Способ коррозионных испытаний металлов Советский патент 1984 года по МПК G01N17/00 

1 Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способа коррозионных испытаний еталлов при повышенных температурах. Известен способ коррозионных испытаний металлов при повышенных температурах, заключающийся в том, что образец помещают в трубопровод, прокачивают по трубопроводу окислитель при температуре эксплуатации, вьщерживают образец в течение заданного времени, а затем извлекают и исследуют L1. Недостатками известного способа являются сложность его аппаратурног оформления и высокая стоимость. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату, является способ ко розионных испытаний металлов при повьшенньгх температурах, заключающийся в том, что образец испытуемого металла размещают в среде окисли теля, нагревают до температуры эксплуатации и подвергают дополнительному циклическому нагреву с частотой, соответствующей эксплуатационной 121. Недостатком этого способа являют ся его ограниченные возможности,так как с его помощью невозможно моделирование воздействия на испытуемый образец потока окисл теля. Цель изобретения - расщирение возможностей способа путем моделирования воздействия на испытуемый образец потока окислителя. Указанная цель достигается тем, что согласно способу коррозионных испьп-аний металлов при повьщ1енных температурах, заключающемуся в том что образец испытуемого металла раз мещают в среде окислителя, нагреваю до температуры эксплуатации и подвергают дополнительному циклическому нагреву, частоту циклов нагрева выбирают 0,5-1,0 f. ,f где и средняя по сечению скорост потока окислителя в услови эксплуатации; d - поперечный размер потока окислителя в условиях эксплуатации . Кроме того, циклический нагрев образца осуществляют пропусканием через него импульсов электрического 52 тока, амплитуду которых выбирают 0,5-1,0р 0.2 irCf Т m - масса образца; С - теплоемкость металла образца; Т - температура эксплуатации;R - электрическое сопротивление образцаJ а - температуропроводность металла образца; г, Ре - - число Пекле. Способ основан на том, что увеличение скорости коррозии в динамических условиях по сравнению со статическими объясняется стохастическими динамическими нагрузками, действующими со стороны потока оютслителя на корродирующую поверхность. При течении потока окислителя турбулентный поток создает на корродирующей поверхности напряжения tc вязкого трения, напряжения ty и ( обусловленные пульсацияг«1 соответственно скорости и температуры. При сравнении этих величин установлено, что GV Сс. и &т tu Следовательно, течение турбулентного пото ка можно моделировать в статике, создавая цилкическим нагревом напряжения (Jf. В турбулентном высокотемпературном потоке всегда имеется спектр колебаний скорости и температуры по частоте Частота эта определяется соотношением (1). Из этого соотношения и определяется частота циклов нагрева испьп-уемых образцов. При этом необходимо учесть, что циклы нагрева (пульсации) с частотой, большей, чем 1,0 f испытуемый образец не успевает воспринимать, а пульсации с частотой, меньшей, чем 0,5 f не влияют на напряженное состояние образца. Если циклический нагрев образца осуществлять пропусканием через него импульсов электрического тока, то используется соотношение (2). Опытным путем установлено, что ток с амплитудой 0,5-1,5 J позволяет сохранять химизм процесса окисления в спокойном окислителе таким же, как и в потоке, т.е. в условиях эксплуатации.

3

Таким образом, за счет выбора определенных режимов циклического нагрева обеспечивается моделирование эксплуатационных условий в потоке окислителя испытаниями в неподвижном окислителе.

Способ реализуется следующим образом.

Испытывают образцы, например, из конструкционной стали ОХ16Н15МЗБ. Температура эксплуатации Т 1070 К, и 10 м/с, d 1 мм.

По формулам XI) и (2) определяют f и О, исходя из условий эксплуатации стали.

В соответствии с полученными данными f Ю Гц, и 0,8 А. Образец вьщерживают в среде окислителя на воздухе при температуре эксплуатаи 1и, пропуская через него импульсы тока с частотой f 5-10 Гц, что соответствует 0,5 f, и амплитудой J 0,4 А, что соответствует

13715. .4

0,5 .3 После выдержки в течение 10 ч величина скорости коррозии составляет 2,0-10 мг/см .

Вьдержка идентичных образцов в тех же условиях в течение 1П ч при f 10 Гц (1,0 ) и. Л 1,2 А (1,5 J) показьгаает, что скорость коррозии образца составляет JQ 2,6- мг/см .

Скорость коррозии такого же образца в условиях эксплуатации составляет 2,4- мг/см .

Следовательно, предлагаемый . соб с достаточной точностью моделирует условия эксплуатации в потоке окислителя.

Изобретение позволяет моделировать динамические условия эксплуата2Q ции статическими, что приводит к снижению затрат за счет упрощения конструктивного оформления и повышения безопасности способа.

1. СПОСОБ КОРРОЗИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ МЕТАЛЛОВ при повышенных температурах, заключающийся в том, что образец испытуемого металла размещают в среде окислителя, нагревают до температуры эксплуат ации и подвергают дополнительному циклическому нагреву, о т л и ч a ющ и и с я тем, что, с целью расширения возмоишостей способа путем моделирования воздействия на испытуемьй образец потока окислителя, частоту циклов нагрева выбирают 0,5-1,0 f , и f где и - средняя по сечению скорость потока окислителя в условиях эксплуатации, d - поперечный размер потока окислителя в условиях эксплуатации. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что циклический нагрев образца осуществляют пропусканием через него импульсов электрического тока, амплитуду которых выбирают 0,5-1,5 J ,о, (Л R 1 0-55масса образца; где m С теплоемкость металла образца; Т температура эксплуатации; со R - электрическое сопротивление образца, Ud Ре число Пекле; a ел a - температуропроводность металла образца.