Способ испытаний образцов металлических материалов на коррозию под напряжением Советский патент 1992 года по МПК G01N17/00 

Изобретение относится к испытаниям материалов, в частности к испытаниям на коррозию под напряжением.

Известен способ испытания металлов на коррозию под напряжением, реализованный с помощью установки. Сущность способа заключается в том, что испытывают на коррозию образец, частично погруженный в агрессивную среду, а также подверженный воздействию капель этой среды, что соответствует эксплуатационным условиям некоторых металлов. Одновременно с этим образец растягивают с помощью нагружающего устройства. Недостатком данного способа является испытание образца на коррозию под напряжением только при одноосном растяжении, что не отражает поведение испытываемого образца в реальных, эксплуатационных условиях.

Наиболее близким к заявляемому является способ испытания образцов металлических материалов, заключающийся в том, что образец с трубчатой рабочей частью заполняют коррозионным раствором под заданным давлением рабочего газа, нагружают образец и замеряют время до разрушения образца, причем образец заполняют коррозионным раствором таким образом, что линия раздела коррозионный раствор - рабочий газ находится в пределах рабочей части образца. Недостатком данного способа является невозможность испытаXI

XI XI о

4 00

CJ

ния фрагментов натурных конструкций в условиях, соответствующих реальным, эксплуатационным.

Целью изобретения является приближение условий испытаний к условиям работы обшивок с переборками корпусов судов.

Эта цель достигается тем, что в способе испытаний образцов металлических материалов на коррозию под напряжением, по которому на образец испытуемого материала воздействуют растягивающей нагрузкой и коррозионной средой, используют крестообразный образец, по крайней мере один луч которого выполнен из испытуемого материала, воздействие коррозионной средой осуществляют путем заполнения полостей между лучами различными жидкостями и/или газами, а растягивающую нагрузку прикладывают к лучу из испытуемого материала по крайней мере по двум осям. При заполнении полостей могут обеспечиваться различные уровни жидкости и/или газа.

На фиг.1 показан вид установки в плане; на фиг.2 - разрез установки по А-А; на фиг.З - общий вид крестообразного образца (фрагмен г обшивки с переборками) с коррозионной камерой без заполнения полостей между лучами коррозионной средой; на фиг.4 - то же, в разрезе с заполненными коррозионной средой полостями; на фиг.5 - график результатов испытаний при повторных нагруженных.

Установка для испытания образцов металлических материалов на коррозию под напряжением состоит из листа 1, к которому приварен испытываемый крестообразный образец 2. Коррозионные камеры 3 образуются лучами крестообразного образца 2, кольцом 4 и крышкой 5, которая с помощью шпилек 6 и герметизирующих прокладок крепится к листу 1 (фиг.З). К листу 1 посредством захватов 7 и тяг 8 крепятся динамометры 9, выполненные н виде упругих колец, установленные на кольцевую раму 10 на ее наружную поверхность (фиг.1). Нагру- жение образца осуществляется с помощью натяжных гаек 11, индикаторов часового типа 12, с помощью которых контролируются подаваемые на образец усилия. В коррозионной камере установлены трубки для подвода 13 и отвода 14 среды из нее (фиг.2, 4).

Способ реализуется следующим образом.

Образец нагружают заданными по величине внешними силами, раздельно по каждой оси, причем силовое воздействие на образец осуществляется за счет натяжения листа 1. При этом крестообразный образец 2 получает силовое нагружение посредством сварных швов, соединяющих его с листом 1. Коррозионная камера 3, сформированная испытуемым крестообразным образцом 2. листом 1, кольцом 4 и крышкой

5, заполняется с помощью трубок 13 заданной агрессивной средой и по электроду рН- метра контролируют заданный уровень концентрации электролита или газа. По трубке 14 из камеры удаляют излишки газа.

Контроль текущего усилия по каждой из осей осуществляют с помощью индикаторов часового типа, установленных на упругих кольцах-динамометрах. В случае необходимости уровень нагрузки можно восстановить до начального с помощью натяжных гаек. Выбор количества упругих колец-динамометров, а следовательно, и осей нагруже- ния определяется условиями работы испытуемого образца.

На фиг.5 изображен график результатов

испытаний образца при повторных нагру- жениях. В процессе испытаний по предлагаемому способу в результате коррозионного износа может наблюдаться

возрастание напряженного состояния в образце. Для отражения реальных условий эксплуатации образца на коррозию под напряжением производятся повторные нагру- жения до уровня, соответствующего

эксплуатационным. Т.о. испытание по способу позволяет отразить встречные процессы изменений напряженного состояния в исследуемой конструкции, подверженной коррозионному износу. Продолжительность

испытаний устанавливают в зависимости от цели испытаний в соответствии с особенностями работы в реальных условиях.

40

Формула изобретения

1. Способ испытаний образцов металлических материалов на коррозию под напряжением, по которому на образец испытуемого материала воздействуют рас5 тягивающей нагрузкой и коррозионной средой, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытаний к условиям работы обшивок с переборками корпусов судов, используют крестообразный обра0 зец, по крайней мере один луч которого выполнен из испытуемого материала, воздействие коррозионной средой осуществляют путем заполнения полостей между лучами различными жидкостями и/или газа5 ми, а растягивающую нагрузку прикладывают к лучу из испытуемого материала по крайней мере по двум осям.

2; Способ по п.1. отличающийся тем, что при заполнении обеспечивают различные уровни жидкости и/или газа.

Т v

Использование: испытание материалов на коррозию под напряжением. Цель: приближение условий испытаний к условиям работы обшивок с переборками корпусов судов. Сущность изобретения: используют крестообразный образец, у которого по крайней мере один луч выполнен из испытуемого материала. Воздействие коррозионной средой осуществляют путем заполнения полостей между лучами различ- нымижидкостями и/или газами, причем при заполнении полостей могут обеспечиваться различные уровни коррозионной среды. Растягивающую нагрузку прикладывают к лучу из испытуемого материала по крайней мере по двум осям. Положительный эффект: способ позволяет отразить встречные процессы изменений напряженного состояния в исследуемой конструкции, подверженной коррозионному износу. 1 з.п.ф-лы, 5 ил. (Л

8ОДШ

Ј JHQ

X

awiiAi

r-fVt-П

s Ы

ФИГ. 5

{ woe