Способ изготовления разрушаемыхэлементов

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1»1 8I I 035

Со.оз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 02.07.75 (21) 2150679/25-08 с присоединением заявки № 2174891/25-08 (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03,81 (51) M. Кл.з

F 16К 17/16

G 011 27/00

Государственный комитет (53) УДК 531.787.088 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения ков, ." и Цр, у

В(.р

3 ). ÀТр; ". ." ::,- -:„)3

В. П. Зацаринный, Н. Е. Ольховский, Б. Г. Пья

А. А. Тычкин и Л. Б. Царюк

) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗРУШАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к способам изготовления разрывных стержней, срезных болтов, предохранительных мембран и других разрушающих элементов.

Известен способ изготовления разрушаемых элементов, например предохранительных мембран, заключающийся в формообразовании давлением газа или жидкости плоских дисков-заготовок, жестко зажатых по краю, до придания им заданной формы.

Нагрузка (давление) срабатывания устанавливается по результатам испытаний с доведением до разрушения определенного количества мембран из изготовленной партии (1).

Даже при соблюдении всех технических требований по изготовлению разброс нагрузки срабатывания мембран, изготовленных известным способом, весьма значителен и в ряде случаев превышает допустимый. Это обусловлено наличием ряда неустранимых факторов, имеющих статическую природу. К ним относятся случайные отклонения прочностных характеристик используемого листа (рулона) материала, случайно наведенная анизотропия, наличие зон хрупкости в микроструктуре материала, обусловленные неравномерностью термической обработки, наличием неметаллических включений, расположенных случайным образом как по площадке, так и по толщине листа (рулона) и др. Некоторые статические факторы хотя и поддаются контролю, но являются достаточно трудно5 устранимыми, например отклонения толщины листа (рулона) при его прокатке от номинальной величины. Таким образом, разброс нагрузки срабатывания мембран, изготовленных известным способом, опре10 деляется не столько технологией изготовления, сколько неоднородностью по толщине используемого материала.

Следует при этом особо отметить, что совершенствование входного контроля мате15 риала помимо общеизвестных трудностей позволяет только определить, но не снизить разброс нагрузки срабатывания мембран, изготовленных известными способами.

20 Целью изобретения является уменьшение разброса нагрузки срабатывания за счет совмещения операций изготовления и контроля.

Поставленная цель достигается тем, что

25 в известном способе изготовления разрушаемых элементов, например предохранительных мембран, элемент изготавливают на завышенную, по сравнению с разрушающей, нагрузку, затем нагружают элемент

30 разрушающей нагрузкой и ослабляют его

811035

65 до состояния начала плас1 ического течения, после чего сгп1мают нагрузку и одновременно прекращаю г ослаоление.

;.>лемент, пзготовленныи с запасом по разрушагощеи нагрузке, ослабляют одним из известных спосооов, например электрохимическим травлением, пока не будет зарегистрировано начинающееся пластическое течение материала.

11ачало пластического течения B элементе всегда непосредственно предшествует явлению пластической неустоичивости и разрушению образца. При этом вследствие локализации деформации в некоторых малых ооластях ооразца разрушение образца происходит при деформациях, меньших чем это следует из решения уравнений механики сплошной среды. При пластическом течении всегда текущее напряжение определяет скорость деформации, но не полную деформацию. ,Цля оонаружения начала пластического течения может оыть использовано явление акустическои эмиссии, заключающееся в возникновении ультразвуковых колеоаний, распространяющихся от участков материала, в которых развивается интенсивное пластическое течение. Частота звуковых колеоаний при этом находится в пределах

ЬΠ— 1000 к1 ц, легко воспринимаемых известными пьезоэлектрическими датчиками.

Использование предлагаемого способа позволяет обеспечить с высокой точностью заданную нагрузку срабатывания вне зависимости от рассеяния прочностных характеристик материалов, из которых изготавливаются разрушаемые элементы.

На чертеже изооражено устройство для изготовления предохранительных мембран, реализуюшее предлагаемый способ.

Испытательная камера 1 сооощена с источником поддержания давления z. Рабочая камера 3 заполнена электролитом, в котором установлен катод 4. Заготовка 5, жестко зажатая по краю между обеими камерами, служит анодом. Источник питания |> подключен к аноду и катоду. Цатчит 7, регистрирующий начало пластического течения, соединен с преобразователем 8, формирующим сигнал на отключение источника питания б и на сброс давления нейтральной среды из испытательной камеры 1.

Устройство работает следующим образом.

Между нагрузочной и рабочей камерами зажимают заготовку (плоскую или предварительно выпученную). Разрушающее давление для заготовки выбирают большим, чем заданное разрушающее давление, на величину, превышающую возможный разброс разрушающего давления заготовки вследствие рассеяния прочностных, геометрических и физических характеристик материала заготовки. Затем испытательную

50 камеру заполня1от неитралы1ои жидкостью о давления, равного заданному разрушающему давлению изготовляемои мемораны (это давление поддер>кивают в течение всего процесса ослаолепия с необходимой степенью точности), рабочую камеру заполняют электролитом и ведут ослаоление заготовки, снимая часть толщины материала электролизом. Ы процессе ослабления материал мембраны доводят до состояния начала пластического течения, фиксируемого по возникновению акустической эмиссии.

Акустические колебания (шумы) улавливаются пьезодатчиком 7 и обраоатываются в преобразователе 8, выдающем сигнал на сорос давления и выключение источника питания б (и тем самым прекращение процесса ослабления мембраны).

11реобразователь формирует сигнал при появлении заданных амплитудно-частотных характеристик шума (например, по появлению заданного уровня шума в некотором диапазоне частот).

Для получения заданной геометрии раскрытия мембраны ослабление можно вести нс по всей поверхности, а на выделенных участках, незащищенных покрытием, например, ослабляют узкие полосы, пересекающиеся в центре. Предлагаемое устройство обеспечивает изготовление предохранительных мембран с заданным разрушающим давлением, 11ри этом для мембран хлопающего типа легко обеспечить заданный рисунок раскрытия и раскрытие при давлении, гарантированное более низким, чем давление хлопка, т. е. отпадает необходимость в специальных устройствах для принудительного их раскрытия (например, ножи), что особенно важно при защите аппаратов с искроопасными средами. При ослаолении мембраны по всей незажатой поверхности облегчается крепление мембраны при ее эксплуатации, так как из-за повышенной прочности неослабленных краев понижаются требования к точности нагрузки за>кимных фланцев. Становится возможным крепление предохранительных мембран сваркой.

Формула изобретения

Способ изготовления разрушаемых элементов, например предохранительных мембран, отличающийся тем, что, с целью уменьшения разброса нагрузки срабатывания за счет совмещения операций изготовления и контроля, элемент изготавливают на завышенную, по сравнению с разрушающей, нагрузку, затем нагру>кают элемент разрушающей нагрузкой и ослабляют его до состояния начала пластического течения, после чего снимают нагрузку и одновременно прекращают ослабление, 811035

Составитель Рычагов

Корректор P. Беркович

Редактор И. Гохфельд

Техред О. Павлова

Заказ 504/12 Изд. ¹ 239 Тираж 1007 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, / !осква, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каталог 77 — 710 фирмы «Black, 6

Sivalls, and Bryson Safety sistern», США, 1972, с. 2 — 33 (прототип).