Способ оценки степени охрупчивания материалов корпусов реакторов ввэр-1000 в результате термического старения



 


Владельцы патента RU 2531342:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" (ФГУП "ЦНИИ КМ "Прометей") (RU)

Использование: для оценки степени охрупчивания материалов корпусов реакторов ВВЭР-1000 в результате термического старения. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют нагрев образцов стали корпуса реактора до температуры от 300°С, дальнейшее их старение при этой температуре в течение определенного времени, последующие испытания образцов на ударный изгиб и анализ результатов испытания с определением величины сдвига критической температуры хрупкости, при этом образцы стали корпуса реактора в процессе старения при температуре эксплуатации корпуса реактора 300-320°С дополнительно подвергают нейтронному облучению флаксом 1011-1013 н/см2·сек в течение 103 часов, после этого производят отжиг при температуре 400-450°С продолжительностью не менее 30 часов, а оценку степени охрупчивания стали определяют по величине сдвига критической температуры хрупкости ΔTk(t) вследствие термического старения за время, составляющее более 5·105 часов, по определенному математическому выражению. Технический результат: повышение точности оценки степени охрупчивания материалов корпусов реакторов ВВЭР-1000 в результате термического старения. 3табл.

 

Изобретение относится к области исследования материалов радиационными методами, например с помощью нейтронного облучения для обнаружения и создания локальных дефектов и может быть использовано в атомной энергетике для прогнозирования безопасной работы атомных реакторов.

В настоящее время, в нашей стране эксплуатируются 8 блоков реакторов, работающих под давлением с водным теплоносителем: типа ВВЭР-1000. Одним из факторов, определяющих ресурс корпусов реакторов (КР), является воздействие повышенных температур на материалы облучаемых и необлучаемых частей КР, то есть термическое старение.

Результаты исследований термического старения материалов, применяемых для изготовления корпусов реакторов ВВЭР-1000, представлены в технической литературе [1-10]. Было показано, что основной металл облучаемых частей КР ВВЭР-1000 (сталь 15Х2НМФА) согласно [4-7] подвержена термическому старению, а металл сварных швов КР ВВЭР-1000 согласно [4] не подвержен термическому старению. Как было показано в исследованиях [4-7], механизм термического старения в стали 15Х2НМФА обусловлен процессом выпадения и последующей коагуляции карбидов. Отсутствие термического старения обычно связывают с низким содержанием углерода в металле шва (CC≤0,07%, где CC - содержания углерода в масс.%), и как следствие, с отсутствием выпадения карбидов в процессе эксплуатации. В то же время в работах [8-10] показано, что для металла шва стали 15Х2НМФА существует зависимость сдвига критической температуры хрупкости от времени ΔTk(t), отличная от нуля: при t>105 часов ΔTk≈20°С, a max ΔTk(t)≈30°С. Данный результат получен на основании обработки результатов испытаний тепловых комплектов образцов-свидетелей КР ВВЭР-1000 и говорит, по-видимому, о выделении в процессе эксплуатации каких-либо других фаз, кроме карбидов, и/или об отсутствии их полной коагуляции. Возможно, этот результат связан с сегрегационными процессами фосфора.

Следует отметить, что при температуре эксплуатации Тэкспл=(300÷320)°С «карбидное» и «фосфорное» охрупчивание не суммируются, так как эти процессы сдвинуты во времени. Так, максимум ΔTk при карбидном охрупчивании соответствует времени, когда фосфорное охрупчивание мало. С увеличением времени t ΔTk, обусловленное «карбидным» старением, уменьшается, в то время как фосфорное охрупчивание продолжает расти.

В то же время, материалы необлучаемых частей (зоны патрубков) КР ВВЭР-1000 могут иметь повышенное содержание фосфора по сравнению с облучаемыми частями КР (обечайка активной зоны и опорная обечайка). В материалах наиболее нагруженных частей реактора (зона патрубков) содержание фосфора может достигать (согласно ТУ) до CP=0,020% (CP - содержания фосфора в масс.%).

Учитывая то, что сегодня поставлена задача продления срока эксплуатации ВВЭР-1000 не менее чем до 60 лет (~5·105 часов), а новые КР проектируются на срок более 60 лет, возникает вопрос о достоверности прогноза термического старения металла КР.

