Стенд для малоцикловых деформационно-силовых испытаний моделей натурных конструкций сосудов



Стенд для малоцикловых деформационно-силовых испытаний моделей натурных конструкций сосудов
Стенд для малоцикловых деформационно-силовых испытаний моделей натурных конструкций сосудов
Стенд для малоцикловых деформационно-силовых испытаний моделей натурных конструкций сосудов

 


Владельцы патента RU 2497095:

Открытое акционерное общество "Техдиагностика" (RU)

Изобретение относится к диагностированию сосудов, работающих под действием статических и малоцикловых нагрузок от внутреннего избыточного давления, и может быть использовано для оценки прочности сосудов при диагностировании с учетом фактических параметров нагруженности их конструктивных узлов и элементов. Стенд содержит корпус, нижнюю опору, патрубки, механизм нагружения. Корпусом служит уменьшенная модель исследуемого сосуда со штуцерным узлом, состоящим из патрубка и обечайки, а механизмом нагружения является насос, связанный с патрубком подвода жидкости через поршневой гидроцилиндр. Штуцерный узел снабжен тремя тензорезисторами, соединенными с тензостанцией, и установленными один на наружную поверхность обечайки на расстоянии 3-5 мм от сварного шва, второй на внутренней поверхности патрубка в точке пересечения образующих внутренних поверхностей обечайки и патрубка, а третий - на внутреннем торце патрубка. На корпусе и насосе установлены манометры. Технический результат: достоверная оценка фактической нагруженности оборудования, а также уменьшение погрешности оценки прочности и ресурса сосудов и аппаратов, непосредственное испытание которых затруднительно или даже невозможно в виду того, что они находятся в эксплуатации и (или) испытание их натурных конструкций имеют высокую трудоемкость. 3 ил.

 

Изобретение относится к диагностированию сосудов, работающих под действием статических и малоцикловых нагрузок от внутреннего избыточного давления, и может быть использовано для оценки прочности сосудов при диагностировании с учетом фактических параметров нагруженности их конструктивных узлов и элементов.

Известен стенд для испытаний механических свойств материалов в газовом потоке (Патент РФ №2367923, опубл. 20.09.2009 г.), содержащий корпус с водяной рубашкой охлаждения, снабженный крышкой и смотровыми люками, захваты, штоки, каретку, наружный экран, внутренний экран, регулирующие гайки, штанги, верхнюю и нижнюю опоры, силоизмеритель, нагружающий механизм, упоры, и газовоздушный тракт, он снабжен патрубками подвода воздуха для охлаждения внутреннего и наружного экранов и захватов, при этом экраны выполнены в виде кольцевого коллектора со средней частью, захваты шарнирно связаны со штоками, выполненными полыми, в каждом из которых размещена трубка, наружный диаметр которой меньше, чем диаметр отверстия в штоке, а на шток со стороны, противоположной захвату, установлен коллектор подвода/отвода охлаждающей жидкости, шток, коллектор и трубка выполнены в виде контура водяного охлаждения штока, и каждый шток независимо соединен с кареткой нагружающего устройства, которая снабжена стопорами, при этом нагружающее устройство с соединенным соосно силоизмерителем расположены между штангами верхней и нижней опор, жестко установленных на корпусе посредством упоров, причем корпус установлен на фундаменте на качающихся опорах.

Недостатком данного технического решения является невозможность проведения испытаний моделей и натурных конструкций сосудов при малоцикловых деформационно-силовых нагружений.

Техническим результатом изобретения является достоверная оценка фактической нагруженности оборудования, а так же уменьшение погрешности оценки прочности и ресурса сосудов и аппаратов, непосредственное испытание которых затруднительно или даже не возможно в виду того, что они находятся в эксплуатации и (или) испытание их натурных конструкций имеют высокую трудоемкость.

