FI85061B - Testanordning foer material. - Google Patents

Description

1 85061

MATERIAALIN TESTAUSLAITE - TESTANORDNING FÖR MATERIAL

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty materiaalin kulumistestaus-5 laite.

Keksinnön mukainen laite on tarkoitettu pääasiassa voimalaitosventtiilimateriaalien testauslait-teeksi, jonka tavoitteena on selvittää erilaisten kova-pinnoitteiden eroosio-korroosiokestävyyttä ydinvoimala-10 olosuhteissa. Kuitenkin keksinnön mukaisella laitteella on mahdollista testata myös muunlaisia materiaaleja ja muunlaisissa olosuhteissa tapahtuvia kulumisia. Ongelmana nykyisissä erilaisissa materiaalin testauslaitteis-sa on, että testaukset eivät tapahdu todellisissa käyt-15 töolosuhteissa, jolloin paine, lämpötila, kosteus ja läsnäolevan väliaineen kemiallinen koostumus saattavat suuresti poiketa todellisista olosuhteista. Samoin ongelmana nykyisissä testauslaitteissa on useiden vertailukelpoisten tulosten saaminen, koska niissä usein 20 eri testauskerroilla olosuhteet voivat suurestikin vaihdella. Lisäksi ongelmana nykyisissä laitteissa on testauksen aikana tapahtuvat välimittaukset ja tarkistukset, jotka usein sotkevat ja muuttavat testausolosuh-teita niin, että loppumittauksista ei saada käyttökel-25 poisia tuloksia.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin materiaalien kulumistestauslaite, jonka avulla testaukset on mahdollista suorittaa todellista 30 käyttöä vastaavissa olosuhteissa.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.

Keksinnön mukaiseen materiaalin kuluroistestaus-laitteeseen kuuluu testauskappale ja vastakappale, voi-35 malaite testauskappaleen ja vastakappaleen hankaamiseksi toisiaan vasten, painetiivis kammio, jonka sisään testaus- ja vastakappaleet on järjestetty sekä voimansiir- 2 85061 toakseli, johon testauskappale on kiinnitetty, yhdistettynä kammion ulkopuoliseen voimalaitteeseen. Keksinnön mukaisesti kammion sisään kuuluu tukirunko, johon on järjestetty lautasjousista koostuvat puristuselimet vas-5 takappaleen puristamiseksi testauskappaletta vasten.

Eräässä edullisessa keksinnön sovellutuksessa testauskappale on pyörivään akseliin kiinnitetty pyöreä-muotoinen kiekko, jonka ainakin pintaosa on testattavaa materiaalia. Tällöin esim. venttiilimateriaaleja testat-10 taessa kiekko voi olla päällystettynä venttiilimate-riaalilla ja vastakappaleen kiekkoa vasten hankaava osa on venttiilissä käytettävää tiivistemateriaalia.

Keksinnön mukaisella lautasjousten käytöllä saavutetaan se etu, että vastakappaleen pintapaine 15 testauskappaleeseen saadaan pysymään vakiona näiden kappaleiden kuluessakin, koska lautasjousten aiheuttama puristus on vakio suhteellisen pitkällä alueella.

Edullisesti tukirunkoon kuuluu ohjainholkki, jonka sisään tappimainen vastakappale on järjestetty 20 sovitettavaksi. Tällöin edullisesti vastakappale tukeutuu kuormitussiltaan, joka lautasjousten avulla on järjestetty painautumaan kohti testauskappaletta.

Edullisesti sekä ohjainholkkiin että vastakappaleeseen on järjestetty sopivat aukot ohjaintapille 25 siten, että vastakappale on lukittavissa tiettyyn asentoon ohjainholkin suhteen. Näin vastakappale on mahdollista poistaa kesken kokeen ja punnita ja tutkia sitä, minkä jälkeen vastakappale on tarkasti asetettavissa täsmälleen entiseen paikkaansa. Näin testausta voidaan 30 jatkaa välitutkimusten häiritsemättä testausta.

Eräässä edullisessa keksinnön sovellutuksessa pyöreämuotoiseen, kiekkomaiseen testauskappaleeseen kuuluu testausosa ja lepo-osa sekä näiden raja-alueella siirtoelimet, joiden avulla vastakappale saadaan siir-35 retyksi tasaisesti lepo-osan ja testausosan välillä. Testausosa kokonaisuudessaan tai ainakin sen pinta on testattavaa materiaalia, jolloin vastakappaleen ja 3 85061 testausosan ollessa kohdakkain ne hankaavat toisiaan. Pyöreämuotoisessa testauskappaleessa sen säde on testausosan kohdalla suurempi kuin lepo-osan kohdalla, jolloin testauskappaleen kääntyessä niin, että lepo-osa 5 on vastakappaleen kohdalla, vastakappaleen ja lepo-osan väliin jää rako. Näin lepo-osan alueella testauskappaleen ja vastakappaleen välistä hankausta ei tapahdu. Koska lepo-osan ja testausosan säteet ovat erisuuruiset, niiden raja-alueille syntyy mutka, jossa vastakappaleen 10 ja testauskappaleen välinen kuluminen ja toisiaan vasten törmääminen vahingoittaisi testausta. Täten näille raja-alueille on järjestetty siirtoelimet, edullisesti tes-tauskappaleeseen pyörivästi kiinnitetyt rullat, joiden varassa vastakappale siirtyy raja-alueen yli testauskap-15 paletta pyöritettäessä.