Выполненные расчетные оценки, основанные на кинетике сегрегации фосфора на границах зерен, и связи этих сегрегации с критической температурой хрупкости показывают, что для стали корпуса реактора с содержанием фосфора 0,020 масс.% и для металла шва с содержанием никеля 1,90 масс.% и с содержанием фосфора 0,010 масс.% при температуре 320°С и времени выдержки 5·105 часов сдвиг критической температуры хрупкости стали может превышать 40°С.

Одним из важных моментов, используемым при оценке сдвига критической температуры хрупкости материалов КР, требующим обоснования, является величина равновесной сегрегации фосфора на границах зерен или межфазных границах при температуре эксплуатации корпуса реактора. Ясно, что эту зависимость практически невозможно проверить экспериментально, так как при температурах, соответствующих температурам эксплуатации корпуса реактора, время достижения равновесной сегрегации фосфора более 106 часов.

В связи с этим актуальной задачей является разработка способа оценки охрупчивания критической температуры материалов корпусов реакторов при температуре эксплуатации 300-320°С в течение 5·105 и более часов.

Известен наиболее близкий аналог по технической сущности и принятый за прототип «Метод определения сдвига критической температуры хрупкости вследствие термического старения», изложенный в «Нормах расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок ПНАЭ Г-7-002-86» Государственного комитета СССР по надзору за безопасность ведения работ в атомной энергетике (Госатомэнергонадзор СССР), Москва, Энергоатомиздат, 1989 г. стр.199-201.

Сущность метода, принятого за прототип, заключается в том, что термическому старению подвергают образцы корпусной стали при температуре не более чем на 100°С выше расчетной (350°С) температуры эксплуатации корпуса реактора. Образцы выдерживают при этой температуре в течение 500, 1000, 3000, 7500 и 10000 часов, далее их подвергают испытаниям на ударный изгиб, а сдвиг критической температуры хрупкости вследствие термического старения определяют по формуле:

ΔTт=T-Tk0,

где T - критическая температура хрупкости материала, подвергавшегося термическому старению; Tk0, - критическая температура хрупкости материала в исходном состоянии (до старения).

При этом расчетное значения ΔTт для длительности эксплуатации не более 105 часов определяют по эмпирической зависимости от времени эксплуатации ΔТт=f(t).

Недостатком известного способа является неадекватная оценка степени охрупчивания стали корпуса реактора в результате термического старения, так как способ не учитывает влияния сегрегационных процессов фосфора при температуре в процессе эксплуатации реактора ВВЭР-1000 в течение 5·105 и более часов.

Техническим результатом изобретения является повышение точности оценки степени охрупчивания сталей корпусов реакторов в результате термического старения в процессе эксплуатации в течение 5·105 и более часов.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что в способе оценки степени охрупчивания материалов корпусов реакторов ВВЭР-1000 в результате термического старения, включающий нагрев образцов стали корпуса реактора до температуры выше 300°С, дальнейшее их старение при этой температуре в течение определенного времени, последующие испытания образцов на ударный изгиб и анализ результатов испытания с определением величины сдвига критической температуры хрупкости, согласно изобретению, образцы стали корпуса реактора в процессе старения при температуре эксплуатации корпуса реактора 300-320°С дополнительно подвергают нейтронному облучению флаксом 1011-1013 н/см2·сек в течение 103 часов, после этого производят отжиг при температуре 400-450°С продолжительностью не менее 30 часов, а оценку степени охрупчивания стали определяют по величине сдвига критической температуры хрупкости ΔTk(t) вследствие термического старения за время, составляющее более 5·105 час, по формуле:

Δ T k ( t ) = ( T k T k 0 ) [ 1 exp ( 4 D e f f t ) e r f c ( 2 D e f f t ) ] ,

где ΔTk - сдвиг критической температуры хрупкости, обусловленный термическим старением; t - время выдержки при температуре старения; Tk0 - значение критической температуры хрупкости, полученное в результате испытаний материала в исходном состоянии; T k - значение Tk при t=∞, где Tk - критическая температура хрупкости,

