Образец для испытания материалов в коррозионных средах Советский патент 1990 года по МПК G01N17/00 

/f

Ч

Образец для испытания материалов в коррозионных средах относится к области испытаний материалов. Цель изобретения - повышение информативности. Образец содержит цилиндрическую рабочую часть 1 с хвостовиками 2, осевой канал 3, снабженный заглушками 4. В хвостовиках 2 выполнены сквозные отверстия 7 для сообщения канала 3 с зазором 8 между рабочей частью образца и втулкой 5. Канал 3 герметично разделен перегородкой, размещенной в его рабочей части 1. Канал 3 выполнен в виде нескольких параллельных ветвей. Диаметр рабочей части 1 образца равен диаметру хвостовиков 2, на поверхности рабочей части выполнены лыски, а число ветвей канала в каждом хвостовике равно числу лысок. В рабочей части образца выполнена кольцевая проточка, сообщенная с одной из ветвей канала. Контур сечения рабочей части образца имеет форму треугольника Релло. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

//

J 2

ШШШШШШШШШШШ :

7 А

fus.t

Ж

«

ШШШШШШ :

сд

sl

OS

00

сд

sj

JIb

Изобретение относится к испытаниям материалов на прочность, а именно: к цилиндрическим образцам для испытания материалов на усталость, преимущественно в активных жидких средах.

Цель изобретения - повышение информативности испытаний.

На фиг.1 изображен предлагаемый образец, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - то же, вариант; на фиг.4 - образец с перегородкой в его рабочей части, сечение; на фиг.5 - образец, рабочая часть которого выполнена с лысками и каналом в виде нескольких ветвей, сечение; на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.5; на фиг.7 - образец с кольцевой проточкой, сечение; на фиг.8 - сечение В-В на фиг.7.

Образец содержит цилиндрическую рабочую часть длиной L и диаметром D с хвостовиками 2 длиной L и диаметром В, которые сопряжены с рабочей частью по поверхности радиуса R, а также осевой канал 3 диаметром D, который снабжен заглушками 4, и эластичную, например резиновую, втулку 5, которая с натягом охватывает на части длины хвостовики 2 и дополнительно прижата к их поверхности хомутами 6,

Хвостовики 2 снабжены односторонними радиальными отверстиями 7, которые пересекают их наружную поверхность и поверхность канала 3. Свободное пространство внутри образца заполнено испытуемой жидкой средой, перетекающей через отверстия 7 в зазор 8, например морской водой, которая удерживается от выливания из образца заглушками 4, выполненными в форме пробок.

Поперечное сечение рабочей части образца может иметь форму окружности диаметром DJ (фиг.2) или быть выполненным в форме треугольника Релло, т.е. образованным тремя (фиг.З) пересекающимися дугами одинакового радиуса R., центры которого находятся в вершинах равностороннего треугольника, стороны которого равны радиусу этих дуг. Такая форма позволяет обрабатывать поверхности различных дуг по разной технологии (например, точением, точением с обдувкой дробью, шлифованием), и испытание такого образца сразу показывают, какая из сравниваемых технологий лучше, т.е.

Ь85/

обеспечивает более высокую выносливость в активной среде.

Осевой канал может быть выполнен сквозным (фиг. 1) или иметь центральную перегородку 9 (фиг. 4), т.е. быть выполненным в каждом хвостовике на длину L0. В этом случае радиальные отверстия 7 хвостовиков располагают

g диаметрально противоположно друг дру гу, а заглушки 4 выполняют в форме вращающихся штуцеров известной конструкции. Такой вариант (обеспечивает) позволяет проводить испытания при

с прокачке через образец активной среды при интенсивном омывании ею поверхности образца. Осевой канал 3 может быть выполнен в форме равномерно расположенных по окружности в теле

0

0

хвостовика (фиг. 5 и 6) нескольких

5

ветвей 10, а рабочая часть образца снабжена плоскими лысками 11, число которых равно числу осевых отверстий в хвостовике, при этом диаметр рабо- 5 чей части образца выполняется равным диаметру D хвостовиков Каждая ветвь 10 соединена с лежащей против нее лыской 11 радиальным отверстием 7 и заправлена индивидуальной активной средой.

