Установка для механических испытаний материалов

 

Изобретение относится к исследованию материалов, преимущественно пенополиуретановых покрытий, наносимых с целью герметизации или теплоизоляции на стены (обечайку) и днище резервуаров, используемых для хранения нефти и нефтепродуктов, а также другого емкостно-корпусного оборудования . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний не только на сдвиг, но и на поверхностную прочность и адгезионную прочность при отрыве. Установка содержит основание 1. раму 5, каретку 6, силовые цилиндры 4,7, 9, закрепленный на каретке с возможностью поворота вокруг своей оси и фиксации механизм 10 нагружения в виде силового цилиндра 13, на торце которого жестко закреплена фигурная скоба с плоским участком и продольным сквозным пазом, в котором размещена фреза . На рабочем конце штока механизма нагружения закреплен индентор с возможностью перемещения в пазу скобы. При испытании с помощью фрезы нарезают на поверхности испытуемого покрытия зоны в виде квадратов, после чего осуществляют испытания на поверхностную прочность с помощью индентора, на адгезионную прочность при отрыве с помощью плоского участка скобы, который приклеивают к покрытию, и на сдвиг с помощью силового цилиндра 7. 1 з. п. ф-лы, 4 ил. (/1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 N 3/00, 19/04

ГОСУЛАРСТВЕННЫй КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

4 1 рф,,4 а ",, .К -iÄ× с г(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

1 (21) 4671121/28 (22) 31.03.89 (46) 15.01.92. Бюл. № 2 (71) Государственный научно-исследовательский институт по химмотологии (72) В, Е. Бычков, В, М. Таран, Г. И. Жутеев, В.В. Бойчук и А. Г. Дементьев (53) 620.178.4/,6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1078275, кл. G 01 N 3/24, 1982. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к исследованию материалов, преимущественно пенополиуретановых покрытий, наносимых с целью герметизации или теплоизоляции на стены (обечайку) и днище резервуаров, используемых дпя хранения нефти и нефтепродуктов. а также другого емкостно-корпусного оборудования. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний не тольИзобретение относится к исследованию различных материалов, преимущественно покрытий из пенополиуретана (ППУ), наносимых с целью герметизации на стены (o5eчайку) и днища резервуаров, используемых для хранения нефти и нефтепродуктов, а также другого емкостно-корпусного оборудования.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей при исследовании покрытий путем обеспечения испытаний не только на сдвиг. но и на поверхностную прочность и адгезионную прочность при отрыве.

„„SU „„-1765721 Al ко на сдвиг, но и на поверхностную прочность и адгеэионную прочность при отрыве.

Установка содержит основание 1, раму 5, каретку 6, силовые цилиндры 4, 7, 9. закрепленный на каретке с возможностью поворота вокруг своей оси и фиксации механизм 10 нагружения в виде силового цилиндра 13, на торце которого жестко закреплена фигурная скоба с плоским участком и продольным сквозным пазом, в котором размещена фреэа. На рабочем конце штока механизма нагружения закреплен индентор с возможностью перемещения в пазу скобы.

При испытании с помощью фрезы нарезают на поверхности испытуемого покрытия эоны в виде квадратов, после чего осуществляют испытания на поверхностную прочность с помощью индентора, на адгеэионную прочность при отрыве с помощью плоского участка скобы, который приклеивают к покрытию, и на сдвиг с помощью силового цилиндра 7. 1 э. и. ф-лы, 4 ил.

На фиг. 1 представлена установка для механических испытаний материалов, общий вид; на фиг. 2 — механизм нагружения материала; на фиг. 3 — схема размещения зон испытания ППУ-покрытия: на фиг. 4— схема размещения узлов установки испытания ППУ-покрытия на прочность его адгезионной связи с поверхностью конструкционного материала.

Установка для механических испытаний материалов состоит из основания 1, в котором выполнены фигурные гнезда 2 для крепления установки к вертикальной поверхности конструкционных материалов.

1705721

На основании 1 жестко раз1лсщены телескапическ11е штоки 3 и два силовых цилиндра

4. На телескопических шгаках 3 и штоках силовых цилиндров 4 закреплена рама 5 с размещенной на ней с вазможностью возвратно-поступательного движения па на. правляющим кареткой 6. На раме 5 и

J каретке 6 с возможностью возвратно-поступательного движения по направляющим размещен силовой цилиндр 7 со штоко1л 8, Силовой цилиндр 7 жестка связан со штоком силового цилиндра 9. жестко установленного на раме 5. На каретке 6 закреплен механизм 10 нагружения материала при помощи специального присоединительного приспособления 11, на каретке 6 жестко закреплен с«ециальный зажиM 12. MR>, аниэм