Техническая задача решается тем, что в стенде для испытаний моделей натурных конструкций сосудов, включающем корпус, нижнюю опору, патрубки, механизм нагружения, корпусом служит уменьшенная модель исследуемого сосуда со штуцерным узлом, состоящим из патрубка и обечайки, а механизмом нагружения является насос, связанный с патрубком подвода жидкости через поршневой гидроцилиндр, причем штуцерный узел снабжен тремя тензорезисторами, соединенными с тензостанцией, и установленными: один на наружную поверхность обечайки на расстоянии 3-5 мм от сварного шва, второй - на внутренней поверхности патрубка, в точке пересечения образующих внутренних поверхностей обечайки и патрубка, а третий - на внутреннем торце патрубка, при этом на корпусе и насосе установлены манометры.

На фиг.1 показана схема стенда для малоцикловых деформационно-силовых испытаний модели натурной конструкции сосуда, на фиг.2 - стенд для малоцикловых деформационно-силовых испытаний модели натурной конструкции сосуда, на фиг 3 - схема установки тензорезисторов на штуцерном узле исследуемой модели.

Стенд для малоцикловых деформационно-силовых испытаний моделей натурных конструкций сосудов, включает корпус 1, с вваренным в него штуцерным узлом 2 и является уменьшенной моделью исследуемого сосуда со штуцерным узлом, состоящим из патрубка 3 и обечайки 4, и расположенным на нижней опоре 5. В корпус 1 вварены патрубок 6 для подвода жидкости и патрубок 7, с установленным на нем манометром 8. Механизмом нагружения является насос 9, на выходе которого установлен манометр 10, связанный с патрубком 6 подвода жидкости через поршневой гидроцилиндр 11. На наружную поверхность обечайки 4 (фиг.3) на расстоянии 3-5 мм от сварного шва установлен тензорезистор 12. На внутренней поверхности патрубка 3, в точке пересечения образующих внутренних поверхностей обечайки 4 и патрубка 3, установлен тензорезистор 13, а на внутреннем торце патрубка 2 - тензорезистор 14, причем тензорезисторы 12, 13 и 14 соединенными с тензостанцией. Для удаления воздуха из корпуса 1, на штуцерном узле расположена бобышка-воздушник 15. Штуцерный узел имеет плоскость симметрии 16, относительно которой устанавливаются тензорезисторы 12, 13 и 14

Стенд для малоцикловых деформационно-силовых испытаний моделей натурных конструкций сосудов работает следующим образом.

Перед изготовлением корпуса 1, являющегося уменьшенной моделью исследуемого сосуда со штуцерным узлом, выполняется входной контроль основных конструктивных элементов модели (обечайки и патрубка штуцера) и подтверждается их материальное исполнение. Сборка уменьшенной модели исследуемого сосуда выполняется в соответствии с разработанными технологическими операциями. В случае необходимости в обечайку корпуса модели, патрубок и сварной шов штуцера могут быть внесены искусственные дефекты и повреждения, идентичные выявленным при диагностировании натурных конструкций сосудов. После сборки уменьшенной модели исследуемого сосуда, состоящим из корпуса 1 и штуцерного узла 2, выполняется неразрушающий контроль (ультразвуковую толщинометрию, ультразвуковой контроль сплошности металла и сварных швов, цветную дефектоскопию, измерения твердости) с целью выявления возможных дефектов изготовления и определения соответствия уменьшенной модели исследуемого сосуда требованиям рабочего чертежа.

Гидравлические испытания уменьшенной модели исследуемого сосуда проводят пробным давлением. По результатам неразрушающего контроля составляется паспорт на уменьшенную модель исследуемого сосуда.

Для проведения экспериментального нагружения с применением тензометрии используется следующее оборудование: ручной гидравлический насос ENERPAC Р-392; тензостанция SMD-10A, зав.№КА052005; тензорезисторы проволочные марки 3/120LY41; вентили игольчатые Т-106 (Ду 6, Ру 400), зав. №2081, 2537; манометры (Ру 400 мод. 11203), зав. №61369, 1091.