полученная по результатам испытаний на ударный изгиб по критерию 47 Дж, T k определяется по результатам испытаний отожженного после облучения металла; Deff - эффективный коэффициент диффузии фосфора, D e f f = D γ 2 d 2 , где D - коэффициент диффузии фосфора, зависящий от температуры; d - толщина границ зерен, γ = C p / C p v , где C p v - объемная концентрация фосфора в ат.%; C p - концентрация фосфора на межфазных границах и (или) на границах зерен при времени t=∞ (равновесная концентрация при заданной температуре);

T k = Δ T k lim [ 1 exp ( 4 D e f f F t о б л ) e r f c ( 2 D e f f F t о б л ) ] + T k 0 ,

где D e f f F - эффективный коэффициент диффузии при облучении, D e f f F = D F γ 2 d 2 , DF - коэффициент диффузии фосфора в облучаемом материале, DF является функцией флакса нейтронов; Δ T k lim - остаточный сдвиг критической температуры хрупкости Δ T k lim = T k lim T k 0 , где T k lim - значение критической температуры хрупкости, полученное в результате испытаний материала, отожженного после облучения.

Основная идея нового метода заключается в создании условий искусственного ускорения сегрегационных процессов посредством нейтронного облучения непосредственно при температуре эксплуатации Tэкспл. В отличие от ускорения сегрегационных процессов посредством повышения температуры, нейтронное облучение практически не изменяет величину равновесной сегрегации фосфора. В то же время, нейтронное облучение ускоряет образование сегрегации фосфора за счет радиационно-стимулирующей диффузии.

Механизмы радиационного охрупчивания обусловлены упрочнением материала за счет образования дислокационных петель и преципитатов, что приводит к облегчению зарождения и развития микротрещин за счет увеличения действующих напряжений, создания дополнительных микротрещин в теле зерна и увеличения вероятности формирования дислокационных скоплений у барьеров, на которых зарождаются микротрещины. Механизм, не приводящий к упрочнению, связан с сегрегацией, в основном, фосфора на межфазных границах карбид-матрица и на границах зерен. Такой механизм облегчает зарождение микротрещин на межфазных границах, а также облегчает их развитие по границам зерен.

Экспериментально установлено, что общим механизмом охрупчивания металла при термическом старении и нейтронном облучении является сегрегационный механизм, который ускоряет диффузию фосфора. Такое ускорение связано с тем, что диффузия фосфора, в основном, происходит по вакансионному методу. При этом коэффициент диффузии значительно увеличивается за счет генерации точечных дефектов при нейтронном облучении.

Сравнивая значения коэффициента диффузии в исходном состоянии и после нейтронного облучения, установлено, что нейтронное облучение приводит к увеличению коэффициента диффузии более чем 103 раз при флаксе ~1,0·1011 н/см2·сек и более чем 10s раз при флаксе ~1,0·1013 н/см2·сек.

Следовательно, подвергая материал нейтронному облучению при температуре старения (температуре эксплуатации корпуса реактора 320°С) весьма ограниченное время, например, 103 часов флаксом 1011-1013 н/см2·сек, (что соответствует темпу облучения материала в энергетических или исследовательских реакторах), сегрегация фосфора на межфазных границах и границах зерен будет соответствовать сегрегации, образующейся без облучения за время 106-108 часов, т.е. более чем за 100-10000 лет. Следовательно, нейтронное облучение позволяет искусственно ускорить сегрегацию фосфора и получить предельную оценку степени охрупчивания материала по сегрегационному механизму в результате термического старения.

Наряду с охрупчиванием по «сегрегационному» механизму в результате нейтронного облучения металл претерпевает охрупчивание по «упрочняющему» механизму.

Следовательно, чтобы «выделить» исключительно «сегрегационный» механизм, необходимо исключить «упрочняющий» механизм.

Экспериментально установлено, что отжиг после радиационного облучения при температуре Т>400°С продолжительностью не менее 30 часов приводит к практически полному снятию упрочнения материала, произошедшего при облучении.

При температуре отжига 400-450°С не происходит диссоциации фосфорных сегрегации, сформированных при облучении, в материалах КР, содержащих фосфор более 0,01 масс.% и никеля более 1,0 масс.%. В результате металл после облучения и отжига будет соответствовать предельно состаренному металлу при термическом старении, где доминирующим фактором будет «сегрегационный» механизм упрочнения за счет зернограничной сегрегации фосфора.

