Устройство для испытания образцов на ползучесть в труднодоступных условиях Советский патент 1992 года по МПК G01N3/08 G01N3/18 

путем использования средств системы малой аварийной защиты.

Недостатком устройства является его низкая точность, обусловленная тем, что оно предназначено для периодической подачи шариков отсчета времени и нуждается в шариках двух видов: одинакового диаметра для отсчета времени и диаметров, различа-; ющихся на постоянную величину, - для из- мерения деформации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для неинструментованного испытания на ползучесть, содержащее ампулу с крышкой и размещенную внутри нее раму в виде пространственной конструкции. Рама оснащена двумя парами расположенных в параллельных плоскостях плеч. Продольные оси пар перпендикуляр- ны одна к другой и оси симметрии ампулы. В параллельных плоскостях расположены два коромысл-а, продольные оси которых также перпендикулярны оси симметрии ампулы и одна к другой. Одно коромысло по- средством тяги установлено на крышке ампулы, а другое соединено с грузом. На каждом конце коромысла закреплен активный захват, Четыре блока захватов установлены парал/гельно оси симметрии ампулы. Каждый блок посредством другого активного захвата связан с соответствующим плечом рамы. Параллельно каждому блоку с зазором относительно активного захвата установлены стержни.

Недостатком устройства является низкая точность результатов испытания.

С целью повышения точности результатов за счет дискретного задания продолжительности нагружения групп образцов в блоках и увеличения достоверности испытаний путем увеличения количества образцов, испытываемых в идентичных условиях, устройство снабжено штоком, установленным с возможностью перемещения вдоль оси ампулы по направляющим. На штоке расположены качающиеся упоры, взаимодействующие с направляющими, и жесткие упоры, взаимодействующие с толкателями. Количество толкателей соответствует количеству активных захватов. Блоки захватов содержат четыре штыря, жестко закрепленных на соответствующих стержнях. Каждое коромысло выполнено со сквозным отверстием, охватывающим шток и жесткие упоры, а каждый из толкателей установлен параллельно продольной оси соответствующего коромысла или плеча рамы с возможностью перемещения вдоль нее и взаимодействия с соответствующим жестким упором.

На фиг. 1 схематически изображено устройство; на фиг. 2 - график изменения деформации образцов.

Устройство содержит ампулу 1 с крышкой, помещенную в гильзу 2 вертикального канала ядерного реактора. Внутри ампулы, концентрично ее оси симметрии, размещена рама 3, выполненная в виде пространственной конструкции. Рама оснащена двумя парами плеч а, расположенных в параллельных плоскостях. Продольные оси этих пар плеч перпендикулярны одна к другой и оси симметрии ампулы 1. В параллельных плоскостях расположены два коромысла, верхнее 4 и нижнее 5, продольные оси которых также перпендикулярны оси симметрии ампулы и одна к другой. На каждом конце коромысел 4 и 5 закреплены четыре активных захвата 6. Верхнее коромысло 4 посредством шарниров б верхней тяги 7 закреплено на крышке ампулы 1, а нижнее коромысло 5 посредством нижней тяги 8 шарнирно соединено с грузом Р,

Четыре блока захватов I - IV установлены параллельно оси симметрии ампулы 1. Каждый блок посредством другого активного захвата 6 связан с соответствующим плечом а рамы 3. Для блоков I и III это верхние плечи, для блоков II и IV - нижние. Параллельно блокам захватов с зазором Д между соответствующим плечом а рамы 3 и верхним 4 или нижним 5 коромыслами установлены стержни 9. На чертеже соединения активных захватов 6 и стержней 9 с нижним плечом а рамы 3 блока IV, а также с нижним коромыслом 5 блока III не показаны. На каждом стержне 9 закреплен штырь в, свободный конец которого помещен в отверстие, расположенное посредине гирлянды 10. Каждая гирлянда 10 содержит две группы последовательно соединенных образцов. На чертеже показаны группы, каждая из которых состоит из четырех образцов с различными сечениями, обеспечивающими заданные уровни напряжения. Каждый образец нагружен одинаковой нагрузкой Р/2. Общее количество образцов назначают кратными восьми, т.е. 32; 48; 56 и т.д.