10 нагру>кения материала выполнен в виде силового цилиндра с поршнем 13, ось которого перпендикулярна плоскости расулы, и установлен на каретке 6 с возможностью поворота вокруг своей аси и фиксации. В обращенном к основанию 1 торце механизма 10 нагружения материала выполнено осевое отверстие 14 с уплотнением 15. В отверстии 14 размещен шток 16, один конец которого жестко скреплен с торцом поршня

13, а на другом конце закреплен индентор

17 для испытания покрытия на поверхностную прочность. На торце механизма 10 нагружения материала, обращенном к основан и ю 1, жьстко закреплена фигурная скоба 18, имеющая продольный сквозной паз 19. расположенный в осевой плоскости механизма 10, и плоский участок 20, параллельный плоскости рамы 5. В пазу 19 скобы

18 с возможностью перемещения вдоль него и фиксации размещена ось вращения фрезы 21, на которой установлен электромотор 22. Падпоршневая полость цилиндра механизма 10 нагружения материала выполнена с патрубками 23, 24 и 25 и вентилями подачи технологической среды.

Установка содержит датчики 26 регистрации значения поверхностной прочности

ППУ-покрытия и прочности его адгеэионной свя "и с поверхностью конструкционнога материала, 27 регистрации значения прочности ППУ-покрытия при сдвиге и управления кареткой G, 28 управления кареткой 6;

29 управления рамой 5, которые подключены к блоку управления (не показан).

Установка работает следующим образом, При ремонте резервуаров с применением пенопалиуретана (например, пенапалиуретан марки СПУ-ПН3/2М) аснавныс требования к герметиэ1;ру;ащему пакрыти1а предьявля1атся па следу1ащи... пэраме>рам:

50 поверхностная прочность покрытия U пп=

4,5 МПа; прочность адгезионной связи покрытия с поверхностью конструкционных

Mатсриа7ав при норма Iüíа1л отрыве (напримеп,сталь), o > = 0,5 МПа; прочность покрытия при сдвиге а =. 0,5 МПэ; прочность покрытия при гидростатическом давлении сг р.д= 0,42 МПа.

Определение вышеперечисленных показателей осуществляется следующим образом.

Перед проведением испытаний ППУ-покрытий в реальных условиях эксплуатации нефтехранилищ (например, железобетонных резервуаров) установку закрепляют непосредственно на бетонной поверхности дн11ща или стены, Д;.я этого к днищу(стенке) резервуара пристреливают четыре дюбеля саасна с фигурными гнездами 2 основания

1 установки.

В случае металлической поверхности (например, днище или стенка резервуара) установку размещают на монта>кных штырях, предварительно установленных на специальной деревянной платформе, которую путем нагружения можно закрепить как на горизонтальной, так и на вертикальной металлической поверхности.

На поверхность конструкционного материала наносят эталонное ППУ-покрытие.

Для этого в зажиме 12 установки жестко закрепляют напылительный пистолет (не показан) для нанесения ППУ таким образом, чтобы распылительнае сопла было направ-лено в сторону поверхности резервуара. Затем при помощи силовых цилиндров 4 поднимают раму 5 с зажимом 12 (с закрепленным в нем напылительным пистолетом) на фиксированную высоту (1000 мм) над поверхностью днища (стены) резервуара. Непосредственный процесс напыления сопровождают переме.цением нзпылительного пистолета вдоль поверхности днища (стены) резервуара при помои,и силового цилиндра 7, Пошаговое смещение напылительного пистолета для нанесения очередной (последующей) полосы ППУ-покрытия относительно предыдущей реализуется при помощи силового цилиндра 9.

После завершения процесса нанесения

ППУ-покрытия приступают к определению его физико-механических характеристик.

Испыта11ия oc;u!Rñòâëÿàò по всей площади нанесенного аталc:íèoão ППУ-покрытия. Нареза1ат ППУ-покрытие на глубину всей гопщиíbl пенапласTового покрытия (.испытуемые зоны в виде квадратов размерам 50 ", 50 м,"л).:Эту опер:цию в1.1палняют с применениаа1л ф езы 21, для,ага сначала

1705721 прореза от продольные полосы и ириной 50 разъемной и снабдить ее патрубками 23, 24 мм, а затем силовой цилиндр 10 (механизм и 25 подачи технологической среды, то сонагружения) разворачивают (вместе с ним и здается возможность определения еще одо фрезу 21) на 90 и прорезают поперечные ного показателя — прочности покрытия при полосы шириной 50 мм. 5 гидростатическом давлении дг д.