Испытание отожженного после облучения материала позволяет определить предельную оценку охрупчивания материала по сегрегационному механизму за время, намного превышающее все возможные эксперименты (более 100 лет). Для определения максимально возможной величины критической температуры хрупкости T k для материала в состаренном состоянии и прогнозирование ΔTk(t) вследствие термического старения в течение 5·105 и более часов расчетным путем используют уравнение МакЛина и зависимости, описывающие термоактивируемую радиационно-индуцированную диффузию фосфора.

Пример конкретного выполнения:

в качестве объекта исследования использовалась сталь марки 15Х2НМФА, используемая для изготовления корпуса реактора, конкретный химический состав которой приведен в таблице 1.

Таблица 1.
Химический состав стали марки 15Х2НМФА
Сталь Содержание элементов, масс.%
С Si Mn Cr Ni Mo V S P Cu
15Х2НМФА 0,16 0,30 0,44 2,10 1,15 0,52 0,10 0,16 0,18 0,14

Исследуемая сталь была изготовлена в виде проката. Термообработка проката, приведенная в таблице 2, соответствовала термообработке согласно прототипу для обечаек корпусов реактора типа ВВЭР-1000. Для определения критической температуры хрупкости были использованы образцы Шарпи с V-образным надрезом 10×10×55 мм, вырезанные из средней трети толщины проката и из поверхностных слоев. Значение критической температуры хрупкости определяли по уровню ударной вязкости, равной 47 Дж.

Таблица 2
Предварительный режим термической обработки стали 15Х2НМФА
Марка стали Режим термической обработки
15Х2НМФА 915-930°С, выд. 5 час., охлаждение-вода, 645-660°С, выд. 25 час, 640°С, выд. 20 час., охлаждение с печью до 300°С

В каждой партии было не менее 12 образцов. Время старения было выбрано таким образом, чтобы исключить значимый вклад «карбидного» старения на сдвиг критической температуры хрупкости. При времени старения менее 10 часов «карбидное» старение еще очень мало, а при более 103 часов уже очень мало, т.к. пик «карбидного» старения уже прошел. Параметры предлагаемого и известного способов определения охрупчивания стали для корпуса реактора за счет сдвига критической температуры хрупкости и результаты испытаний сведены в таблицу 3. Считается, что материал не подвержен термическому старению, если ΔTk≈0°С как при Т=320°С, так и при Т=450°С. Сталь подвержена термическому старению, если хотя бы при одной температуре ΔTk>0°С.

Таблица 3
Результаты определения величины сдвига критической температуры хрупкости стали 15Х2НМФА по предлагаемому и известному способам (при Tk0=-40°С)
Способ Параметры способа Сдвиг критической температуры хрупкости, °С
Старение Облучение Отжиг
Температура, Длительность, час. Ф. н/см2·сек Температура, °C Длительность, час.
300 103 1011 400 30 4,5
1013 450 35,6
320 103 1011 400 30 5
1013 450 36
320 103 - - - 3
450* 103 - - - 16
Примечание:
Результаты сдвига критической температуры хрупкости усреднены не менее чем по трем образцам на точку;
* - Согласно Прототипу величина ΔTk может быть определена на основании результатов испытаний образцов состаренных при Т=Трасч+100, где Трасч=350°С для КР ВВЭР-1000.

Технический эффект от использования предлагаемого способа оценки степени охрупчивания материалов корпусов реакторов в результате термического старения по сравнению с прототипом выразится в повышении надежности эксплуатации корпусов реакторов ВВЭР-1000.

Литература:

1. Утевский Л.М., Гликман Е.Э., Карк Г.С.Обратимая отпускная хрупкость стали и сплавов железа. М.: Металлургия, 1987. 222 с.

2. Баландин Ю.Ф., Горынин И.В., Звездин Ю.И., Марков В.Г. Конструкционные материалы АЭС.М.: Энергоатомиздат, 1984. - 280 с.

3. Карк Г.С. Металловедение и термическая обработка специальных сталей и сплавов для энергомашиностроения. ЦНИИТМАШ. М.: 1978, №142, с.5-12.

4. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. ПНАЭ Г-7-002-86, М.: Энергоатомиздат, 1989, 525 с. - Прототип (стр.199-201).

5. Астафьев А.А., Юханов В.А., Шур А.Д. Исследование кинетики гермического старения и его влияние на склонность к хрупкому разрушению корпусных сталей. / Металловедение и термическая обработка металлов, №2, 1988, с.13-15.