Устройство снабжено штоком 11, установленным с возможностью перемещения вдоль оси ампулы 1 в нижней 12 и верхней 13 направляющих. Нижняя направляющая 12 выполнена в виде очка, которое посредством кольца 14 шарнирно соединено с распорным стержнем 15, выполненным из материала с резко уменьшающимся при температуре активной зоны пределом прочности. Распорный стержень 15 оснащен двумя пружинами 16 сжатия. Внешние концы распорного стержня 15 помещены в окна

г стенки ампулы шириной Ai и оснащены упорами 17, расположенными между внешней поверхностью ампулы 1 и внутренней поверхностью гильзы 2.

Шток 11 в своей верхней части оснащен качающимися упорами 18, установленными с возможностью прохода через нижнее 12 и верхнее 13 направляющее очко в одну сторону. На нижней части штока 11 закреплены 8 жестких упоров 19, которые расположены с возможностью взаимодействия с толкателями 20, установленными в направляющих 21, параллельных соответствующим верхнему 4 и нижнему 5 коромыслам или плеч а рамы 3.

Внешние концы толкателей 20 контактируют с активными захватами 6 с возможностью сброса их с соответствующих коромысел или плеч а рамы 3.

Устройство работает следующим образом.

Ампулу 1 помещают в гильзу 2 вертикального канала ядерного реактора. Груз Р, приложенный к нижней тяге 8, через шарниры б воздействует на нижнее коромысло 5 и установленные на нем активные захваты 6, и нагружает гирлянды 10 блоков II и III. Нагрузка, равная Р/2 на каждый образец, через верхние активные захваты 6 передается на верхние плечи а рамы 3. При этом нижние плечи а рамы 3 перемещаются вниз и через нижние активные захваты 6 нагружают гирлянды 10 блоков II и IV. Верхние активные захваты 6 этих гирлянд установлены на верхнем коромысле 4 и через шарниры б верхней тяги 7 соединены с крышкой ампулы 1.

В результате разогрева теплоносителя распорный стержень 15, выполненный из материала с резко уменьшающимся при температуре активной зоны пределом прочности, под действием пружин разрушается и опоры. 17. прижимаясь к внутренней поверхности гильзы 2, фиксируют ампулу 1 в определенном положении,

Через заданные интервалы времени с помощью средств малой аварийной защиты ампулу 1 перемещают вверх на расстояние А1, равное ширине окна г стенки ампулы, а затем вниз на это же расстояние. При перемещении ампулы 1 вверх один из качающихся упоров 18 нижним срезом упирается в верхний торец, нижнего направляющего очка 12. При этом шток 11 перемещается вверх на один из жестких упоров 19 и, воздействуя на внутренний конец толкателя 20, сдвигаетего по направляющим 21 к периферии. Внешний конец толкателя 20 сбрасывает соответствующий активный захват 6. На

чертеже показан сброшенным с верхнего плеча а рамы 3 верхний активный захват 6 блока 1. Верхняя группа образцов соответствующей гирлянды 10 при этом разгружа- 5 ется. Нагружение нижней группы образцов продолжается, так как сохранность силовой цепи обеспечивается стержнем 9 при выбранном соответствующем зазореЛ

В результате восьми возвратно-посту 0 нательных движений с шагом через интервалы времени А г разгружают все группы образцов.

Обработку результатов испытания производят после извлечения ампулы из реак- 5 тора на основании измерения деформаций образцов.

На фиг. 2 для фиксированных значений

времени испытаний через интервалы Дготложены величины деформации образцов.

0 имеющих заданные, например четыре,

уровни напряжения.

Применение предлагаемого устройства позволяет производить испытания конструкционных материалов неинструменто- 5 ванным методом без вывода коммуникаций в труднодоступных условиях, например, в активной зоне высокоинтенсивного ядерного реактора или в условиях весьма агрессивных сред и высоких температур. 0 В отличие от известных предлагаемое устройство имеет высокую точность отсчета времени, определяемую точностью работы оператора по выполнению восьми движений за время кампании, например, в ЮОсут. 5 При этом точность отсчета времени не зависит от рассеивания долговечности эталонных образцов.

