Образец для испытания материалов в коррозионных средах

 

Образец для испытания материалов в коррозионных средах относится к области испытаний материалов. Цель изобретения - повышение информативности. Образец содержит цилиндрическую рабочую часть 1 с хвостовиками 2, осевой канал 3, снабженный заглушками 4. В хвостовиках 2 выполнены сквозные отверстия 7 для сообщения канала 3 с зазором 8 между рабочей частью образца и втулкой 5. Канал 3 герметично разделен перегородкой, размещенной в его рабочей части 1. Канал 3 выполнен в виде нескольких параллельных ветвей. Диаметр рабочей части 1 образца равен диаметру хвостовиков 2, на поверхности рабочей части выполнены лыски, а число ветвей канала в каждом хвостовике равно числу лысок. В рабочей части образца выполнена кольцевая проточка, сообщенная с одной из ветвей канала. Контур сечения рабочей части образца имеет форму треугольника Релло. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

7 А1 (19) (11) щ) G 01 N 17/00 гК 7

Риг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4407182/25-28 (22) 08.04.88 (46) 07,07.90. Бюл. F;- 25 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) M.С.Тривайло (SU) и Хосе Рикардо

Падилля Альварес (CV) (53) 620.199 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1233005, кл. G Ol N 17/00, 1984. (54) ОБРАЗЕЦ ДПЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

В КОРРОЗИОННЫХ СРЕДАХ (57) Изобретение относится к области испытаний материалов. Цель изобретения — повышение информативности. Об- . разец содержит цилиндрическую рабочую часть l с хвостовиками 2, осевой

2 канал 3, снабженный заглушками 4. В хвостовиках 2 выполнены сквозные от— верстия 7 для сообщения канала 3 с зазором 8 между рабочей частью образца и втулкой 5. Канал 3 герметично разделен перегородкой, размещенной в

его рабочей части 1. Канал 3 выполнен в виде нескольких параллельных ветвей. Диаметр рабочей части 1 образца равен диаметру хвостовиков 2, на поверхности рабочей части выполнены лыски, а число ветвей канала в каждом хвостовике равно числу лысок. В рабочей части образца выполнена кольцевая проточка, сообщенная с одной из ветвей канала. Контур сечения рабочей части образца имеет форму треугольника Релло. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Э i5/b85i Д

Изобретение относится к испытаниям материалов на прочность, а именно: к цилиндрическим образцам для испытания материалов на усталость, преиму5 п ественно в активных жидких средах.

Цель изобретения — повышение информативности испытаний.

На фиг.l изображен предлагаемый

Образец, общий вид, на фиг.2 — сечение А-А на фиг.l; на фиг.3 — то же, вариант, на фиг ° 4 — образец с перегородкой в его рабочей части, сечее; на фиг.5 — образец, рабочая асть которого выполнена с лысками и аналом в виде нескольких ветвей, сеение; на фиг.б — сечение Б-Б на г.5; на фиг.7 — образец с кольцевой проточкой, сечение; на фиг.8 — сечее В-В на фиг.7.

Образец содержит цилиндрическую

1 абочую часть l длиной L и диаметром ! с хвостовиками 2 длиной L и диаметром П, которые сопряжены с рабоей частью по поверхности радиуса R, также осевой канал 3 диаметром D оторый снабжен заглушками 4, и элас— ичную, например резиновую, втулку 5, которая с натягом охватывает на части лины хвостовики 2 и дополнительно прижата к их .поверхности хомутами 6.

Хвостовики 2 снабжены односторонь!ими радиальными отверстиями 7, которые пересекают их наружную поверхйость и поверхность канала 3. Свободное пространство внутри образца заЙолнено испЫтуемой жидкой средой, перетекающей через отверстия 7 в зазор

8 например морской водой, которая удерживается от выливания из образца 4 заглушками 4, выполненными в форме пробок .

Поперечное сечение рабочей части образца может иметь форму окружности диаметром Р! (фиг.2) или быть выполненным в форме треугольника Релло, т.е. образованным тремя (фиг.3) пересекающимися дугами одинакового радиуса R, центры которого находятся в вершинах равностороннего треугольника, стороны которого равны радиусу е этих дуг. Такая форма позволяет обрабатывать поверхности различных дуг по разной технологии (например, точе. нием, точением с обдувкой дробью, 55

Шлифованием), и испытание такого образца сразу показывают, какая из сравниваемых технологий лучше, т.е. обеспечивает более высокую выносливость в активной среде.

Осевой канал может быть выполнен сквозным (фиг. !) или иметь центральную перегородку 9 (фиг. 4), т,е. быть выполненным в каждом хвостовике на длину L 0. В этом случае радиальные отверстия 7 хвостовиков располагают диаметрально противоположно друг дру

ry а заглушки 4 выполняют в форме вращающихся штуцеров известной конструкции. Такой вариант (обеспечивает) позволяет проводить испытания при прокачке через образец активной cpe— ды при интенсивном омывании ею поверхности образца, Осевой канал 3 может быть выполнен в форме равномерно расположенных по окружности в теле хвостовика (фиг. 5 и 6) нескольких ветвей 10, а рабочая часть образца снабжена плоскими лысками ll число которых равно числу осевых отверстий в хвостовике, при этом диаметр рабочей части образца выполняется равным диаметру D< хвостовиков Каждая ветвь

10 соединена с лежащей против нее лыской ll радиальным отверстием 7 и заправлена индивидуальной активной средой.

