Устройство для испытания патрубка Советский патент 1991 года по МПК G01N3/60 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность.

Цель изобретения - приближение испытаний к условиям эксплуатации патрубков, размещенных в крышке сосуда высокого давления, повышение производительности и точности.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - пример устройства, в котором установлены два образца, разрез; на фиг. 5 - пример установки патрубка.

Устройство содержит имитатор 1 крышки с патрубком 2, емкость 3 и патрубок 4. Высота имитатора примерно равна толщине крышки. Имитатор 1 крышки состоит из трубчатого хвостовика 5 и пластины 6. В отверстие, имеющееся в имитаторе крышки, устанавливается патрубок 2, который крепится к имитатору с помощью разрезного кольца 7 и втулки 8. Герметизация щели между имитатором крышки и патрубком осуществляется кольцом 9, которое приварено швами 10 и 11. На конце полого хвостовика 5 имеются выступающие упоры 12, на которых крепится обойма 13. Обойма выполнена из материала, у которого коэффициент температурного расширения (КТР) отличен от КТР материала1 упоров 12. Например, обойма изготовлена из аустенит- ной стали, а упоры 12 - из перлитной. К обойме крепится поддон 14. Для подсоединения к системе имеются штуцеры 15, 16 и 17.

На фиг. 5 показан элемент крышки с патрубком, т. е. конструкция крепления патрубка к крышке. Это конструкция, которую требуется имитировать в устройстве для испытания патрубка.

В крышке 18 установлен патрубок 19, который крепится разрезным кольцом 20 и втулкой 21. Щель между патрубком и крышкой герметизируется приваренным ,-ольцом. На крышке реактора может устанавливаться около 100 патрубков, располагают их по треугольной (или иной) сетке. При подаче давления крышка растягивается, деформируется. Учитывая, что она перфорирована множеством отверстий, деформация будет неравномерной, поэтому нагрузки на швах приварки кольца будут неравномерными по окружности, кроме того, на кольцо будет воздействовать давление. Устройство позволяет проводить также циклические испытания, изменяя давление и температуру в устройстве. Если имитаторы крышки установить в трубчатый корпус с даух сторон (фиг. 4), можно одновременно испытывать при одинаковых параметрах два одинаковых или различных образца, один из которых может быть контрольным.

Размеры, форма и конструкция обоймы

13 и упоров 12 на хвостовике 5, их расположение выбирают в зависимости от характера и величины нагрузок в испытуемом образце. Упоры могут быть составными по

длине и состоять из частей 22 и 23 и выполняться из двух различных материалов. Отдельные, расположенные рядом, упоры 24 могут изготавливаться из материалов, отличных от упоров 12, т. е. с иными коэффициентами температурного расширения.

Это может обеспечить создание на определенном участке нагрузок, отличных от остальных. Упоры 12 и 24 могут смещаться вдоль оси патрубка, как показано на фиг. 4.

где торец трубчатой части имитатора крышки не перпендикулярен оси.

Устройство работает следующим образом.

К штуцерам 15, 16 и 17 подключают трубопроводы от системы и заполняют емкость 3 водой.

Вода прокачивается через емкость и проходит через полость, омывая испытуемые образцы. На фиг. 1 поток воды обозначен стрелкой 25. Из штуцера 15 вода поступает в патрубок 2, далее омывает обойму 13 и выходит в штуцер 16. На фиг. 4 проток воды обозначен стрелкой 26. Из штуцера 15 вода поступает в патрубок 2, омывает обойму 13, проходит вдоль корпуса, омывает обойму 13 второго образца, выходит о патрубок 2 второго образца и через штуцер 17 поступает в систему. Изменяя температуру воды, например, от 20 до 320°С и

давление от 0 до 200 кгс/см , можно создавать необходимые нагрузки на испытуемый образец и производить необходимое количество циклов.

При нагревании обойма 13, выполненная, например, из материала с большим коэффициентом термического расширения, чем у материала упоров 12, которым она крепится, создает растягивающие усилия на

трубчатом хвостовике 5 и соответственно на узле крепления патрубка, в том числе и на герметизирующем кольце 9 и швах его приварки. Кроме того, на испытуемые образцы действует давление. При снижении

давления и охлаждении нагрузки снимаются. Величину нагрузок и характер нагрузок можно подбирать, приближаясь к реальным, за счет применения материалов с необходимыми коэффициентами температурного расширения для упоров 12 и смещения положения этих элементов по окружности или вдоль оси.

Формула изобретения 1. Устройство для испытания патрубка, содержащеетермонагружатель в виде обоймы с упорами, установленными на ее внутренней поверхности и выполненными из материала с коэффициентом термического расширения (КТР), отличным от КТР обоймы, отличающееся тем, что, с целью приближения испытаний к условиям эксплуатации патрубков, размещенных в крышке сосуда высокого давления, путем создания дополнительных видов нагружения, он снабжен емкостью для размещения в ней части патрубка с термонагружателем и установленным герметично на емкости имитатором крышки сосуда высокого давления с центральным ответстием для размещения и закрепления в нем патрубка, а упоры термонагружателя жестко связаны с наружной боковой поверхностью имитатора,л л

2.Устройство по п. 1, о т л м ч а ю щ с е- с я тем, что каждый упор выпо/жеп составным из материалов с различными КТР.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щеесп тем, что каждый упор выполнен на

материала с КТР, отличным от КТР друшх упоров.

4.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что, с целью испытания патрубков

со скошенными торцами, упоры в обойме смещены друг относительно друга по оси обоймы.

5.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что, с целью повышения производительности, емкость выполнена в виде патрубка, а стенд снабжен второй крышкой, идентичной первой и размещенной оппо- зитно ей.

6.Устройство поп. 1, о т л и ч а го щ е е- с я тем, что, с целью повышения точности,

он снабжен поддоном, установленным с зазором между дном емкости и торцом обоймы.

Ю

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - приближение испытаний к условиям эксплуатации патрубков, размещенных в крышке сосуда высокого давления, повышение производительности и точности. Патрубок 2 устанавливается в отверстие имитатора 1, которым герметизируют емкость 3. В емкость подают горячую среду, которая омывает патрубок и термонагружатель, который создает напряжение в сварном шве. Одновременно патрубок подвергается действию внутреннего давления и температуры. Возможно воспроизведение циклических нагрузок. 5 з. п. ф- лы, 5 ил.

7V.3

Фиг.1

/9

Фиг. 5