Способ определения оптимального давления автофретирования внутренней полости детали Советский патент 1990 года по МПК C21D8/00 C21D7/12 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно химичес- тсому машиностроению, в частности к способам упрочнения оборудования высокого давления, когда большое значение имеет назначение давления автофретирования,, от величины которого зависит долговечность деталей высокого давления„

Целью изобретения является повышение долговечности деталей, упрощение методики определения давления авто315

фретирования и увеличение точности контроля степени упрочнения внутренней полости детали.

Способ осуществляют следующим образом,

Пример. Проводилось автофре- тирование партии корпусов клапанов- тройников с рабочим давлением Рр 32-0 МПа. Для осуществления предла- гаемого способа была выбрана модель корпусов, изготовленная из того же материала (сталь 38ХНЗМФА) и термо- обработанная на верхнее значение предела текучести (. 116 кгс/мм2 с сохранением остальных механических свойств (Gg, , (jdy,) натурных корпусов. Эта модель имела припуск на вырезку трех темплетов для изготовления двух стандартных образцов для определения 0 и трех специальных образцов для определения пластических свойств материала модели. От этой модели были отрезаны темплеты. Из одного были вырезаны специальные образ- ЦЬ1} другой был термообработан на нижний допускаемый предел текучести (Сэ02. 88 кг/мм2) натурного корпуса, из которого были изготовлены два стандартных для определения и три специальных образца. Третий темплет был термообработан на промежуточное значение СГ02. из него затем были изготовлены, такие же образцы.

На предварительно загрунтованную клеем Момент-1 внутреннюю поверхность модели вокруг поперечного от- верстия наклеивали тензорезисторные преобразователи КФ5Ц-3-100-13-12 клеем ГИПК-11-17 ТУ 6-05-251-159-82, для чего использовали специальное при спосрбление, представляющее собой цанговую втулку с внутренним конусом.

На наружную поверхность втулки; наклеивали пластинки из вакуумной резины толщиной 5 мм. Втулку на-дева- ли на специальный жестко закрепленный гайкой штырь и зафиксировали в требуемом положении от углового и осевого перемещений резьбовым штиф- том,

На резиновой пластине закрепили точечной приклейкой конденсаторную бумагу в два слоя, причем точечную приклейку второго слоя выполняли вразбежку с первым. Приспособление собирали в модели, выставили пластинки относительно поперечного отверстия, жестко зафиксировали с помощью

0

5

0

5

144

выдвижного конуса и разжали гайкой. На верхнем слое конденсаторной бумаги произвели разметку контуров поперечных отверстий.

Приспособление разобрали по разметке на конденсаторной бумаге наклеивали и смонтировали тензорезисторные преобразователи своей нерабочей поверхностью.

Клей, приготовленный по технологии завода-изготовителя, вакуумиро- вали и наносили тонким слоем на поверхность модели и тензорезисторные преобразователи. Затем приспособление собирали в модели, жестко фиксировали и разжимали с помощью конуса до прижатия тензорезисторов с усилием 2 кгс/см2.

После полимеризации клея конус отводили в первоначальное положение и выводили приспособление из отверстия модели. Выполнили контроль наклейки тензорезисторов, произвели монтаж проводов через токоввод в измерительную схему. Далее модель герметизировали и заполнили обезвоженным маслом АМГ-10 для нагружения сверхвысоким давлением.

Нагружение модели осуществлялось гидрокомпрессором ГКМ-7/6000 ступенчато через 50 МПа до 6000 МПа со сбросом давления после каждой ступени нагружения. Запись показаний тензорезисторов производили на -каждой ступени нагружения и разгрузки при помощи комплекта тензоаппарату- ры фирмы Брюль и Кьер (модели: 1516, 1542, 1543, 2305),

Обработка экспериментальных данных осуществлялась в следующей последовательности о

Для определения истинной деформации по показаниям прибора учитывали результаты тарировки тензорезисторов в специальной тарировочной установке при деформации тензорезисторов до 15000 е.о.д. в зоне давления до 600 МПа.