Такой вариант образца позволяет проводить испытания при одновременном воздействии на плоские участки его рабочей поверхности различных активных сред и быстро оценивать их относительную агрессивность, что повышает производительность испытаний.

При одинаковом диаметре хвостовиков и рабочей части образец (фиг.7 Q и 8) может быть снабжен расположенной по его середине кольцевой проточкой 12, а втулка выполнена с размещенными на ее внутренней поверхности продольными, закрытыми с торцов (не вы- с ходящими за торцы) пазами 13, которые размещены против осевых отверстий хвостовиков и имеют длину L и ширину S. Для лучшего прижатия внутренних стенок втулки к образцу на ее наружную поверхность может быть одета с и натягом винтовая пружина 14 или намотана нить из прочного материала.

Такой образец позволяет определять прочность угловых швов соединений в условиях агрессивных сред. 5 Образец работает следующим образом.

Заполненный испытуемой средой образец устанавливают в испытательной машине и подвергают воздействию кру

5

гового изгиба. При вращении с изгибо в опасном сечении рабочей части образца образуются усталостные трещины приводящие в итоге к излому (разрушению) рабочей части образца, по числу циклов которого до разрушения судят об усталостной прочности материала образца в активной среде или контролируемого сварного шва. Так как втулка образца выполнена эластичной, то она не оказывает влияние на величину возникающих в образце напряжений, а служит лишь об олочкой для удержания жидкости на поверхности образца.

При разовой заправке образца испытуемой средой она под действием возникающих при вращении образца центробежных сил стремится перейти из осевого канала через отверстия 7 на поверхность рабочей части, создавая вокруг нее прижатое к ней кольцо жидкости, чем обеспечиваются стабильные условия взаимодействия материала со средой и небольшой расход сред. При использовании образца (фиг. 4) активная среда прокачивается через образец и, благодаря диаметрально противоположному размещению каналов 7, активно омывает его рабочую поверхност Вращающиеся штуцеры 4 обеспечивают при этом свободное вращение образца при неподвижном положении входящих в них патрубков и отводе прокачиваемой среды.

Для сравнительной оценки влияния на усталость технологии обработки поверхностей при воздействии одной и той же среды используют образцы по фиг.З, радиусные поверхности которых обработаны по разной технологии Јна- пример, токарной обработкой, фрезерованием и шлифованием).

При испытаниях таких образцов усталостные трещины, приводящие к излому рабочей части, развиваются более интенсивно со стороны менее упрочненной поверхности. Так как зона усталостного разрушения раньше всего начинает развиваться на менее упрочненной поверхности, то по-характеру излома сразу можно определить, какая из сравниваемых технологий лучше, т.е. обеспечивает в данной активной среде более высокую прочность при циклических нагрузках. Если поверхность образца выполнена по одинаковой технологии, то увеличивается производительность испытаний.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Для сравнительной оценки влияния на усталость различных ак тивных сред;, при одинаковой технологии обработки рабочих поверхностей образца используют образцы по фиг. 5-8, для чего их глухие осевые каналы заполняют различными активными средами и закрывают пробками,4.

Расположенная посередине образца, показанного на фиг.7, внутренняя кольцевая проточка служит концентратором напряжений и определяет опасное сечение гладкого по наружной поверхности образца.

При испытаниях приводящие к излому образца усталостные трещины более интенсивно развиваются на поверхности, контактирующей с наиболее активной (агрессивной) жидкой средой, поэтому по характеру излома можно определить, какая из испытываемых сред является наиболее опасной при циклических нагрузках для материала образца. Формула изобретения

. Образец для испытания материалов в коррозионных средах, содержащий рабочую часть с хвостовиками, в которых выполнен.канал вдоль оси образца, заглушки, установленные на входе и выходе капала, и установленную на хвостовиках без зазора и охватывающую с зазором рабочу часть образца эластичную втулку, отличающийся тем, что 5 с целью

повышения информативности при моделировании потока среды, в хвостовиках выполнены сквозные отверстия для сообщения канала с зазором между рабочей частью образца и втулкой.

10

6 k

Фиг.5

О,

1

-1 ст х

Ln J

10

Составитель Н.Швыркова Редактор И.Гордая Техред М.ДидыкКорректор М.Кучерявая

Заказ 1845

Тираж 483

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

10

Фиг. 8

Подписное