6. Горицкий В.М., Шнейдеров Г.Р., Шур А.Д. и др. Структурный механизм развития тепловой хрупкости в сталях со структурой бейнита. / Металловедение и термическая обработка металлов, №1, 1992, с.2-6.

7. Юханов В.А., Шур А.Д. Исследование термического старения корпусных сталей для атомных энергетических установок с целью обоснования ресурса оборудования на срок до 60 лет. / Металловедение и термическая обработка металлов, №7(613), 2006, с.23-27.

8. Марголин Б.З., Николаев В.А., Юрченко Е.В., Николаев Ю.А., Ерак Д.Ю., Николаева А.В. / Анализ охрупчивания материалов корпусов реакторов ВВЭР-1000 в процессе эксплуатации // Вопросы материаловедения. - 2009. - №4(60). - стр.108-123.

9. Марголин Б.З., Николаев В.А., Юрченко Е.В., Николаев Ю.А., Ерак Д.Ю., Николаева А.В. / Новый подход к описанию охрунчивапия материалов корпусов реакторов ВВЭР-1000 в процессе эксплуатации // Проблемы прочности. - 2010. - №1. - стр.7-26.

10. Margolin B.Z., Nikolaev V.A., Yurchcnko E.V., Nikolaev Yu.A., Erak D.Yu., Nikolaeva A.V., Int. J. Pres. Ves. & Piping, 89 (2012), p.178-186.

Способ оценки степени охрупчивания материалов корпусов реакторов ВВЭР-1000 в результате термического старения, включающий нагрев образцов стали корпуса реактора до температуры от 300°С, дальнейшее их старение при этой температуре в течение определенного времени, последующие испытания образцов на ударный изгиб и анализ результатов испытания с определением величины сдвига критической температуры хрупкости, отличающийся тем, что образцы стали корпуса реактора в процессе старения при температуре эксплуатации корпуса реактора 300-320°С дополнительно подвергают нейтронному облучению флаксом 1011-1013 н/см2·сек в течение 103 часов, после этого производят отжиг при температуре 400-450°С продолжительностью не менее 30 часов, а оценку степени охрупчивания стали определяют по величине сдвига критической температуры хрупкости ΔTk(t) вследствие термического старения за время, составляющее более 5·105 час, по формуле:
Δ T k ( t ) = ( T k T k 0 ) [ 1 exp ( 4 D e f f t ) e r f c ( 2 D e f f t ) ] ,
где ΔTk - сдвиг критической температуры хрупкости, обусловленный термическим старением,
t - время выдержки при температуре старения,
Tk0 - значение критической температуры хрупкости, полученное в результате испытаний материала в исходном состоянии,
T k - значение Tk при t=∞,
где Tk - критическая температура хрупкости, полученная по результатам испытаний на ударный изгиб по критерию 47 Дж,
T k определяется по результатам испытаний отожженного после облучения металла,
Deff - эффективный коэффициент диффузии фосфора, D e f f = D γ 2 d 2 , где
D - коэффициент диффузии фосфора, зависящий от температуры,
d - толщина границ зерен,
γ = C p / C p v , где C p v - объемная концентрация фосфора в ат.%,
C p - концентрация фосфора на межфазных границах и (или) на границах зерен при времени t=∞ (равновесная концентрация при заданной температуре),
T k = Δ T k lim [ 1 exp ( 4 D e f f F t о б л ) e r f c ( 2 D e f f F t о б л ) ] + T k 0 ,
где D e f f F - эффективный коэффициент диффузии при облучении, D e f f F = D F γ 2 d 2 ,
DF - коэффициент диффузии фосфора в облучаемом материале, DF является функцией флакса нейтронов,
Δ T k lim - остаточный сдвиг критической температуры хрупкости Δ T k lim = T k lim T k 0 , где
T k lim - значение критической температуры хрупкости, полученное в результате испытаний материала, отожженного после облучения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу мониторинга состава дымовых газов, получающихся в результате термического процесса. Способ является в особенности подходящим для использования при мониторинге функционирования парового котла, сжигающего хлорсодержащее топливо, но он также может быть использован и в связи с пиролизом, газификацией и другими такими процессами.