Edullisesti keksinnön mukaiseen laitteeseen kuuluu sopivat ohjaimet ja ajastimet, joiden avulla voimansiirtoakselia voidaan pyörittää määrätyn ohjelman mukaisesti. Tällöin esim. venttiilimateriaaleja testat-20 taessa venttiilin koko toiminta voidaan simuloida tällä laitteella niin, että kääntönopeus, kääntöjaksot sekä seisonta-ajat testaus- ja vastakappaleet vastakkain ja ne erillään vastaavat todellisia käyttöolosuhteita.

Edullisesti kammion sisälle voimansiirtoak-25 seliin on yhdistetty useita testauskappaleita ja vastaaville kohdille tukirunkoon useita vastaavia puris-tuselimiä ja vastakappaleita, jolloin samanlaisia testauksia voidaan suorittaa useita samanaikaisesti.

Edullisesti painetiiviiseen kammioon on järjes-30 tetty säätölaitteita, joiden avulla kammion sisäistä painetta, lämpötilaa ja/tai kosteutta voidaan säätää halutuksi. Samoin kammion sisälle voidaan järjestää erilaisia, esim. syövyttäviä- ja väliaineita, joiden avulla vastakappaleen ja testauskappaleen välinen kulu-35 minen ja pintojen korroosiokestävyys saadaan tutkituksi.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 4 85061 kuva 1 esittää kaaviollisesti ja osittain leikattuna keksinnön mukaista kulumistestauslaitetta, kuva 2 esittää kaaviollisena leikkauskuvana kuvan 1 kammiota ja 5 kuva 3 esittää poikkileikkauskuvaa kuvasta 2.

Piirustuksen esittämään erääseen keksinnön mukaiseen materiaalin kulumistestauslaitteeseen kuuluu painetiivis kammio 4, johon voimansiirtoakseli 5 on järjestetty kulkevaksi läpiviennin 19 kautta. Akseli on 10 sopivan vaihteiston 20 välityksellä yhteydessä voima-laitteeseen 3 akselin pyörittämiseksi ohjainten 17 ja ajastimien 18 avulla määrätyllä tavoin.

Kammion 4 sisällä akseliin 5 on kiinnitettynä tasavälein neljä pyöreämuotoista kiekkoa 6, joihin 15 kuuluu säteeltään suurempi testausosa 13 sekä pienem-pisäteinen lepo-osa 14. Näiden osien raja-alueille kuuluu kiekkoon pyöriväksi laakeroidut rullat 16 niin, että rullien pinta ulottuu testausosan ja lepo-osan ulkopintojen ulkopuolelle. Kiekon 6 testausosan 13 20 ulkopintaan kuuluu testattavaa materiaali oleva pinnoite 21 kiekon muun osan materiaalin ollessa vapaasti valittavissa. Kammion 4 sisään voimansiirtoakselin 5 ulkopuolelle on järjestetty tukirunko 7, jossa on jokaista neljää kiekkoa 6 vastaavalla kohdalla puristuselimet 8. 25 Puristuselimet koostuvat kuormitussillasta 11, jonka molemmissa päissä on laustajousipakat 9 järjestettynä painamaan tukirunkoon tukeutuen kuormitussiltaa 11 kohti tukirunkoa. Kuormitussillan keskikohdalle tukeutuvaksi on järjestetty tukirungossa 7 olevaan ohjainholkkiin 30 10, sen sisälle tukeutuva vastakappale 2 niin, että lautasjousten aiheuttama paine puristaa vastakappaletta . . 2 testauskappaletta 1 kohti ja testauskappaleen tes- tausosaa 13 vasten sen ollessa vastakappaleen kohdalla. Sekä ohjainholkkiin 10 että tappimaiseen vastakappa-35 leeseen 2 kuuluu reiät, jotka kohdakkain ollessaan mahdollistavat ohjaintapin 12 työntämisen näiden reikien läpi lukitsemaan vastakappale ja ohjainholkki toisiinsa 5 85061 sekä tukirunkoon 7 nähden tiettyyn tarkkaan määrättyyn asentoon, jolloin testauksen välillä vastakappale on poistettavissa ja sitä voidaan tutkia ja se on asetettavissa takaisin täsmälleen samaan paikkaan testauksen 5 jatkamiseksi.

