KR100306680B1 - Creep tester for small specimen - Google Patents
Creep tester for small specimen Download PDFInfo
- Publication number
- KR100306680B1 KR100306680B1 KR1019990009429A KR19990009429A KR100306680B1 KR 100306680 B1 KR100306680 B1 KR 100306680B1 KR 1019990009429 A KR1019990009429 A KR 1019990009429A KR 19990009429 A KR19990009429 A KR 19990009429A KR 100306680 B1 KR100306680 B1 KR 100306680B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- test piece
- plate
- chamber
- pull rod
- bellows
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 104
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 6
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 14
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 abstract description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000013101 initial test Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
- G01N3/18—Performing tests at high or low temperatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
- G01N3/14—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by dead weight, e.g. pendulum; generated by springs tension
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/003—Generation of the force
- G01N2203/0032—Generation of the force using mechanical means
- G01N2203/0039—Hammer or pendulum
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
- G01N2203/0071—Creep
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/022—Environment of the test
- G01N2203/0222—Temperature
- G01N2203/0226—High temperature; Heating means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
본 발명은 직경이 2mm 이하인 소형 시험편을 크리프 시험할 수 있는 시험기에 관한 것으로서, 구체적으로 본체는 시험편을 지지하는 고정 지지대(1)와, 시험편을 잡아주는 너트(2,3)와, 시험편에 하중을 가해주는 풀 로드(Pull Rod)(4)와 벨로우즈(Bellows)의 손상을 방지하기 위한 분할 콜러(Split Collar)(18) 및 무게추(5)와, 불활성 가스의 누수를 방지하기 위한 벨로우즈(6)와, 시험편의 산화를 방지하기 위해 불활성 가스 분위기를 유지시켜 주는 챔버(7)와, 상기 챔버를 지지하고 있는 고정판(8)과, 상기 시험편 및 챔버를 가열시켜 주는 가열로(9)와, 상기 챔버 내의 열이 고정판으로 이동하는 것을 막아주는 열차폐 판(10)과 챔버 내의 밀폐를 위한 고정링(11)과 시험편의 온도를 직접적으로 측정하여 정확한 온도를 제어할 수 있는 장치로 구성되어 있으며, 보조장치로는 고정판(8)의 온도상승으로 인해 벨로우즈(6)의 손상을 방지하기 위한 냉각수 판(10)과 냉각수 순환장치 및 냉각펌프(33a,33b)를 교대로 가동시키는 장치와 진공 및 불활성 가스 주입장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a tester capable of creep testing a small test piece having a diameter of 2 mm or less, and specifically, the main body includes a fixed support (1) for supporting the test piece, nuts (2 and 3) for holding the test piece, and a load on the test piece. Split Collar (18) and Weight (5) to prevent damage to Pull Rod (4) and Bellows, which are applied, and Bellows to prevent leakage of inert gas ( 6), a chamber 7 for maintaining an inert gas atmosphere to prevent oxidation of the test piece, a fixed plate 8 for supporting the chamber, a heating furnace 9 for heating the test piece and the chamber, The heat shield plate 10 prevents the heat in the chamber from moving to the fixed plate, and the fixing ring 11 for sealing in the chamber and a device capable of controlling the exact temperature by directly measuring the temperature of the test piece. As an auxiliary device In order to prevent the damage of the bellows 6 due to the temperature rise of the fixed plate 8, a device for alternately operating the cooling water plate 10, the cooling water circulator and the cooling pumps 33a and 33b, and a vacuum and inert gas injection device. It is characterized by being configured.
Description
본 발명은 직경이 2mm 이하인 소형 시험편으로 크리프 시험을 수행할 수 있는 시험기에 관한 것으로서, 특히 불활성 가스 분위기인 챔버 내에서 소형 시험편을 가열시킴으로써 상기 시험편의 산화를 방지하여 그 표면에 산화피막이 발생되지 않도록 하는 장치와, 하중의 정확성을 높이기 위해 소형 시험편에 직접 하중을 부과하는 장치로 구성한 소형 시험편용 크리프 시험기에 관한 것이다.The present invention relates to a tester capable of performing a creep test with a small test piece having a diameter of 2 mm or less, and particularly, by heating the small test piece in a chamber in an inert gas atmosphere to prevent oxidation of the test piece so that an oxide film is not generated on the surface thereof. The present invention relates to a creep tester for a small test piece composed of a device for applying a load directly to a small test piece to increase the accuracy of the load.