Изобретение относится к космической, авиационной, радиотехнической, приборостроительной и машиностроительной областям и может быть использовано во всех областях народного хозяйства для автоматического управления тепловым состоянием и функциональными параметрами технических устройств.

Изобретение относится к газоизмерительному устройство для измерения присутствия заданного газа в текучей среде. Устройство содержит датчик, имеющий чувствительный элемент и нагревательный элемент, сконфигурированный для нагрева чувствительного элемента до предварительно заданной рабочей температуры, причем чувствительный элемент является восприимчивым к заданному газу таким образом, что, по меньшей мере, одно электрическое свойство чувствительного элемента изменяется в зависимости от присутствия заданного газа, причем электрическое свойство чувствительного элемента измеряется газоизмерительным устройством; и цепь управления, имеющую контроллер нагревательного элемента, связанный с нагревательным элементом и измеряющий его электрическое свойство, причем цепь управления имеет источник энергии подогрева, подающий энергию к нагревательному элементу, причем контроллер нагревательного элемента связан с источником энергии подогрева и регулирует его работу в зависимости от измерения электрического свойства нагревательного элемента; средство импульсной модуляции, соединенное с контроллером нагревательного элемента, источником энергии подогрева для управления величиной энергии, подаваемому к нагревательному элементу.

Изобретение относится к технической физике, а именно к области определения степени сухости и других термодинамических параметров влажного пара, может быть использовано для непрерывного определения степени сухости как на объектах производства, так и на объектах потребления насыщенного и влажного пара.

Изобретение относится к способам определения массового содержания наполнителя в полимерных композиционных материалах и может быть использовано для контроля технологии получения полимерных композитов, а также для контроля качества и однородности полученного материала.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике обнаружения локальных дефектов в объектах бытовой техники и может найти применение для выявления потерь тепла в зданиях, выявления дефектов в отопительных приборах и т.п.

Изобретение относится к технологии испытания смазочных материалов и может быть использовано для определения их ресурса. .
Изобретение относится к области исследования качества деталей с гальваническими покрытиями, в частности к оценке степени газосодержания поверхностей деталей с защитными гальваническими покрытиями.

Изобретение относится к строительной теплотехнике, в частности к измерениям теплотехнических характеристик помещений зданий и сооружений и вычислению сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций (стен, перекрытий, покрытий и т.п.).

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано при проведении физико-химического анализа адсорбирующих материалов, разработке технологий их производства и контроле технологических процессов при их эксплуатации.

Группа изобретений относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования огнезащитной эффективности защитных составов и покрытий для древесины. Заявленный способ включает подготовку образца, воздействие пламенем на образец, измерение температуры отходящих газообразных продуктов сгорания, измерение массы образца и определение потери массы, по которой определяют огнезащитную эффективность. Измерение массы образца осуществляют непрерывно во время воздействия пламенем на образец и после прекращения воздействия, а за момент окончания испытаний принимают момент превышения установленной классификацией предельной потери массы или момент стабилизации массы образца после прекращения его горения. Данный способ реализуется устройством, содержащим камеру для размещения образца, газовую горелку, вытяжное устройство с термоэлектрическим преобразователем, прибор измерения и записи температуры отходящих газообразных продуктов сгорания. Устройство также снабжено блоком автоматического измерения и записи во времени массы образца в ходе огневых испытаний, включающим рычажный механизм, выполненный с возможностью установки держателя образца и связанный с прибором для измерения массы, соединенным с блоком обработки и записи. Технический результат - получение более точных данных для исследования механизма огнезащиты. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для нагрева и измерения температуры образцов, прозрачных в инфракрасной области излучения (ИК). Предложен способ определения температуры образцов, прозрачных в ИК-области, подвергаемых воздействию потоками заряженных частиц или электромагнитного излучения, включающий нагрев или охлаждение образцов, измерение температуры образцов с помощью термопар. Образцы помещают в замкнутый корпус, выполненный из материала с высокой теплопроводностью, расположенный в вакуумной камере, откачивают воздух до давления 10-3-10-5 Па, нагревают или охлаждают корпус на заданный интервал температуры. Производят непрерывные предварительные измерения температуры термопарами, расположенными снаружи и внутри корпуса вместе с исследуемыми образцами, до момента стабилизации температуры. Затем производят конечные измерения температуры данными термопарами в момент стабилизации температуры, которая совпадает с температурой исследуемого образца до внешнего воздействия потоками заряженных частиц или электромагнитного излучения. Производят внешнее воздействие, после внешнего воздействия полностью повторяют процедуру измерения температуры образцов. Технический результат - повышение точности определения температуры образцов, прозрачных в ИК-области. 1 ил.