Lautasjousipinkat 9 sijaitsevat kuormitussil-taan 11 tukeutuen tukirunkoon 7 liitettyjen tukien 22 ympärillä. Tukien 22 päähän kuuluu pikalukituskahvat 23, joiden avulla lautasjousipinkat 9 esikiristetään niiden 10 lineaariselle alueelle ja joista ylös kääntämällä kuor-mitussilta 11 on irroitettavissa ja vastakappale 2 saatavissa irti testauslaitteesta.

Piirustuksissa esitettyä erästä keksinnön mukaista materiaalien kulumistestauslaitetta käytetään 15 seuraavasti. Testattavaksi aiotuista materiaaleista tai yhdestä materiaalista muodostetaan kiekon 6 testausosaan 13 sopivan paksuinen pinnoite 21 ja vastinmateriaalista, joko samasta tai muusta materiaalista, valmistetaan vastakappale 2, tappimainen ohjainholkin 10 sisään 20 sopiva kappale. Tietenkin on mahdollista, että tappi-maisen kappaleen vain kärkiosa on tätä testattavaa : : materiaalia. Tämän jälkeen akseliin 5 kiinnitetään neljä edellä mainitulla tavalla valmistettua kiekkoa 6 ja tappimaiset vastakappaleet kiinnitetään testauskappa-25 leita vastaaviin ohjausholkkeihin kuormitussiltojen 11 ja niihin kuuluvien lautasjousten 9 avulla pikaluki-tuskahvoilla 23. Tämän jälkeen pyörittämällä voimalaitteen 3 avulla akselia 5 edestakaisin tai samansuuntaisesti tietyn aikataulun mukaan ja pysäyttämällä pyöritys 30 määrätyiksi ajanjaksoiksi joko vastakappale testausosan 13 tai lepo-osan 14 kohdalla, ja samanaikaisesti järjestämällä painetiiviiseen kammioon 4 olosuhteet, jotka vastaavat testattavien materiaalien todellisia toimintaolosuhteita, saadaan materiaalien pinnoitteiden kulu-35 mis- ja korroosio-ominaisuuksia testatuksi todellista käyttöä vastaavissa olosuhteissa.

Edellä keksintöä on selostettu yksityiskoh- « 85061 taieesti viittaamalla sen erääseen edulliseen esimerkkiin. Keksinnön eri sovellutukset voivat kuitenkin vaihdella oheisten patenttivaatimusten rajaaman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (10)

1. Materiaalin kulumistestauslaite, johon kuuluu 5. testauskappale (1) ja vastakappale (2), - voimalaite (3) testauskappaleen ja vastakappaleen han-kaamiseksi toisiaan vasten, - painetiivis kammio (4), jonka sisään testaus- ja vastakappaleet on järjestetty, 10. voimansiirtoakseli (5), johon testauskappale on kiin nitetty, yhdistettynä kammion ulkopuoliseen voimalaitteeseen, tunnettu siitä, että - kammion (4) sisään kuuluu tukirunko (7), johon on jär-15 jestetty lautasjousista (9) koostuvat puristuselimet (8) vastakappaleen (2) puristamiseksi testauskappaletta (1) vasten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että testauskappale (1) on 20 akseliin (5) kiinnitetty pyöreämuotöinen kiekko (6), jossa ainakin sen pinta on testattavaa materiaalia.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että tukirunkoon (7) kuuluu ohjainholkki (10), jonka sisään on järjestetty tappimai- 2. nen vastakappale (2) .

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että vastakappale (2) on järjestetty tukeutumaan kuormitussiltaan (11), jota lautas-jouset (9) puristavat kohti testauskappaletta (1).

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjainholkkiin (10) ja vastakappaleeseen (2) kuuluu aukot ohjaintappia (12) varten vastakappaleen lukitsemiseksi tiettyyn asentoon.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen 35 laite, tunnettu siitä, että pyöreämuotoiseen testauskappaleeseen (6) kuuluu testausosa (13) ja lepo-osa (14) sekä näiden raja-alueille siirtoelimet (15) e 85061 vastakappaleen (2) siirtämiseksi lepo-osan ja testaus-osan välillä.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että siirtoelimet (15) ovat 5 testauskappaleeseen pyörivästi kiinnitettyjä rullia (16). ·

7 85061

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1 - 7 mukai nen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu ohjaimet (17) ja ajastimet (18) voimansiirtoak- 10 selin (5) liikuttamiseksi määrätyn aikataulun mukaan.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1 - 8 mukai nen laite, tunnettu siitä, että voimansiirtoak-seliin (5) on yhdistetty useita testauskappaleita (1) ja tukirunkoon (7) vast, kohtiin useita puristuselimiä 15 (8).

10. Jonkin patenttivaatimuksista 1 - 9 mukai nen laite, tunnettu siitä, että kammioon (4) kuuluu säätölaitteet kammion sisäisen paineen, lämpötilan ja/tai kosteuden säätämiseksi. 20 9 85061