고온, 고압에서 가동되는 석유화학 설비 및 발전 설비는 주로 장기간 사용함으로써 발생되는 크리프(Creep) 손상으로 인해 재질이 열화되고 수명이 단축되게 된다.Petrochemical and power plants operating at high temperatures and pressures are subject to degradation and shortened life due to creep damage caused by long-term use.
그러므로, 이러한 설비에서 수명의 단축을 정확하게 예측하지 못할 경우에는설비의 파손으로 인해 막대한 인적, 경제적 손실이 발생하게 되므로 일반적으로 크리프 손상을 예측하기 위한 비파괴적인 수명평가 방법이 적용되고 있으나, 정확성이 낮아 정확한 수명예측이 어려워진다.Therefore, in the case of not accurately predicting the shortening of the service life in such a facility, a huge human and economic loss is caused by the breakdown of the facility, so a nondestructive life assessment method for predicting creep damage is generally applied, but the accuracy is low. Accurate life expectancy becomes difficult.
따라서, 이러한 노후 설비의 잔여수명을 정확하게 예측하기 위한 파괴적인 수명평가 방법으로 크리프 파단시험이 주로 적용되고 있다.Therefore, the creep rupture test is mainly applied as a destructive life assessment method for accurately predicting the remaining life of such aged equipment.
이러한 파단시험에 사용되는 종래의 크리프 시험기는 도 1에 도시한 바와 같이, 챔버가 없이 대기중의 가열로(40) 내에서 직경이 약 8∼12mm인 시험편(50)을 장착하여 직접 시험편을 가열하였고, 또한 상기 시험편의 직경이 크므로 직접적으로 하중을 부과할 경우 무게추의 중량이 매우 무거워 지기 때문에 직접적인 하중 부과 방식이 아닌 지렛대의 원리를 이용한 레버(60)를 사용하여 하중을 레버의 비 만큼 적게 해주도록 하는 간접적인 하중부과 방식을 적용해왔다.Conventional creep tester used in this breaking test, as shown in Fig. 1, by mounting a test piece 50 of about 8 to 12mm in diameter in the heating furnace 40 in the air without a chamber to directly heat the test piece In addition, since the diameter of the test piece is large, the weight of the weight becomes very heavy when the load is directly applied, so that the load is applied by the lever 60 using the lever 60 rather than the direct loading method. Indirect loading methods have been applied to reduce the load.
그런데, 종래의 시험기는 직경이 큰 시험편 만을 대상으로 하여 고온의 대기 중에서 실험할 수 있었으나, 직경이 3mm 이하의 작은 시험편을 고온의 대기 중에서 실험할 경우 크리프 시험의 특성상 고온에서 장기간 유지되어야 하기 때문에 상기 시험편의 표면에서 두꺼운 산화피막이 발생되게 된다.By the way, the conventional tester was able to test in a high temperature atmosphere only for test pieces of large diameter, but when the test piece of a diameter of less than 3mm in a high temperature atmosphere must be maintained for a long time at a high temperature due to the characteristics of the creep test A thick oxide film will be generated on the surface of the specimen.
이러한 산화피막으로 인해 생성된 상기 산화피막의 두께만큼 시험편의 단면적이 감소하기 때문에 시험편에 부과되는 하중(응력)이 증가하게 되어 직경이 큰 시험편에 비해 약 30∼50% 정도 파단시간이 짧아지게 됨으로써 이에 따라 실험결과의 오차가 매우 커진다고 할 수 있다.Since the cross-sectional area of the test piece is reduced by the thickness of the oxide film produced by the oxide film, the load (stress) applied to the test piece is increased, and the break time is shortened by about 30 to 50% compared to the test piece having a large diameter. Accordingly, it can be said that the error of the experimental result becomes very large.
