Установка для механических испытаний материалов

И Т ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Государственный научно-исследовательский институт по химмотологии (72) В, Е, Бычков, В, М. Таран, Г, И. Жутеев, В.В, Бойчук и А. Г. Дементьев(53) 620.178.4/,6(088.8)(56) Авторское свидетельство СССРМ 1078275, кл. 6 01 й 3/24, 1982.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к исследованию материалов, преимущественно пенополиуретановых покрытий, наносимых с целью герметизации или теплоизоляции на стены (обечайку) и днище резервуаров, используемых дпя хранения нефти и нефтепродуктов.а также другого емкостно-корпусного оборудования. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний не тольИзобретение относится к исследованию различных материалов, преимущественно покрытий из пенополиуретана (ППУ), наносимых с целью герметизации на стены (обечайку) и днища резервуаров, используемых для хранения нефти и нефтепродуктов, а также другого емкостно-корпусного оборудования.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при исследовании покрытий путем обеспечения испытаний не только на сдвиг. но и на поверхностную прочность и адгезионную прочность при отрыве. 5 О 1785721 А 1(51)5 6 01 М 3/00, 19/04 ко на сдвиг, но и на поверхностную прочность и адгеэионную прочность при отрыве. Установка содержит основание 1, раму 5, каретку 6, силовые цилиндры 4, 7, 9, закрепленный на каретке с возможностью поворота вокруг своей оси и фиксации механизм 10 нагружения в виде силового цилиндра 13, на торце которого жестко закреплена фигурная скоба с плоским участком и продольным сквозным пазом, в котором размещена фреэа. На рабочем конце штока механизма нагружен ия закреплен инде нтор с возможностью перемещения в пазу скобы. При испытании с помощью фрезы нарезают на поверхности испытуемого покрытия эоны в виде квадратов, после чего осуществляют испытания на поверхностную прочность с помощью индентора, на адгеэионную прочность при отрыве с помощью плоского участка скобы, который приклеивают к покрытию, и на сдвиг с помощью силового цилиндра 7. 1 э. и. ф-лы, 4 ил. На фиг, 1 представлена установка для механических испытаний материалов, общий вид; на фиг. 2 - механизм нагружения материала; на фиг, 3 - схема размещения зон испытания ППУ-покрытия; на фиг. 4 - схема размещения узлов установки испытания ППУ-покрытия на прочность его адгезионной связи с поверхностью конструкционного материала.Установка для механических испытаний материалов состоит из основания 1, в котором выполнены фигурные гнезда 2 для крепления установки к вертикальной поверхности конструкционных материалов.На основании 1 жестко размсщеиы телескопические штоки 3 и доа силовых цилиндра 4. На телескопических шгаках 3 и штоках силовых цилиндров 4 закреплена рама 5 с размещенной на ней с вазможностью возвратно-поступательного движения по на, правляющим кареткой б. На раме 5 и каретке 6 с возможностью возорэтно-поступательного движения по направляющим размещен силовой цилиндр 7 со штоком 8, Силовой цилиндр 7 жестка связан со штоком силового цилиндра 9. жестко установленного на раме 5. На каретке 6 закреплен механизм 10 нагружения материала при помощи специального присоедииительного приспособления 11, на каретке 6 жестко закреплен сециальный зажим 12. Механизм 10 нагрукения материала выполнен в виде силового цилиндра с поршнем 13, ось которого перпендикулярна плоскости рамы, и установлен на каретке 6 с возможностью поворота вокруг своей аси и фиксации, В обращенном к основанию 1 торце механизма 10 иагружения материала выполнено осеоае отверстие 14 с уплотнением 15. 