С помощью насоса 9, например, ручной гидравлический насос ENERPAC Р-392, в соответствии с графиком нагружения, поднимается давление в корпусе 1 уменьшенной модели исследуемого сосуда, до давления гидроиспытания. Скорость подъема давления составляет не более 0,5 МПа в минуту. На наружную поверхность обечайки 4 на расстоянии 3-5 мм от сварного шва, установливается (наклеивается) тензорезистор 12, чтобы направление измерения напряжений было поперек образующей обечайки 4. На внутренней поверхности патрубка 3, в точке пересечения образующих внутренних поверхностей обечайки 4 и патрубка 3, установливается тензорезистор 14, чтобы направление измерения напряжений было поперек образующей патрубка 2, а на внутреннем торце патрубка 3 - тензорезистор 13, так, чтобы направление измерения по кольцу срединной поверхности. Все датчики устанавливают симметрично плоскости симметрии 16 штуцерного узла, состоящего из патрубка 3 и обечайки 4, совпадающей с плоскостью симметрии корпуса 1. Причем тензорезисторы 12, 13 и 14 соединены с тензостанцией. После наклейки тензорезисторов 12, 13 и 14 стенд собираем и герметизируем. После герметизации корпус 1 заполняется водой. При этом заполнение корпуса 1 водой осуществляется через патрубок 6, а контроль давления - по манометру 8, например, (Ру 400 мод. 11203), зав. №61369, 1091, установленному в патрубке 7. Для удаления воздуха из корпуса 1, по мере заполнения его водой, используют бобышку-воздушник 15, расположенную на штуцерном узле 2.

Для кабельного соединения тензорезисторов 12, 13 и 14 с тензостанцией используют разработанный и изготовленный узел (гермовывод), располагаемый в днище патрубка 2 (фиг3)

После герметизации выполняются замеры электрических характеристик цепи «тензорезистор - соединительные кабели - тензостанция». По результатам замеров установлено, что активные, индуктивные и емкостные параметры тензорезисторов 12, 13, 14, например, проволочных марки 3/120LY41, в состояниях: «до нанесения герметика», «с нанесенным герметиком в воздушной среде» и «с нанесенным герметиком в заполненном водой сосуде», различаются несущественно.

Таким образом, реализованные схемы герметизации тензорезисторов 12, 13, 14 и кабельные соединения их с тензостанцией, например, SMD-10A, зав. № KA 052005, не вносят существенной погрешности в регистрируемые показания механических напряжений.

Расчет и анализ НДС корпуса 1, являющегося уменьшенной моделью исследуемого сосуда со штуцерным узлом, состоящим из патрубка 3 и обечайки 4, нагруженной внутренним давлением позволяют сделать вывод, что зона металла на внутренней поверхности патрубка 3 является практически равнонагруженной с зонами максимальных напряжений металла исследуемого сосуда.

Таким образом, по сравнению с прототипом, стенд для малоцикловых деформационно-силовых испытаний моделей натурных конструкций сосудов позволяет осуществить достоверную оценку фактической нагруженности оборудования, а так же уменьшить погрешность оценки прочности и ресурса сосудов и аппаратов, непосредственное испытание которых затруднительно или даже не возможно в виду того, что они находятся в эксплуатации и (или) испытание их натурных конструкций имеют высокую трудоемкость.

Стенд для малоцикловых деформационно-силовых испытаний моделей натурных конструкций сосудов, включающий корпус, нижнюю опору, патрубки, механизм нагружения, отличающийся тем, что корпусом служит уменьшенная модель исследуемого сосуда со штуцерным узлом, состоящим из патрубка и обечайки, а механизмом нагружения является насос, связанный с патрубком подвода жидкости через поршневой гидроцилиндр, причем штуцерный узел снабжен тремя тензорезисторами, соединенными с тензостанцией, и установленными один на наружную поверхность обечайки на расстоянии 3-5 мм от сварного шва, второй - на внутренней поверхности патрубка, в точке пересечения образующих внутренних поверхностей обечайки и патрубка, а третий - на внутреннем торце патрубка, при этом на корпусе и насосе установлены манометры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике испытаний труб для магистральных газопроводов. .

