напряженное состояние с различным соотношением главных напряжений. 50Под воздействием радиационных излучений, высокой температуры и механических нагрузок происходит деформирование образца 4 в окружном и осевом направлениях. Измерение поперечного удлинения осуществляется с помощью тензометра ампулы 3 с индуктивным датчиком 25 линейных перемещений,г 4Поперечное удлинение испытуемого образца 8 вызывает уменьшение объема камеры 17. Поскольку камеры 17 и 18 находятся в одинаковых радиационно- термических условиях, то происходит автоматическая компенсация влияния радиационно-термических воздействий на точность измерения. Вытесненная из камеры 17 газовая среда по отверстиям в торце 14 поступает в сильфон 19 и перемещает на некоторую величину его торец. Торец сильфона 19 соединен скобой 21 и тягой 23 с кареткой 38. При изменении положения торца сильфона 19 каретка 38 перемещается на направляющих роликах 39 - 41 вниз и сдвигает в катушке 26 сердечник 36, связанный с кареткой 38 нитью 37 При осевой деформации образца 4 камеры 17 и 18, образованные сильфонами 15 и 16, в одинаковой мере увеличивают свой объем вследствие удлинени. упомянутых сильфонов 15 и 16 на одинаковую величину, равную осевой деформации образца 4, Вытесненный иэ .сильфонов 19 и 20 газ в результате увеличения объема перемещается в полости 7 и 18, и торцы силь- фонов 19 и 20 смещаются на одинаковую высоту вверх. Торец сильфона 20 связан скобой 22 и тягой 24 с кареткой 27, на которой установлена катушка 26 датчика 25. При смещении торца сильфона 20 под действием противовеса 30, с которым каретка 27 связана гибкой нитью 32, перемещается и указанная каретка 27 вместе с катушкой 26, В этом случае на такую же величину смещается и сердечник 36, поскольку он имеет аналогичную связь с сильфоном 19. Тогда относительное перемещение катушки 26 и сердечника 26 и сердечника 36 равно нулю. Таким образом, тензометр с индуктивным датчиком 25 регистрирует только изме. - нения окружных размеров испытуемого трубчатого образца 4.Уменьшение погрешности при измерении поперечного удлинения образца 4 обусловливается тем, что происходит автоматическая компенсация влияния изменения температуры, параметров облучения и осевой деформации на точность измерения. Контроль и подбор сильфонов по жесткости при сборке уменьшает погрешность измерений.5 131 формула изобретенияУстановка для испытания материалов на ползучесть и длительную прочность при повышенных температурах, содержащая механизмы для нагружения трубчатого образца осевой нагрузкой и внутренним давлением, ампулу, размещенные .в ней активный и пассивный захваты, соединенные с механизмами нагружения, устройство для измерения поперечного удлинения трубчатого образца и связанный с ним индуктивный датчик, выполненный в виде сердечника и катушки, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повы 0681 6щения точности, устройство для измерения поперечного удлинения трубчатого образца выполнено в виде двухкоаксиальных герметичных сильфоновс общими торцами и двумя сооснымиотверстиями для размещения в них образца и двух измерительных сильфонов, установленных на одном из торцов коаксиальных сильфонов, полость 10 каждого из последних сообщена с полостью соответствующего измерительного сильфона, а свободные торцы измерительных сильфонов связаны соответственно с сердечником и катушкой 15 индуктивного датчика,,Тя ктор Л.Овсян 7 одписно э 188 рафичЪское и енно роизв НИИП по 1303ТГасу дарстве изобрет ква, Жого комитет ий и отк.рыт Раушская ятие, г.Ужгород, ул.Проектна