8 отверстии 14 размещен шток 16, один конец которого жестко скреплен с торцом поршня 13, а на другом конце закреплен индентор 17 для испытания покрытия иа поверхностную прочность. На торце механизма 10 нагружения материала, обращенном к основан и ю 1, жьстко закреплена фигуоная скоба 18, имеющая продольный сквозной паз 19. расположенный в осевой плоскости механизма 10, и плоский участок 20, параллельный плоскости рамы 5. В пазу 19 скобы 18 с возможностью перемещения вдоль него и фиксации размещена ось вращения фрезы 21, на которой установлен электромотор 22. Падпоршневая полость цилиндра механизма 10 нагружеиия материала выполнена с патрубками 23, 24 и 25 и вентилями подачи технологической среды.Установка содержит датчии 26 регистрации значения поверхностной прочности ППУ-парытия и прочности его адгезиониой свя "и с поверхностью конструционнога материала, 27 регистрации значения прочности ППУ-покрытия при сдвиге и управления кареткой б, 28 управления кареткой 6;29 упраолеиия рамой 5, которые подключены к блоку управления (не показан). Установка работает следующим образом,При ремонте резервуаров с применением пеиопалиуретана (например, пенополиуретаи марки СПУ-ПН 3/2 М) аснаоныс требования к герметизиру;ащему пакрытаа предьяоляются па следу:ащи,л пароме рам: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 поверхностная прочность покрытия ц по=4,5 МПа; прочность эдгезиоиной связи покрытия с поверхностью конструкционныхматериалов при нормальном отрыве (напримеп,сталь), о= 0,5 МПэ; прочностьпокрытия при сдвиге ас=. 0,5 МПа; прочность покрытия при гидростатическомдаолении о ,д= 0,42 МПа.Определение вышеперечисленных показателей осуществляется следующим образом.Перед проведением испытаний ППУ-покрытий в реальных условиях эксплуатациинефтехранилищ (наприлгер, железобетонных резервуаров) установку закрепляют непосредственно на бетонной поверхностиднища иги стены, Д;,я этого к днищу,стенке)резервуара пристреливают четыре дюбелясаасиа с фигурными гнездами 2 основания1 установки.В случае металлической поверхности(например, днище или стенка резервуара)установку размещают на монтажных штырях, предварительно установленных нэ специальной деоевянной платформе, которуюпутем нэгружения можно закрепить как нагоризонтальной, так и на вертикальной металлической поверхности,На поверхность коиструкционного материала наносят эталонное ППУ-покрытие.Для этого в зажиме 12 установки жесткозакрепляют напылительный пистолет (непоказан) для нанесения ППУ таким образом,чтобы распылительнае сопла было направ-.лено в сторону поверхности резеовуэра. Затем при помощи силовых цилиндров 4поднимают раму 5 с зажимом 12 (с закрепленным в нем напылительным пистолетом)на фикслраваиную высоту(1000 мм) над поверхностью днища (стены) резервуара. Непосредственный процесс напылениясопровождают переме.цением нзпылительного пистолета вдоль поверхности днища(стены) резервуара при помов,л силовогоцилиндра 7, Пошаговое смещение напылительного пистолета для нанесения очередной (последующей) полосы ППУ-покрытияотносительно предыдущей реализуется припамащл силового цилиндра 9.После завершения процесса нанесенияППУ-покрытия приступают к определениюего физико-механических характеристик.Испытания осуществляют по всей площадинанесенного эталонного ППУ-пакрытия. Нарезаот ППУ-парытие на глубину осей толщины пенопластового покрытия(испытуемые зоны о оиде коэдрэтоо размерам 50 х 50 м,"г). Эту операц 1 гю еыпалняютс применениег ф езы 21, для чего сначалапрорезаот продольные полосы икиринай 50 разъемной и снабдить ее патрубками 23, 24 мм, а затем силовой цилиндр 10 (механизм и 25 подачи технологической среды, то сонагружения) разварэчивают (влесте с ним и здается возможность определения еще одофрезу 21) на 90 и прорезают поперечные ного показателя - прочности покрытия при полосы шириной 50 мм. 5 гидростатическом давлении гт, л,Испытания ППУ-пакоытия на прочностьПосле этого приступают к испытаниям при гидростатическом давлении гт .