Надежность в работе устройства вследствие его простоты значительно выше, чем 0 у известных устройств.

Формула изобретения

Устройство для испытания образцов на 5 ползучесть в труднодоступных условиях, содержащее ампулу с крышкой, размещенные внутри ампулы раму в виде пространственной конструкции с двумя пэрами расположенных в параллельных плоскостях плеч, 0 продольные оси пар которых перпендикулярны одна к другой и оси симметрии ампу- лы, расположенные в параллельных плоскостях два коромысла, продольные оси которых также перпендикулярны к оси сим- 5 метрии ампулы и одна к другой, закрепленные на каждом конце коромысла четыре активных захвата, шарнирно закрепленные на коромысле и крышке ампулы тяги, закрепленный на другом коромысле груз, четыре блока захватов для образцов, каждый из которых установлен параллельно оси симметрии ампулы и шарнирно связан с соответствующими активным захватом и плечом, и установленные параллельно каждому блоку с зазором относительно активного захвата и плеча стержни, отличающее- с я тем, что, с целью повышения достоверности испытаний путем увеличения количестве образцов, испытываемых в идентичных условиях, и точности за счет дискретного задания продолжительности нагружения групп образцов в блоках, установка снабжена установленным с возможностью перемещения вдоль оси ампулы штоком с направляющими, установленными на нем с

0

возможностью взаимодействия с направляющими качающимися упорами, жесткими упорами и взаимодействующими с жесткими упорами толкателями по количеству активных захватов и плеч соответственно, четырьмя штырями, жестко закрепленными на соответствующих стержнях и шарнирно связанных с соответствующими блоками захватов, каждое коромысло выполнено со сквозным отверстием, охватывающим шток и жесткие упоры, а каждый из толкателей установлен параллельно продольной оси соответствующего коромысла или плеча рамы с возможностью перемещения вдоль нее и взаимодействия с соответствующим жестким упором.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для внутри- реакторных исследований конструкционных материалов. Целью изобретения является поИзобретение относится к испытательной, технике, в частности к способам и устройствам для внутриреакториых исследований конструкционных материалов. Известно устройство для определения деформации при длительных испытаниях в неинструментованных каналах ядерных реакторов, содержащее эталонные и исследуемые образцы. Зависимость деформации от времени определяют по измеренным значениям удлинения исследуемых образцов при известных моментах времени разрушения вышение достоверности и точности испытаний на ползучесть за счет«увеличения количества образцов, испытываемых в идентичных условиях, и дискретного задания продолжительности нагружения каждого образца. Устройство содержит ампулу, размещенную внутри нее пространственную раму с коромыслами и двумя парами плеч, расположенный по оси симметрии ампулы шток с жесткими и качающимися упорами, толкатели и блоки с образцами. Через заданные промежутки времени перемещают ампулу вверх, а затем вниз на величину 1, при этом шток перемещается вверх на один из жёстких упоров и .воздействует на соответствующий толкатель, сдвигая его по направляющей и сбрасывая соответствующий активный захват с коромысла. Соответствующий блок образцов разгружается, яе изменяя условия испытания остальных блоков. После извлечения ампулы из реактора производят замеры деформации ползучести образцов в блоках с учетом продолжительности из нагружения в данном блоке. 2 ил. эталонных образцов, закрепленных в паре с исследуемыми образцами. Недостатком устройства является низкая точность отсчета бремени, обусловленная большим разбросом долговечности материала эталонных образцов. Известно также устройство-для измерения деформации образца в процессе растяжения, включающее упоры, установленные с возможностью фиксации,ампулы внутри гильзы. Время достижения определенного уровня деформации задается оператором у & Х| сэ х| 00 ч

Ъ .гЛ.

/I

ж ж i

номера блоков

/V

верхние группы образцов Фиг.2.

JЈПГJV

J

нижние группы образцов