즉, 부과되는 하중에 대한 오차가 커서 실험결과에 대한 신뢰성을 보장하기어려워 종래의 시험기로는 소형 시험편의 크리프 실험을 하지 못하고 있었다.In other words, it is difficult to ensure the reliability of the test results because the error of the load applied is large, the conventional tester was not able to creep the small test piece.
그 이유는 시험편의 직경이 큰 경우(8mm 이상)에는 표면에서 산화피막이 발생되더라도 단면적이 커서 산화피막에 의한 영향을 무시할 수 있으나, 단면적이 작은 소형 시험편에서는 약간의 산화피막이 발생되더라도 단면적 감소에 따라 시험에 미치는 영향이 매우 클 뿐만 아니라, 또한 종래는 간접하중 방식으로 시험기가 설계되어 있어 레버 암(Lever Arm) 비율에서 약간의 오차가 발생되더라도 단면적이 작은 시험편에 미치는 하중의 오차는 매우 크기 때문이다.The reason for this is that when the diameter of the specimen is large (8 mm or more), even if an oxide film is formed on the surface, the cross-sectional area is large, so that the influence of the oxide film can be neglected. In addition, the impact of the load on the test piece having a small cross-sectional area is very large, even if a slight error occurs in the lever arm ratio because the tester is conventionally designed by the indirect load method.
그러므로 시험편의 직경이 작아질수록 부과되는 하중이 정밀해야 하고 산화를 방지할 수 있는 환경 하에서만 크리프 실험이 가능하게 된다.Therefore, the smaller the diameter of the specimen, the more precise the load imposed and the creep test is possible only in an environment that can prevent oxidation.
상기한 크리프 시험을 수행하기 위해서는 사용중인 설비에서 샘플을 채취해야 하는데, 종래의 시험기에서 크리프 실험을 수행하기 위해서는 매우 큰 샘플을 채취해야 하므로, 샘플채취 후 보수용접 등에 소요되는 많은 비용과 기술적인 어려움으로 인해 샘플을 채취하지 못하고 있어 사용중인 설비의 크리프 수명을 평가하는데 많은 어려움을 가지고 있다.In order to perform the creep test, a sample must be taken from a facility in use. However, in order to perform a creep test in a conventional tester, a very large sample must be taken. Because of this, samples cannot be taken and there are many difficulties in estimating the creep life of the equipment in use.
그러므로 보수 용접이 필요 없는 매우 작은 샘플을 채취하여 소형 시험편으로 제작한 후, 이 시험편으로 시험이 가능한 크리프 시험기가 있다면 매우 쉽게 크리프 잔여수명의 예측이 가능하게 된다.Therefore, if a creep tester can be used to take very small samples that do not require repair welding, and then make them into small specimens, it will be very easy to predict creep remaining life.
그런데, 소형 시험편은 고온에서 상기 시험편의 표면에 발생되는 산화피막 등의 문제로 인해 대기 중에서는 시험할 수 없는 단점이 있기 때문에, 상기 시험편의 산화를 방지할 수 있는 불활성 가스나 진공 분위기 내에서 실험을 하거나, 시험편에 직접 하중을 부과한다면 소형 시험편에서도 크리프 시험이 가능하게 된다.However, since the small test piece has a disadvantage in that it cannot be tested in the air due to problems such as an oxide film generated on the surface of the test piece at a high temperature, the test piece is tested in an inert gas or vacuum atmosphere which can prevent oxidation of the test piece. Creep test is also possible on small specimens, or by applying a direct load on the specimen.