д. про- ППУ-покрытия (нарезанных квадратов) на изводится следующим образом. Для испыповерхностную прочность о пл. Нижнийто- тания при помощи фреэы 21 из рец штока 16 с индентором 17 (алмазным 10 ППУ-пакрытия вырезают образец. При этом наконечником) при помощи силовых цилин- фрезу 21 горизонтально размещают на фидров 4, 7, 9 и 10 размещают в центре требу- гурной скобе и срезают образец в испытуеемой испытуемой зоны, Усилие на индентар мой зоне. После чего образец помещают в 17, разрушающее ППУ-покрытие, создается подпаршневую полость цилиндра 10, кото- силовым цилиндром 10 (механизмом нагру рую заполняют технологической средой (нажения). Регистрация значения о пп осуще- поимер, нефтепродуктом) и на последнюю ствляется при помощи датчиков 26 и создают давление при по;лащи поршня 13 вторичного прибора, установленного на силового цилиндра 10. Регистрация значеблоке управления, ния О г.д, осуществляется образцовым маноПри испытании ППУ-покрытия на проч метром, установленным на блоке ность его адгезионной связи 0 с поверхно- управления и подключенным к вентилю патстью конструкционнаго материала на рубка 25.сторону плоского участка 20, обращенную киспытуемой зоне, наносят быстроотвержда- Применение изобретения позволит за ющийся клей, а затем при помощи силозых 25 счет обеспечения испытаний не только на цилиндров 4, 7, 9 и 1 О плоский участок 20 сдвиг, но и на поверхностную прочность и размещают в требуемой испытуемой зоне адгезионную прочность при отрыве, а при (например, зоне Б), Усилие отрыва ППУ-па- необходимости и на прочность при гидракрытия от поверхности конструкционнаго статическом давлении значительно павы- материала создается при помощи силового 30 сить эффективность испытаний цилиндра 10 (механизма нзгружения), При ППУ-покрытий в полевых условиях.этом индентар 17 тарцэ выступающей частиштока 16 силового цилиндра 10 упирается в Формула изобретения поверхность конструкционнаго материаламежду зонами А и Б в месте канавки, проре 1, Установка для механических испытазаннай фреэай 21 в ППУ-пакрытии (фиг. 3), ний материалов, содержащая основание, Схема размещения узлов устанавкпри ис- установленную на нелл с возможностью пепытании ППУ-покрытия на ипредставле- ремещения раму, установленную на раме с на на фиг, 4. Регистрация значения авозможностью возвратно-поступательного осуществляется теми же средствами, что 40 перемещения каретку и закрепленный накаретке механизм нагружения материала в виде силового цилиндра, ось которого перПри испытании пенопластового ППУ- пендлкулярна плоскости рамы, а т л и ч а юпокрытия на прочность при сдвиге о, гьло- щ а я с я тем, что, с целью расширения ский участок 20 аналогичным образом 45 функциональных вазможностей при исслеразмещают в соответствующей испытуемой довании покрытий путем обеспечения испызоне. Усилие, разрушающее образец ППУ- таний не только на сдвиг, но и на покрытия при сдвиге, создается силовым поверхностную прочность и адгезианную цилиндром 7. Регистрация значения о с осу- прочность при отрыве, силовой цилиндр усществляется датчиком 27 и вторичным при тановлен с возможностью поворота вокруг бором. установленным на блоке сваей оси ификсации, а установка снабжена управления. закрепленной на обращенном к основаниюТаким образом, в отличие от прототипа торце цилиндра фигурной скобой, име.ащей предлагаемая установка позволяет опреде- плоский участок, паъ;.ллельный плоскостиОлять паказзталп м:т.; "ГУ, з та;лат р;1,;а: П.-пакры раы,ипрадалы ьйс заэ; айпаэнаастальтия) не только на сдвиг, на и на най части. распала;конный в осевой плоскоповерхностнуюпрачнпстьинармальныйот- сти цилиндра, и фрезой, ось которой рыв. Кроме того, если падпоршнеьую па- установлена в пазу скобы с ваз,"а;кнастью лость силового цилиндра 10 выполнить перемещения вдагь него и фиксации.2. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена индентором, закрепленным на рабочем конце штока силового цилиндра с воэможностью перемещения впазу скобы.1705721 В К = г = у = Рц = Ратм ,5СЬг ФСоставитель В.ТаранТехред М.Моргентал Ко ктор Л.Веселовская тор А.Осауленк роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 акаэ 189 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5