Способ определения максимальной рабочей температуры пенополиуретана Советский патент 1991 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к методам испытаний материалов, преимущественно вспененных пластмасс, и может быть использовано при оценке качества пенополиуретана (ППУ), предназначенного для работы в жидких средах.

В настоящее время разработаны и эксплуатируются новые мазутохранилища грунтового типа вместимостью 500-2500 м с пенополиуретановой облицовкой котлована (ППУ напылен непосредственно на грунтовую поверхность) с подогревающими устройствами, размещенными на дне котлована ППУ-облицовка в процессе ее эксплуатации подвергается воздействию подогретого мазута, грунтовых вод и механическим воздействиям (силы давления). В связи с этим появилась необходимость в определении максимальной рабочей температуры ППУ, из которого изготавливается облицовка, в жидкой среде с учетом продолжительного (не менее 7 лет) воздействия хранимого продукта при температуре до 60°С.

Цель изобретения - ускорение испытания образцов ППУ при одновременном упрощении и сохранении степени точности

о о

СП

VI ел

На фиг.1 представлена зависимость относительной деформации сжатия пенопласта Аеот текущего значения температур А Т для свежеприготовленного ППУ-17Н кажущейся плотностью 100 кг/м3 при подъеме температуры со скоростью 1°С/мин и нагрузке 0,20 МПа; на фиг.2 - зависимость деформативности ППУ-17 Н при подъеме температуры со скоростью 1°С/мин и нагрузке 0,20 МПа после 7 лет старения в мазуте АеиАТ- те же, что и на фиг.1; на фиг.З - зависимость максимальной рабочей температуры ППУ-17Н при нагрузке 0,2 МПа от величины избыточного давления воды,

П р и м е р 1. Известный способ (по прототипу),

Используют стандартные образцы пенополиуретана (ППУ-17Н) кажущейся плотностью 100 кг/м3. Прочность ППУ-17Н в исходном состоянии 7СЖ 0,7 МПа. Вырезанные образцы помещают на испытания с автоматической скоростью подъема температуры, автоматической записью деформации образца при заданной нагрузке сжатия 0,2 МПа (30% от прочности при сжатии). Результаты испытаний представлены на фиг.1.

Из фиг. 1 видно, что первый перегиб кривой, соответствующий резкому увеличению деформативности, соответствует 109°С, т.е. максимальная рабочая температура Тзо% исходного ППУ-17Н 109°С.

Затем образцы выдерживают 7 лет во флотском мазуте Ф-5 при 20 ± 5°С. Далее вырезанные образцы испытывают с автоматической скоростью подъема температуры 1°С/мин, автоматической записью деформативности образца при заданной нагрузке сжатия 30% от прочности при сжатии. Результаты испытаний представлены на фиг.2. Из фиг,2 видно, что первый перегиб на кривой, соответствующий резкому увеличению деформатиЕНОСти, соответствует 66°С, т.е. максимальная рабочая температура Тзо% ППУ-17Н при многолетнем старении в мазуте 66°С.

П р и м е р 2. Предлагаемый способ. Берут образцы ППУ-17Н кажущейся плотностью у 50 кг/м3 и образцы ППУ-17Н кажущейся плотностью у 100 кг/м3. Полученные образцы испытывают как в исходном состоянии, так и после различного насыщения жидкими средами (водой, флотским мазутом Ф-5) при автоматической скорости подъема температуры 1°С/мин, автоматической записи деформации образца при нагрузке 5 и 30% от прочности при сжатии. Результаты испытаний ППУ по определению максимальной рабочей температуры в жидких средах при нагрузках 5% (Тб%) и 30% (Тзо%) от прочности при сжатии сведены в таблицу. Все испытания проводят

параллельно на 6 образцах, что обеспечивает во всех случаях точность результата 3- 5°С при доверительной вероятности 0,95.

Из таблицы видно, что после 7 лет выдержки в воде Ts% и Тзо% снижается на

45°С, а после 7 лет выдержки в мазуте - на «240°С. Испытания после кратковременного насыщения водой либо флотским мазутом при действии давлении Рати, как видно из табл., дают совпадающие (в пределах погрешности опыта) значения с 7-летними экспериментами.

Кроме того из таблицы видно, что выдержка образцов в течение 1-7 сут в жидких средах без всестороннего сжатия не приводит к заметному изменению Ts% и Тзо% пе- нопластов. Следовательно, способ позволяет сократить с 7 лет до 1 сут длительность испытания по определению максимальной рабочей температуры пенопластов

в жидкой среде.

П р и м е р 3. Проводят испытания по определению максимальной рабочей температуры в среде флотского мазута Ф-5 у ППУ-17Н известным способом.

Длительная (29500 ч) выдержка ППУ17Н при 50°С и давлении 0,03 МПа показала, что мазут не проходит через ППУ-17Н, т.е. максимальная рабочая температура в среде мазута составляет по известному способу у ППУ-17Н не менее 50°С. Однако более точно по известному способу определить максимальную рабочую температуру пенопласта в среде мазута затруднительно, так как способ не позволяет точно

фиксировать максимальную рабочую температуру пенопласта. Для установления величины необходимого давления жидкой среды при всестороннем сжатии в этой среде снимают зависимость Тр от Рати (фиг,3). На фиг.З

представлена зависимость изменения максимальной рабочей температуры ППУ-17Н . при нагрузке 30% от прочности при сжатии Тзо% (0,2 МПа) от избыточного давления воды.

Из фиг.З видно, что при Р Рати максимальная температура Тр пенопласта сохраняется практически на исходном уровне. При Р Рати величина Тр снижается до значения, равного ее значению при семилетнем опыте, Дальнейшее повышение Р, как видно из фиг.З, не приводит к изменению в пределах погрешности измерений максимальной рабочей температуры пенопласта.

Формула изобретения Способ определения максимальной рабочей температуры пенополиуретана в жидкой среде путем предварительного определения прочности образцов пенополиуретана при одноосном сжатии вне жидкой среды (оЬж) с последующим погружением образцов в жидкую среду и постоянном контроле за величиной жесткости при сжатии и нагревании до момента резкого падения ее величины и фиксирования температуры, отличающийся тем, что.

с целью ускорения испытания обращзцов при одновременном упрощении и сохранении степени точности, испытание образцов в жидкой среде осуществляют в условиях всестороннего сжатия в этой среде при избыточном давлении Рати, определяемом по формуле

Рати 0,2 Осж ± ИЗ асж,

где ОЬж - прочность пенопласта при одноосном сжатии вне жидкой среды, МПа.

w

80 Ш 160 200

лГс

Изобретение относится к области методов испытаний вспененных пластмасс и может быть использовано при оценке качества пенополиуретана (ППУ), предназначенного для работы в жидких средах. Изобретение позволяет ускорить испытания (до 1 ч) при одновременном упрощении и сохранении степени точности испытаний за счет того, что испытание образцов в жидкой среде осуществляют в условиях всестороннего сжатия в этой среде при избыточном давлении Рати, определяемом по формуле: Рати 0,2оьж ± 143 (Тех , где оьж - прочность пенопласта при одноосном сжатии вне жидкой среды, МПа. 3 ил. 1 табл. (Л

80 «О Ш ZOO &T°C

2,2

60

-V

e,f аг аз « го

te3

Фаз./

-V

з « го

00