Изобретение относится к области производства буровых алмазных долот, а именно к входному контролю качества алмазных зубков. .

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к испытаниям на прочность неразъемных механических соединений, образованных пластической деформацией материала трубы, размещенного в полости имитатора.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к стендовому оборудованию, предназначенному для гидроиспытаний корпусов ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ) на внутреннее давление.

Изобретение относится к способам оценки ресурса металла труб продуктопроводов в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к технике определения лабораторными методами прочностных и деформационных характеристик различных материалов под контролируемой трехосной статической и/или динамической нагрузкой, например, грунтов при инженерных изысканиях в строительстве.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам и устройствам для динамического испытания пластинчатых образцов, имеющих упругие свойства, и может быть использовано для оценки циклической прочности материалов.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для количественной оценки натурных наблюдений геомеханической роли закладочного массива (ЗМ) при его взаимодействии с породными целиками (ПЦ) различного производственного назначения.

Изобретение относится к пищевой промышленности. .

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к стендам, которые предназначены для проведения гидроиспытаний корпусов ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ). Стенд содержит имитатор корпуса сопла и разгрузочное устройство с двумя поршнями и цилиндрами разных диаметров, поршень меньшего диаметра расположен в цилиндре, выполненном в поршне большего диаметра, цилиндр которого через имитатор корпуса сопла связан с задним фланцем корпуса. Технический результат заключается в сокращении длительности и стоимости проведения гидроиспытаний корпуса РДТТ. 4 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Центробежная установка содержит корпус, установленные на нем вал с приводом вращения, гидроцилиндр, закрепленный на валу перпендикулярно его оси, размещенные в гидроцилиндре поршень, фиксатор положения поршня в гидроцилиндре, захват для соединения с торцом образца, закрепленный на поршне в подпоршневой полости, и источник среды, соединенный с подпоршневой полостью гидроцилиндра посредством входного отверстия в гидроцилиндре. Источник среды выполнен в виде второго гидроцилиндра с поршнем и штоком, заполненного средой и соединенного с входным отверстием первого гидроцилиндра, и механизма возвратно-поступательного перемещения штока, при этом средой является жидкость или газ. Технический результат: расширение функциональных возможностей установки путем проведения испытаний как при постоянном, так и при циклическом объемном или плоском нагружении с неравномерным распределением нагрузки и с перемещением зоны нагружения по длине образца с обеспечением переходов от нагружения растягивающими массовыми нагрузками к нагружению сжимающими массовыми нагрузками и с регулированием величины зоны распространения неравномерного распределения нагрузки по длине образца в ходе испытаний. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике. Призматический образец имеет форму призмы, продольную и поперечную плоскости симметрии, два боковых выступа, расположенных продольно, по концам призмы - опорные поверхности, а в центральной ее части - поверхность нагружения поперечной испытательной нагрузкой. Призматический образец дополнительно снабжен наклонными опорными поверхностями, расположенными на боковых продольных выступах призмы и характеризуемыми углами наклона к продольной плоскости симметрии призмы 5…20°. Технический результат: упрощение и снижение стоимости процесса испытания призматического образца с концентраторами механических напряжений при сложном напряженном состоянии, а также обеспечение необходимой точности моделирования вида напряженно-деформированного состояния материала конструкции в очаге его разрушения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к лабораторному моделированию в геофизике с применением электрогидравлического, программно управляемого пресса и может быть использовано для исследований процессов разрушения горных пород с целью отработки методик и алгоритмов прогнозирования сейсмической опасности в природных массивах. Сущность: на начальном этапе ступенчато через заданные равные интервалы времени смещают положение плиты пресса на заданное значение. На каждой ступени регистрируют поток акустической эмиссии, выделяют одиночные акустические события, определяют интенсивность потока акустической эмиссии. При достижении интенсивности акустической эмиссии заданного значения уменьшают на каждой следующей ступени величину смещения положения плиты пресса, поддерживая интенсивность акустической эмиссии на заданном уровне. При достижении величины ступенчатого смещения положения плиты пресса минимально допустимого значения и превышении интенсивности акустической эмиссии заданного значения при каждом следующем ступенчатом смещении увеличивают интервалы времени смещения положения плиты пресса. При последующем снижении интенсивности акустической эмиссии ниже заданного значения уменьшают интервалы времени смещения положения плиты пресса до заданного на начальном этапе значения. Технический результат: увеличение количества акустических событий при разрушении зерен горной породы, фиксируемых в процессе испытания образца. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано в строительной отрасли. Предлагаемый способ заключается в том, что предварительно выявляют место наибольшей осадки фундамента здания. В этом месте на поверхность фундамента на высоте 50-60 см от подошвы фундамента или выше первого уступа фундамента наклеивают три тензорезистора и измеряют их омическое сопротивление R0. Тензорезисторы изолируют от внешнего воздействия, после чего выше тензорезисторов устраивают карман, который продувают и высушивают, и снова измеряют сопротивление тензорезисторов R1. Далее в карман вводят плоскую камеру в виде сегмента круга, предварительно смазанную эпоксидной смолой, и нагнетают в камеру масло до давления, при котором омическое сопротивление тензорезисторов вернется от R1 к R0. Давление на грунт основания q под подошвой фундамента определяют по давлению масла в камере по формуле. Также давление контролируют по значениям сопротивлений тензорезисторов R1 и R0 по формуле. После измерения давления в фундаменте камера остается в кармане для дальнейшего мониторинга давления в фундаменте и основании. Технический результат заключается в уменьшении концентрации напряжений в фундаменте, повышении остаточной несущей способности фундамента. 3 ил.