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано при испытании объектов на температурные воздействия. Стенд содержит приспособление для установки объекта испытаний, источник температурного воздействия с системами подачи и слива воды, установленный под объектом испытаний, вертикальный экран, расположенный по периметру источника температурного воздействия, закрепленный на колоннах и приподнятый над уровнем грунта, выполненный с возможностью изменения расстояния от уровня грунта до его нижнего края, а также систему защиты от спутникового наблюдения за процессом испытаний и объектом испытаний. Указанная система включает горизонтальный экран, закрепленный сверху на колоннах вертикального экрана, состоящий из металлического рамного каркаса, дискретно закрепленных на нем параллельно продольной оси каркаса по ширине, превышающей габаритные размеры объекта, канатов из жаропрочного материала, переплетенных в поперечном направлении в центральной части экрана нихромовыми лентами, полностью закрывающими контур исследуемого объекта. Технический результат - повышение точности результатов испытаний с одновременным обеспечением защиты при проведении испытаний от наблюдения из космоса. 3 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматического определения концентрации металла в руде. Согласно заявленному способу перед проведением контроля содержания металла в руде по конвейеру пропускают руду без примесей металла. Нагревают площадным источником теплового излучения, ширина которого превышает ширину конвейера. Через время τзад после окончания нагрева измеряют среднее значение температуры по нагретой поверхности руды без содержания металла Т1ср. На основании проведенных измерений формируют градуировочную кривую. Далее на конвейер непрерывно подают руду, содержащую металл, и нагревают. Через время τзад измеряют на каждом кадре i среднее значение температуры Tcpi. Определяют величину Tcpi-T1ср на основании градуировочной кривой. Используя величину (Tcpi-T1ср), определяют процентное содержание металла в руде. Также предложено устройство для реализации указанного способа. Технический результат - повышение достоверности определения содержания металла в руде. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам анализа образцов пористых материалов и может быть использовано для количественного исследования ухудшения свойств околоскважинной зоны нефте/газосодержащих пластов из-за проникновения в нее полимеров, содержащихся в буровом растворе. Согласно заявленному предложению высушивают раствор полимера до полного испарения воды. Нагревают полимер, образовавшийся после сушки раствора полимера, и определяют диапазон температур активного разложения полимера при заданном темпе нагрева, а также степень разложения полимера в этом диапазоне температур. Высушивают, проводят термический анализ в диапазоне температур, включающем диапазон температур активного разложения полимера, и вычисляют потерю массы навески образца пористой среды и навески такого же образца пористой среды после прокачки раствора полимера. На основе полученных значений определяют весовую концентрацию полимера, проникшего в пористую среду. Технический результат - повышение точности получаемых данных и экспрессности проведения анализа. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для исследования термической усталости конструкционных материалов, и может быть использовано для экспериментального подтверждения расчетного прогноза малоцикловой прочности конструкционных материалов. Устройство состоит из последовательно соединенных между собой газогенератора и рабочей части с образцом конструкционного материала. Газогенератор имеет сменную смесительную головку. Цилиндрическая камера сгорания газогенератора оснащена запальным устройством и дроссельной шайбой. Рабочая часть состоит из соединенных между собой зажимного фланца с центральным отверстием и фланца с установленным на нем образцом. Центральные продольные оси фланца и образца совпадают. Внутренняя цилиндрическая поверхность зажимного фланца образует с поверхностью образца кольцевую щель, которая через торцевые выходные отверстия, выполненные во фланце вокруг образца, соединена с полостью, заканчивающейся выходным соплом. Технический результат: возможность обеспечить необходимые режимы термосилового нагружения образцов с моделированием натурного термонапряженного состояния исследуемых конструкционных материалов различных агрегатов, работающих в условиях переменных тепловых режимов. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к способу повышения термоокислительной стабильности смазочных масел, по которому пробы смазочного масла термостатируют нагреванием в герметичном стакане без перемешивания в течение постоянного времени при атмосферном давлении и фиксированной температуре, которую при каждом термостатировании новой пробы ступенчато повышают в диапазоне температур, определяемых назначением смазочного масла, после нагревания проводят отбор и испытание термостатированных проб на сопротивляемость окислению, при этом отбирают пробу постоянной массы, которую затем нагревают в присутствии воздуха с перемешиванием в течение установленного времени в зависимости от базовой основы смазочного масла при постоянной температуре и постоянной скорости перемешивания, окисленные пробы фотометрируют, определяют коэффициент поглощения светового потока, строят графическую зависимость изменения параметра оценки термоокислительной стабильности от температуры термостатирования, по которой определяют оптимальную температуру термостатирования, обеспечивающую наибольшее сопротивление окислению, отличающемуся тем, что критерием оценки термоокислительной стабильности смазочнного масла принимают ресурс работоспособности термостатированного масла, причем при испытании каждой новой термостатированной пробы на сопротивляемость окислению отбирают пробу окисленного масла через равные промежутки времени, фотометрированием определяют коэффициент поглощения светового потока, строят графические зависимости коэффициента поглощения светового потока от времени окисления термостатированных масел при каждой температуре термостатирования, по которым определяют время достижения коэффициента поглощения светового потока выбранного значения для каждого окисленного термостатированного масла при разных температурах, строят графическую зависимость времени достижения выбранного значения коэффициента поглощения светового потока окисленных термостатированных масел от температуры термостатирования, и по точке этой зависимости с максимальной ординатой, характеризующей ресурс работоспособности, определяют температуру термостатирования, обеспечивающую наибольшее сопротивление окислению. Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение информативности о повышении термоокислительной стабильности смазочных масел и увеличение ресурса их работоспособности. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к технике экспериментального исследования огнезащитной обработки древесины и может быть использовано для определения качества огнезащитной обработки непосредственно на месте выполнения работ по огнезащите деревянных конструкций. Заявлен малогабаритный прибор для экспресс-оценки огнезащитных свойств огнезащитной обработки древесины, состоящий из корпуса, выполненного в виде открытого коробчатого профиля, механизма установки и позиционирования образца, механизма активации газовой горелки, механизма установки газовой горелки. Причем угол наклона механизма установки и позиционирования образца выполнен неизменным относительно вертикальной оси корпуса и дополнительно содержит устройство фиксации точки приложения пламени к образцу с вырезом в верхней части устройства. Все компоненты прибора установлены в полости корпуса. Технический результат - обеспечение достоверности результатов испытаний. 4 ил.

