Способ испытания полых изделий на прочность при пониженных температурах Советский патент 1993 года по МПК G01N3/18 

Изобретение относится к испытаниям механических свойств материалов и изделий и может быть использовано для испытаний труб и других полых изделий.

Целью изобретения является повышение точности при одновременном снижении расхода криоагента.

На фиг. 1 изображен трубчатый испытуемый образец, часть объема которого заполнена рабочей жидкостью 2, имеющей температуру замерзания ниже температуры

испытания; на фиг. 2 - трубчатый испытуемый образец, часть которого заполнена смесью, состоящей из рабочей жидкости и сжиженного газа; на фиг. 3 - трубчатый испытуемый образец, часть которого заполнена рабочей жидкостью и содержащий смесь испаренного сжиженного газа и воздуха.

Способ испытания труб на прочность при пониженных температурах осуществляется следующим образом. Образец устанав- ливают на стенд и его торцы закрывают

00

о ел

00 N3 Јь

специальными заглушками, содержащими каналы с клапанами для подачи рабочей жидкости и сжиженного газа. Часть внутреннего объема испытуемого трубчатого образца 1 заполняют некоторым количеством рабочей жидкости 2, имеющей температуру замерзания ниже температуры испытания; затем во внутренний обьем образца приливается сжиженный газ, после чего образец герметизируется. Во внутреннем объеме образца образуется смесь 3, состоящая из рабочей жидкости и сжиженного газа. В результате теплообмена между жидкостью, температура которой порядка 20°С, сжиженный газ начинает испаряться, образуя газовоздушную смесь 4. В результате многократного увеличения объема газа при испарении, внутри образца создается требуемое давление и температура испытания.

Для испытания труб, предназначенных для трубопроводов, работающих в условиях крайнего Севера, наиболее важно определить характеристики материалов для интервала температур 0 - (-80°С). Для этих целей наиболее удобными и недефмцитными веществами являются метиловый спирт с параметрами:

т. С;

С 2,52 кДж/(кг- К)

1 плавл.-108 С

и азот, с параметрами:

tKnn -196°C . О1,002кДж/(кг-К) ,21 кДж/(кг-К)

которые позволяют осуществить испытания с наименьшими затратами.

Таким образом, предложенное техническое решение позволит упростить процесс испытаний, снизить их себестоимость и от- казаться от сложной и дорогостоящей аппаратуры, одновременно повышая точность испытаний.

Формула изобретения

1. Способ испытания полых изделий на

прочность при пониженных температурах, заключающийся в том, что подают в изделие рабочую среду, создают испытательное давление и температуру подачей в полость изделия криоагента и определяют

прочностные характеристики, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при одновременном снижении расхода криоагента, в качестве рабочей среды используют жидкость, в качестве криоагента сжиженный газ с температурой кипения выше температуры замерзания жидкости, при этом количество рабочей жидкости и криоагента выбирают из условия

Vl С t -Се t2H .Pi . V -Ci t +Qtm +r /01

Vl Vi . P V2 V p R t

где р - плотности сжиженного газа и жидкости соответственно;

Vi и Va - объемы сжиженного- газа и жидкости соответственно.

V - внутренний объем полости изделия;

R -универсальная газовая постоянная;

Ci и С2 - теплоемкости газа и жидкости соответственно;

г - удельная теплота парообразования сжиженного газа;

Пн и t2H начальные температуры сжиженного газа и жидкости соответственно;

t - температура испытания;

Р - испытательное давление.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью проведения испытаний в диапазоне температур 76-300 К, в качестве рабочей жидкости и сжиженного газа используют метиловый спирт и азот соответственно.

фиг. р.

Использование: в испытательной технике, в испытании полых изделий при пони женных температурах. Сущность: полость изделия частично заполняют рабочей средой, затем подается сжиженный газ. Газ начинает испаряться, образуя газовоздушную смесь. В результате многократного увеличения объема газа при испарении создаются требуемые давление и температура. Задания температура образуется при следующем соотношении объемов: Xl С2t -Се t2H . (Ъ . Vz -d t +Ci tin +r pi а заданное давление при следующем соотношении объемов: где /01 - плотность сжиженного газа; /92- плотность жидкости; Vi - объем сжиженного газа; V2 - объем жидкости; V- внутренний объем полости изделия; R - универсальная газовая постоянная; Ci -теплоемкость газа; Сг - теплоемкость жидкости; г - удельная теплота парообразования сжиженного газа; tin - начальная температура сжиженного газа; t2H - начальная температура жидкости; t -температура испытания, Р - испытательное давление. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. ел с