Способ испытаний трубчатых образцов на термостойкость Советский патент 1990 года по МПК G01N3/60 

Изобретение относится к методам усталостных исследований образцов материалов при сложном температурном нагружении.

Цель изобретения - приближение условий испытаний к эксплуатационным условиям элементов ядерных энергетических установок щ тем воспроизведения не только осевой знакопеременной нагрузки и термоциклирования, но и теплового удара охлажденной средой в различных ее фазовых соотношениях.

На чертеже изображено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит установку 1 типа Коффина, в которой во фланцах 2,

охлаждаемых по кольцевым каналам 3 хладоагентом, например водой, жестко -закреплен трубчатый образец 4. Обра- зец 4 зажат в верхнем фланце гайкой 5, а в нижнем - разрезным фланцем 6 через уплотнительные шайбы 7. Конденсатор - резервуар 8 сообщен с образцом 4 герметичным трубопроводом 9 так, что магистраль с газообразной средой подсоединена к сифонной трубке 10, а магистраль с жидкой фазой через насос-дозатор 11 - к нижнему торцу образца 4. В магистрали с газообразной средой установлен манометр 12. Термопара 13 прикреплена к образцу 4 в зоне наибольшего разогрева. Термопара-задатчик 14 прикреплена в той же зоне. Погружная термосл

со со сл

00

со

пара 15 введена через уплотнение 16 в полость образца 4. Термопары 13 - 15 выведены на пульт 17 управления, который служит для автоматического управления процессом испытаний. Пуль управления через токоподводы 18 подключен к установке 1 для подачи электрической моощости на образец 4, а линией 19 - к насосу-дозатору 11 для подачи сигналов на его срабатывание.

Способ осуществляют следующим образом.

Трубчатый образец 4 с жестко закрепленными концами подвергают цикли ческому нагреву и охлаждению. В ретг- зультате термоциклирования в образце возникают осевые знакопеременные нагрузки. Нагрев образца осуществляют электрическим током, а охлаждение - подачей в его полость жидкой среды. |На режиме нагрева образец нагревают (электрическим током через токоподво- (ды 18 до температуры, превышающей температуру кипения жидкой среды. По

iit

достижении этой температуры в часть полости образца, ограниченной зоной наибольшего разогрева, насосом-до- затором 11 подают жидкость. Подачей жидкости на нагретую поверхность об- разца осуществляют тепловой удар. По мере выкипания жидкости на образец воздействует среда одновременно в двухфазном и газообразном состоянии. После полного выкипания жидкости осуществляют следующий цикл нагрева. Циклические испытания продолжают до разрушения образца и по количеству циклов судят о его термостойкости.

Формула изобретения

Способ испытаний трубчатых образцов на термостойкость, заключающийся в том, что образец подвергают знакопеременному осевому нагружению за счет стеснения его теплового расширения путем циклического нагрева - электрическим током и охлаждения средой, подаваемой в его полость, и по количеству циклов до разрушения судят о термостойкости, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытаний к эксплуатационным условиям элементов ядерных энергетических установок путем воспроизведения не только осевой знакопеременной нагрузки и термоциклирования , но и теплового удара охлажденной средой в различных ее фазовых состояниях, в качестве охлаждающей среды используют жидкость, температуру нагрева в начале каждого цикла выбирают больше температуры кипения жидкости, по достижении этой температуры подают жидкость в часть полости образца, ограниченную зоной его наибольшего разогрева, а следующий цикл нагрева осуществляют после полного выкипания жидкости.

12

У -AT г

/

,8

-Хладагент

- Гаьообраз - -ф пая среасг

Жид коQсреда

Изобретение относится к методам усталостных исследований образцов материалов при сложном температурном нагружении. Целью изобретения является приближение условий испытаний к эксплуатационным условиям элементов ядерных энергетических установок путем воспроизведения не только осевой знакопеременной нагрузки, но и теплового удара охлажденной средой в различных ее фазовых состояниях. При испытаниях трубчатый образец с жестко закрепленными концами термоциклируют, осуществляя воспроизведение осевой знакопеременной нагрузки. Нагрев образца осуществляют до температуры выше температуры кипения жидкой среды электрическим током, а охлаждение - подачей в зону наибольшего разогрева образца жидкости, осуществляя тепловой удар с последующим воздействием на образец жидкой средой в различных ее фазовых состояниях. После полного выкипания жидкости осуществляют следующий цикл нагрева и по количеству циклов до разрушения судят о термостойкости образца. 1 ил.