Вычисление деформации в точке кромки отверстия с максимальной концентрацией напряжения производили на основе корректировки ее с учетом удаления тёнзррезистора от кромки отверстия путем графической экстраполя ции показаний цепочки тензорезисторов на кромку отверстия

Используя истинную деформацию в точке кромки, строили график зави51

симости 5 Ј(р) при нагрузке, Ј f(p) при разгрузке. При этом зависимость графически или аналитически аппроксимировалась. Стандартные образцы,изготовленные из темплетов, иг пользовали для определения &0,г а специальные нагружали ступенчато до деформации 5 на каждой ступени нагру жения с разгрузкой и сжатием до де- формации Ј (для этой цели можно использовать испытательную машину с усилием на растяжение - сжатие более 30 кН); при этом 6 - деформация кромки поперечного отверстия модели корпуса клапана от давления при на- гружении; б. - остаточная деформация кромки поперечного отверстия модели корпуса клапана при разгрузке, I

Измерение деформации образца осуществляли при помощи тензометра с пределом измерений +15000 е.о.д. По результатам нагружения образцов в координатах деформация - нагрузка строили диаграмму деформирования. По этой диаграмме определяли остаточную деформацию, при которой не увеличивалась нагрузка в образце при сжатии и соответствующую ей деформацию при растяжении образца. Полученные значения деформации при растяжении образцов усредняли по трем результатам их нагружения. Определив на графике давление в модели, соответствующее ус- редненной деформации точки В на кромке поперечного отверстия, принимали его за давление автофретирования корпуса клапана. Далее аналогичное нагружение вели с образцами, которые изготовлены из оставшихся темплетов. По имеющимся результатам нагружения аналогично строили диаграммы деформирования и так же находили для каждого предела текучести темплета дав- ление автофретирования. Таким образом по трем значениям Сэ0г2 и трем значениям давления автофретирования строили зависимость давления автофретирования от предела текучести материала

аат

f ( (jn мат.).

Расчет давления автофретирования, осуществляли, используя предел текучести материала натурной автофретиро- ванной детали. Для корпуса клапана, имеющего ,г 95 кг/мм2 , давление автофретирования равно 350 МПа.

146

Формула изобретения

1.Способ определения -оптимального давления автофретирования внутренней полости детали преимущественно сложной формы с концентраторами напряжений, включающий подачу гидростатического давления автофретирования

в полость детали и последующий сброс давления с одновременным контролем полученных в процессе автофретирова- - ния остаточных деформаций методами электротензометрии, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности деталей, упрощения методики определения давления автофретирования и увеличения точности контроля степени упрочнения внутренней полости детали, производят- измерение методом электротензометрирова- ния упругопластических деформаций в зоне концентрации напряжений на внутренней поверхности геометрически и физически подобной модели, материал которой термообработан для получения верхнего допустимого значения предела текучести, при ступенчатом ее погружении со сбросом давления вплот до получения в зоне концентрации напряжения 1..1,5% от деформации, определяют зависимость максимальной деформации в зоне концентрации напряжений от давтения при ее погружении и разгрузке, производят ступенчатые испытания цилиндрических образцов, вырезанных из термообработанной заготовки модели, при их уггругоплас- тическом растяжении-сжатии в соответствии с зависимостью деформации в зоне концентрации напряжений от давления, а оптимальное давление автофретирования определяют, исходя из прекращения роста напряжений при сжатии образца.

2.Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости определения оптимального давления автофретирования деталей с разными механическими свойствами, зависимость оптимального давления автофретирования от механических свойств детали определяют на цилиндрических образцах, вырезанных из исследуемой модели и термообрабо- танных с разбросом механических свойств, который включает нижний предел допустимого значения предела текучести для материала детали.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к химическому машиностроению, в частности к способам упрочнения оборудования высокого давления. При этом большое значение имеет назначение давления автофретирования, от величины которого зависит долговечность деталей высокого давления. Целью изобретения является повышение долговечности деталей, упрощения методики определения давления автофретирования и увеличение точности контроля степени упрочнения внутренней полости детали. Способ заключается в определении оптимального давления автофретирования, подаче гидростатического давления автофретирования внутрь полости детали и последующем сбросе давления с одновременным контролем давления автофретирования. Оптимальное давление автофретирования детали с одновременным упрощением методики определения этого давления достигается за счет экспериментального исследования изменений физико-механических характеристик поверхностного слоя внутренних полостей геометрически и физически подобной модели детали и образцов, вырезанных из этой модели, при циклическом испытании их в режиме растяжение - сжатие, причем величина давления автофретирования назначается не на один конкретный вид детали, а на целый класс геометрически и физически подобных изделий. 1 з.п. ф-лы.