따라서, 본 발명은 이러한 상기 목적을 달성하기 위하여 불활성 가스 분위기인 챔버 내에서 소형 시험편을 가열시킴으로써 상기 시험편의 산화를 방지할 수 있도록 하였고, 시험편에 하중을 직접 부과하도록 함으로써 하중의 정확성을 높인 소형 시험편용 크리프 시험기를 구성하였다.Therefore, in order to achieve the above object, the present invention can prevent oxidation of the test piece by heating the small test piece in a chamber which is an inert gas atmosphere, and increase the accuracy of the load by directly applying the load to the test piece. A creep tester was configured.
도 1은 종래 크리프 시험기의 개략도,1 is a schematic diagram of a conventional creep tester,
도 2는 본 발명에 따른 소형 시험편 크리프 시험기의 정면도,2 is a front view of a small test piece creep tester according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 소형 시험편 크리프 시험기의 측면도,3 is a side view of a small test piece creep tester according to the present invention;
도 4는 벨로우즈의 손상 방지용 분할 콜러의 평면 및 측면도,4 is a plan view and a side view of the split collar for preventing damage to the bellows;
도 5는 벨로우즈 및 고정판의 과열을 방지하기 위한 열차폐 판의 평면 및 측면도,5 is a plan view and a side view of a heat shield plate for preventing overheating of the bellows and the holding plate;
도 6은 시험편의 온도를 제어하는 장치의 개략도,6 is a schematic diagram of an apparatus for controlling the temperature of a test piece,
도 7은 냉각수를 순환시키는 장치의 개략도.7 is a schematic diagram of an apparatus for circulating cooling water.
(도면부호의 설명)(Explanation of drawing)
1...고정지지대, 2...상부 너트,1 ... fixing support, 2 ... upper nut,
3...하부 너트, 4...풀 로드,3 ... lower nut, 4 ... full rod,
5...무게추, 6...벨로우즈(Bellows),5 ... weight, 6 ... Bellows,
7...챔버, 8...고정판,7 chamber, 8 fixed plate,
9...가열로, 10...열차폐판,9 ... heating furnaces, 10 ... heat shields,
11...고정링, 12...냉각수 판,11, retaining ring, 12, coolant plate,
13...시험편, 14...가스입구,13 test piece, 14 gas inlet,
15...진공출구, 16...콜러(Collar),15 ... vacuum exit, 16 ... Collar,
17a,17b...커플링, 18...분할 콜러,17a, 17b ... coupling, 18 ... split caller,
19,20...관통구멍, 21...진공용 커버,19, 20 through hole, 21 ... vacuum cover,
22...고정 너트, 23...분할 고정링,22 fixing nut, 23 split ring,
24...선형게이지 판, 25...차단 스위치,24 ... linear gauge plate, 25 ...
26...무게추 판, 27...잭 가이드판,26 ... weight plate, 27 ... jack guide plate,
28...상부 단열커버, 29...하부 단열커버,28 ... upper insulation cover, 29 ... lower insulation cover,
30...체인, 31...근접 센서.30 ... chain, 31 ... proximity sensor.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 소형 시험편용 크리프 시험기의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail the configuration and operation of the small test piece creep tester according to the present invention.
도 2 및 도 3은 소형 시험편용 크리프 시험기를 도시한 것으로서 도시한 바와 같이, 전기가열로 (9) 내에 원통형 챔버(7)가 들어 있고, 이 챔버 내에 2개의 지지봉(1a)과 직사각형 판(1b)으로 이루어진 고정 지지대(1)가 설치되어 있다.2 and 3 show a creep tester for a small test piece, as shown therein, a cylindrical chamber 7 in the electric heating furnace 9, in which two support rods 1a and a rectangular plate 1b. The fixed support 1 which consists of) is provided.
상기 직사각형 판(1b)에 커플링(17a)을 연결하여 풀 로드(4)의 일단과 함께 소형 시험편(13)을 잡아주고 있으며, 하중을 부과하기 위한 무게추(5)와 상기 풀 로드의 타단이 선형게이지 판(24)을 사이에 두고 연결되어 있다.The coupling 17a is connected to the rectangular plate 1b to hold the small test piece 13 together with one end of the pull rod 4, and a weight 5 for applying a load and the other end of the pull rod. The linear gauge plate 24 is connected to each other.