Изобретение относится к области технологии строительного производства и заключается в количественном определении аммиака в бетонных конструкциях, используемых в жилом строительстве. Способ заключается в предварительном увлажнении образца бетона и его последующем нагреве, в котором термоэмиссия проводится при разряжении 700 мм рт.ст. и температуре 80-300°C. Достигается повышение эффективности и ускорение анализа. 1 ил.

Изобретение относится к области исследования материалов строительных конструкций здания с помощью тепловых средств. Способ выявления параметров локального пожара включает проведение технического осмотра строительных конструкций деревянного перекрытия здания, подвергавшихся действию термического градиента в условиях локального пожара; выявление схемы огневого воздействия на составные элементы перекрытия; установление породы и сорта строительной древесины, показателей ее плотности и влажности в естественном состоянии, массивности элементов деревянного перекрытия, нахождение нормативного сопротивления строительной древесины на изгиб и скорости ее выгорания, отличающийся тем, что технический осмотр деревянного перекрытия здания дополняют инструментальными измерениями геометрических размеров площади горения, назначают контрольную ячейку перекрытия в очаге пожара, измеряют площадь поперечного сечения проемов ячейки перекрытия, вычисляют показатель проемности ячейки перекрытия; определяют толщину слоя обугливания поперечного сечения элементов деревянного перекрытия; вычисляют величину горючей загрузки, массовую скорость выгорания строительной сосновой древесины в ячейке перекрытия и коэффициент снижения скорости выгорания сосновой древесины, затем выявляют длительность локального пожара и максимальную температуру локального пожара, которые вычисляют из заданных соотношений. Достигается получение достоверной оценки основных параметров разрушительности прошедшего пожара, а также снижение трудоемкости и сокращение сроков проведения технического осмотра термоповрежденных элементов деревянного перекрытия здания. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.
Наверх