Изобретение относится к области исследования и анализа твердых материалов путем определения их прочностных свойств, а именно определения коррозии и трещин в металлических запорных элементах - напорных клапанах высокого давления гидрорезного оборудования в процессе их циклического нагружения во время работы насоса, и может быть использовано для оценки их работоспособности. Сущность: образцы запорных элементов подвергают циклической нагрузке давлением воды с интервалом между циклами нагружения 0,05-0,1 с. Технический результат: возможность достоверного определения ресурса работы запорного элемента гидрорезного оборудования за счет осуществления процесса максимально приближенным к реальным условиям. 1 ил., 1 табл.

Использование: для тестирования истинной прочности или жесткости твердых или сверхтвердых компонентов, используя акустическую эмиссию. Сущность изобретения заключается в том, что устройство тестирования на основе акустической эмиссии содержит тестируемый образец, включающий твердую поверхность, акустический датчик, индентор, соединенный с твердой поверхностью, и нагрузку. Нагрузка прикладывается к индентору, который передает нагрузку на твердую поверхность. Нагрузку повышают до пиковой нагрузки, выдерживают в течение определенного времени и затем понижают. Акустический датчик соединен с возможностью передачи данных с тестируемым образцом и детектирует одно или более акустических событий, возникающих в тестируемом образце. Система тестирования на основе акустической эмиссии включает в себя блок записи данных, соединенный с устройством тестирования. Блок записи данных записывает данные из устройства тестирования. На основе принятых данных объективно определяется жесткость образца, и по жесткости образец может быть расположен в определенном порядке по отношению к другим образцам. Технический результат: повышение точности тестирования жесткости на основе акустической эмиссии. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к способам определения прочности сцепления волокон в одноосноориентированных волокнистых композитных материалах, применяемых в строительных конструкциях и изделиях. Сущность: осуществляют закрепление цилиндрического образца, имеющего на одном торце буртик, образованный вытачиванием кольцевой прямоугольной канавки, предназначенной для размещения захвата разрывной машины, в захватах разрывной машины. Прикладывают нагрузку и замеряют растягивающее усилие в момент сдвига буртика относительно центральной части образца, а прочность сцепления волокон материала определяют по математической формуле. Технический результат: повышение точности испытания и получение достоверных значений показателя прочности сцепления волокон одноосноориентированных волокнистых композитных материалов. 3 ил.