상기 챔버(7) 내의 풀 로드(4)에는 시험편이 파단될 때 발생하는 상기 풀 로드의 강하로 인한 벨로우즈(6)의 손상 및 파손을 방지하기 위해 도 4에 도시한 바와 같이, 분할 콜러(18)가 상기 풀 로드에 부착되어 있다.In the pull rod 4 in the chamber 7, a split collar 18 as shown in FIG. 4 to prevent damage and breakage of the bellows 6 due to the drop of the pull rod generated when the test piece is broken. ) Is attached to the pull rod.
그리고, 챔버(7)를 받쳐주고 있는 스테인레스 고정판(8)의 과열을 방지하고, 상기 챔버 내의 온도분포를 균일하게 유지시키기 위해 도 5에 도시한 바와 같이,열차폐 판(10)이 2개의 지지봉(1a)을 삽입하여 부착되어 있고, 또한 상기 스테인레스 고정판을 냉각시키기 위해 도 2에 도시한 바와 같이, 냉각수 판(12)이 부착되어 있으며, 상기 냉각수 판 아래에 시험편이 크리프 변형할 때 챔버(7) 내의 밀폐를 유지하기 위한 벨로우즈(6)가 설치되어 있다.And, in order to prevent overheating of the stainless fixing plate 8 supporting the chamber 7 and to maintain the temperature distribution in the chamber uniformly, as shown in FIG. 5, the heat shield plate 10 has two supporting rods. (1a) is inserted and attached, and as shown in FIG. 2 to cool the stainless fixed plate, a coolant plate 12 is attached, and when the test piece creep-deforms under the coolant plate, the chamber 7 The bellows 6 for maintaining the airtight inside is provided.
도 6은 소형 시험편의 온도를 직접 측정함으로써 상기 시험편의 온도를 정확하게 조정할 수 있는 온도 측정장치를 도시한 것으로서, 소형 시험편용 크리프 시험기는 상기 시험편의 산화를 방지해야 하기 때문에 소형 시험편을 불활성 가스가 들어있는 챔버(7) 내에 두며, 가열은 상기 챔버 밖에서 가열하는 간접가열 방식이므로 외부에서 가열할 때 열원과 시험편까지의 거리가 멀어 상기 시험편이 가열되는 시간이 길어지므로 온도를 제어하는데 많은 어려움이 있을 뿐만 아니라, 시험온도 영역 부근에서는 챔버(7) 내의 잠열로 인해 시험온도를 초과하여 시험편을 과열시키는 문제가 발생하게 된다.FIG. 6 illustrates a temperature measuring device capable of accurately adjusting the temperature of the test piece by directly measuring the temperature of the test piece. Since the creep tester for the small test piece must prevent oxidation of the test piece, the small test piece contains an inert gas. Placed in the chamber (7), the heating is an indirect heating method for heating outside the chamber, so when the heating from the outside, the distance between the heat source and the test piece is long, so that the time for the test piece is heated, there is a lot of difficulty in controlling the temperature However, in the vicinity of the test temperature region, a problem of overheating the test piece due to the latent heat in the chamber 7 exceeds the test temperature.
따라서, 이러한 단점을 보완하여 시험편의 온도를 정확하게 유지하고 작동을 편리하게 하기 위해서 도 6에 도시한 바와 같이, 시험초기의 온도상승은 외부 가열로(9)에 부착된 외부 열전대(32)로 조정하게 하고, 시험온도 부근의 일정한 온도에 도달하였을 때는 시험편 부근에 놓여있는 2개의 내부 열전대(32a,32b)로 온도를 조절하도록 함으로써 외부의 온도변화와 무관하게 시험편의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 해줄 수 있게 된다.Therefore, in order to compensate for these disadvantages and to accurately maintain the temperature of the test piece and to facilitate the operation, as shown in FIG. 6, the temperature rise of the initial test is adjusted by an external thermocouple 32 attached to the external heating furnace 9. When the temperature reaches a constant temperature near the test temperature, the temperature is controlled by two internal thermocouples 32a and 32b located near the test piece so that the temperature of the test piece can be kept constant regardless of the external temperature change. It becomes possible.