Такой вариант образца позволяет проводить испытания при одновременном воздействии на плоские участки его рабочей поверхности различных актив1 ных сред и быстро оценивать их относительную агрессивность, что повыша-. ет производительность испытаний.

При одинаковом диаметре хвостовиков и рабочей части образец (фиг.7 и 8) может быть снабжен расположенной по его середине кольцевой проточкой 12, а втулка выполнена с размещенными на ее внутренней поверхности продольными, закрытыми с торцов (не выходящими за торцы) пазами 13, которые размещены против осевых отверстий хвостовиков и имеют длину L > и ширину

S. Для лучшего прижатия внутренних стенок втулки к образцу на ее наружную поверхность может оыть одета с натягом винтовая пружина 14 или намотана нить из прочного материала.

Такой образец позволяет определять прочность угловых швов соединений в условиях агрессивных сред.

Образец работает следующим образом.

Заполненный испытуемой средой образец устанавливают в испытательной машине и подвергают воздействию кру5 15 гового изгиба. При вращении с изгибом в опасном сечении рабочей части образца образуются усталостные трещины, приводящие в итоге к излому (разрушению) рабочей части образца, по числу циклов которого до разрушения судят об усталостной прочности материала образца в активной среде или контрот лируемого сварного шва. Так как втулка образца выполнена эластичной, то она не оказывает влияние на величину возникающих в образце напряжений, а служит лишь оболочкой для удержания жидкости на поверхности образца, При разовой заправке образца испытуемой средой она под действием возникающих при вращении образца центробежных сил стремится перейти из осевого канала через отверстия 7 на поверхность рабочей части, создавая вокруг нее прижатое к ней кольцо жидкости, чем обеспечиваются стабильные условия взаимодействия материала со средой и небольшой расход сред. При использовании образца (фиг. 4 ) активная среда прокачивается через образец и, благодаря диаметрально противоположному размещению каналов 7, активно омывает его рабочую поверхность.

Вращающиеся штуцеры 4 обеспечивают при этом свободное вращение образца при неподвижном положении входящих в них патрубков и отводе прокачиваемой среды, Для сравнительной оценки влияния на усталость технологии обработки поверхностей при воздействии одной и той же среды используют образцы по фиг.3, радиусные поверхности которых обработаны по разной технологии (на< пример, токарной обработкой, фрезерованием и шлифованием) .

При испытаниях таких образцов усталостные трещины, приводящие к излому рабочей части, развиваются более интенсивно со стороны менее упрочненной поверхности. Так.как зона усталостного разрушения раньше всего начинает развиваться на менее упрочненной поверхности, то по.характеру излома сразу можно определить, какая из сравниваемых технологий лучше, т.е. обеспечивает в данной активной среде более высокую прочность при циклических нагрузках.. Если поверхность образца выполнена по одинаковой технологии, то увеличивается производительность испытаний, 76857 6 полнен в виде нескольких параллельных ветвей..

4. Образец по пп. 1-3, о т л и

50 ч а ю шийся тем, что диаметр рабочей части равен диаметру хвостовиков, на поверхности рабочей. части выполнены лыски, а число ветвей канала в каждом хвостовике равно числу лысок.

5. Образец по пп..1-3, о т л и—

55 ч aющий с я тем, что в рабочей части выполнена кольцевая проточка, сообщенная с одной иэ ветвей канала.

2S

Для сравнительной оценки влияния на усталость различных активных сред при одинаковой технологии обработки рабочих поверхностей образца используют образцы по фиг. 5-8, для чего их глухие осевые каналы заполняют различными активными средами и закрывают пробками 4.

Ф

Расположенная посередине образца, показанного на фиг.7, внутренняя кольцевая проточка служит концентратором напряжений и определяет опасное сечение .гладкого по наружной поверхности образца. При испытаниях приводящие к излому образца усталосткые трещины более интенсивно развиваются на поверхности, контактирующей с наиболее активной (агрессивной) жидкой средой, поэтому по характеру излома можно определить, какая из испытываемых сред является наиболее опасной при циклических нагрузках для материала образца.

Формула и э обретения

1. Образец для испытания материалов в коррозионных средах, содержащий рабочую часть с хвостовиками, в которых выполнен какал вдоль оси образца, заглушки, установленные на входе и выходе канала, и установленную на хвостовиках без зазора и охватывающую с зазором рабочу часть «образца эластичную втулку, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения информативности при моделировании потока среды, в хвостовиках выполнены сквозные отверстия для сообщения канала с зазором между рабочей частью образца и втулкой.

2. Образец по п.1, о т л и ч а ю-щ и Й с я тем, что канал герметично разделен перегородкой, размещенной в его рабочей части.

3. Образец по пп..1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что канал вы1576857

6. Образец по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что контур сечения его рабочей части имеет форму тре— угольника Релло.!

576857

1576857

Корректор М.Кучерявая

Тираж 483

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

РЕдактор И.Горйая

Закаэ 1845

Составитель Н. Швыркова

Техред H.Äèäûê