Изобретение относится к «физике материального взаимодействия», конкретно к способу определения модуля Eо общей деформации и модуля Eупр упругости материальной среды в условиях гравитационного взаимодействия pб и влияния атмосферного давления . По образцам среды, отобранным на глубине h (см) ее массива, определяют ее удельный вес γстр (кг/см3), угол внутреннего трения и удельное сцепление cстр (кГ/см2), рассчитывают для нарушенной структуры среды угол и удельное сцепление cн=cстр[2-tgφн/tgφстр] (кГ/см2), определяют гравитационное давление и , величину эффективного начального критического давления сжатия образца среды в условиях компрессии и коэффициенты Пуассона в массиве - как и , в стенках выработки - как , , в условиях компрессионного сжатия - как , производят испытание среды Si=f(Δpi-const,t) во времени t возрастающими ступенями статических нагрузок Δpi (кГ/см2) при создании на среду давления, равного гравитационному (бытовому) , разгрузку среды до нулевого давления p2=0 (кГ/см2), нагружение среды давлением и давлением при замере стабилизированных во времени t соответствующих значений осадок среды , , , , а модули общей деформации и упругости среды рассчитывают по следующим зависимостям при испытании среды штампом: 1) со свободной поверхности полупространства и , где , B и dкр - ширина и диаметр (см), Fкр - площадь штампа (см2); 2) в массиве среды винтолопастным штампом и , где ; 3) на дне вертикальной выработки и , где ; 4) в стенках вертикальной выработки под распорными штампами и , где ; 5) в стенках скважины под эластичным радиальным штампом трехкамерного прессиометра и , где , l0 - длина рабочей камеры (см); 6) в стенках скважины под эластичным штампом однокамерного прессиометра и , где , RкрI, Rб, - большие радиусы эллипсоида раздутой камеры прессиометра (см); 7) в компрессионной камере лабораторного прибора и . 10 ил., 1 табл.

Изобретение относится к компактному зажимному устройству (50) для трубы, пригодному для использования в установке для гидравлических испытаний под давлением с целью контроля качества трубы, полученной электросваркой методом сопротивления. На неподвижное основание (51) посажено с возможностью подъема и опускания поднимаемое и опускаемое основание (52), включающее в себя находящееся на нем поддерживающее трубу тело (55). В положениях, между которыми заключено поддерживающее трубу тело (55) поднимаемого и опускаемого основания (52), расположены зажимные захваты (56), способные поворачиваться. В поднимаемом и опускаемом основании (52) предусмотрен корпус (58) привода захватов для независимого подъема и опускания поднимаемого и опускаемого основания (52). Противоположные боковые участки корпуса (58) привода захватов соединены с противоположными зажимными захватами (56) посредством звеньев (59) так, что могут поворачивать зажимные захваты (56) в направлениях смыкания путем опускания относительно поднимаемого и опускаемого основания (52). На неподвижное основание (51) установлены и первый приводной механизм (53), предназначенный для привода поднимаемого и опускаемого основания (52) с целью подъема и опускания, и второй корпус (54) привода, предназначенный для привода корпуса (58) привода захватов с целью подъема и опускания. Технический результат - повышение компактности и легкости конструкции с обеспечением ее надежности. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 27 ил.
Наверх