Испытания ППУ-пакоытия на прочность

После этого приступают к испытаниям при гидростатическом давлении v t.д. проППУ-покрытия (нарезанных квадратов) на изводится следующим образом. Для испыповерхностную прочность о «. Нижнийто- тания при помощи фреэы 21 из рец штока 16 с индентором 17 (алмазным 10 ППУ-покрытия вырезают образец. При этом наконечником) пр» по,"чащи силовых цллин- фрезу 21 горизонтально размещают на фидров 4, 7, 9 и 10 размещают в центре требу- гурной скобе и срезают образец в испытуеемой испытуемой зоны. Усилле на индентор мой зоне. После чего образец поме.цают в

17, разрушающее ППУ-покрытие, создается подпоршневую полость цилиндра 10, котосиловым цилиндром 10 (механизмом нагру- 15 рую заполняют технологической средой (нажения). Регистрация значения и «осуще- пример, нефтепродуктом) и на последнюю ствляется при помощи датчиков 26 и создают давление при по;лощи поршня 13 вторичного прибора, установленного на силового цилиндра 10. Регистрация эначеблоке управления. ния cr t. д. осуществляется образцовым маноПри испытании ППУ-lloкрытия на проч- 20 метром, устàíîвflåíHûì на блоке ность его адгезионной связи о> с поверхно- управления и подключенным к вентилю патстью конструкционного материала на рубка 25. сторону плоского участка 20, обращенную к испытуемой зоне, наносят быстроотвержда- Применение изобретения позволит за ющийся клей, а затем при помощи силоэых 25 счет обеспечения испытаний не только на цилиндров 4, 7, 9 и 10 плоский участок 20 сдвиг, но и на поверхностную прочность и размещают в требуемой испытуемой зоне адгезионную прочность при отрыве, а при (например, зоне Б), Усилие отрыва ППУ-па- необходлмости и на прочность при гидракрытия от поверхности конструкцианного статическом давлении значительно павыматериала создается при помощи силового 30 сить эффективность испытаний цилиндра 10 (механизма нэгружения), При ППУ-покрь,тий в полевых условиях. этом индентор 17 торца выступающ и части штока 16 силового цилиндра 10 упирается в Формула изобретения поверхность конструкционнаго материала между зонамл А и Б в месте канавки, проре- 35 1, Установка для механических испытазанной фреэай 21 в ППУ-покрытии (фиг. 3). ний материалов. содержащая основание, Схема размещения узлов установк» при vc- установленную на нем с возможностью пепытании ППУ-покрытия на о представле- ремещения раму, установленную на раме с на на фиг. 4. Регистрация значения 0 > возможностью возвратно-поступательного осуществляется теми же средствами, что 40 перемещения каретку и закрепленный на каретке механ»зм нагружен»я материала в виде силового цилиндра, ось которого перПри испытании пенопластового ППУ- пендлкулярна плоскости рамы, а т л» ч а юпокрытия на прочность при сдвиге о, пло- щ а я с я тем, что, с целью расширения ский участок 20 аналогичным образом 45 функциональных воэможностей при исслеразмещают в соответствующей испытуемой довании покрытий путем обеспечения испызоне. Усилие, разрушающее образец ППУ- таний не только на сдвиг, но и на покрытия при сдвиге, создается силовым поверхностную прочность и адгез»анную цилиндром 7. Регистрация значения 0 с осу- прочность при отрыве, силовой цил»ндр усществляется датчиком 27 и вторичным при- 50 танавлен с возможностью поворота вокруг бором. установленным на блоке своей оси и ф»ксации, а установка снабжена управления. закрепленнал на обращенном к основанию

Таким образом, в отличие от прототипа торце цилинцра фигурной скобой, име.ощей предлагаемая установка па валяет опреде- плоск»й участа:, па ;.nnельный плоскости с! лять паказэта;.;t 1-. т.;,,: — " Г ., з та;..I tQTp»з,;о П. -пакры- 55 ра,.ы,» прадолы . йскзаэ, il паз наостальтия) не только на сдвиг, на и на най части. распало:конный в осевой плоскаповерхностную прачнпсть и нар;лальный от- сти цилиндра, и фрезой, ось которой рыв. Кроме того, ес "» падпоршнаьую по- установлена в пазу скобы с ваз,"- а:кностью лость силового цилиндра 10 выполнить перемещения вдогь него и фиксации.

1705721 юг, 2

2. Установка по и. 1, отличающаяся тем, что она снабжена индентором, закрепленным на рабочем конце штока силового цилиндра с воэможностью перемещения в пазу скобы.

1705721 .Ц R = z —, у - "Ъ атм > 5

СЬг 4

Составитель B.Tàðàí

Редактор Л.Веселовская Техред M.Моргентал Корректор А.Осаулен ко

Заказ 189 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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