도 7은 냉각펌프(33a,33b) 2대를 병렬로 연결하여 교대로 가동시키는 장치를 도시한 것으로서, 고온에서 장기간 유지되어야 하는 크리프 시험의 특성상 열의 전도로 인한 시험장비의 과열이 발생되므로 시험기간 중에는 계속하여 냉각수를 순환시켜야 한다.FIG. 7 illustrates an apparatus for alternately operating two cooling pumps 33a and 33b in parallel. The test period is caused by overheating of the test equipment due to heat conduction due to the characteristics of the creep test, which must be maintained at a high temperature for a long time. During this time, the cooling water must be circulated continuously.
하지만, 만일 냉각수 펌프(33a,33b)의 장기간 사용으로 인해 시험중에 상기 냉각수 펌프가 과열되어 고장이 나서 냉각수가 순환이 되지 않을 경우 스테인레스 고정판(8)이 과열될 뿐만 아니라, 그 아래에 있는 벨로우즈(6)에 손상을 입혀 장기간 동안 실험한 결과를 잃을 수가 있으므로 도 7에 도시한 바와 같이, 냉각수 펌프 (33a,33b) 2대를 병렬로 설치하여 타이머(34)를 이용해 10∼30분 간격으로 교대로상기 냉각수 펌프를 가동시킨다면 상기 펌프의 과열 및 장비의 심각한 손상을 방지할 수 있다.However, if the coolant pump overheats and fails during the test due to long-term use of the coolant pumps 33a and 33b, the stainless steel fixing plate 8 will not only be overheated, but also the bellows below it. 6) The results of the experiment for a long period of time may be lost. As shown in FIG. 7, two cooling water pumps 33a and 33b are installed in parallel and alternated at intervals of 10 to 30 minutes using a timer 34. Running the furnace water coolant pump can prevent overheating of the pump and serious damage to the equipment.
상기한 바와 같이 구성되는 시험기의 작동 및 사용방법은 다음과 같다.Operation and use of the tester configured as described above are as follows.
시험이 시작되기 전에 시험편의 외경과 표점거리의 측정이 필요한데, 외경은 시험편에 부과되는 하중의 계산에, 표점거리는 변형율의 계산에 사용된다.Before the test commences, measurement of the outer diameter and the gage distance of the test piece is required. The outer diameter is used to calculate the load imposed on the test piece and the gage distance is used to calculate the strain.
또한, 선형 게이지의 교정이 필요하며, 교정은 마이크로미터를 선형 게이지에 연결하여 각 변위의 값에 대응하는 전압을 최소 3회 이상 측정하여 변위와 전압과의 관계를 기록한다.In addition, a linear gauge needs to be calibrated. The calibration involves connecting a micrometer to the linear gauge and measuring at least three times the voltage corresponding to the value of each displacement to record the relationship between the displacement and the voltage.
이렇게 산출된 각각의 변위에 대한 전압의 평균치를 취하여 사용된 선형 게이지의 단위 길이에 대한 전압을 파악하며, 변형율은 전압으로부터 환산된 변위를 이용하여 계산한다.By taking the average value of the voltages for each displacement calculated in this way, the voltage for the unit length of the linear gauge used is identified, and the strain is calculated using the displacement converted from the voltage.
시험편은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 커플링(17a)과 풀 로드(4)의 일단에 고정된 상부 너트(2)와 하부 너트(3) 사이에 삽입되며, 벨로우즈(6) 및 고정판(8)으로의 열유동을 막기위한 열차폐 판(10)은 가스입구(14)와 진공 출구(15) 및 지지봉(1a)을 관통하도록 구멍이 뚫려 있고, 상기 지지봉에 고정된 열차폐 판 지지용 콜러(16) 위에 올려진다.2 and 3, the test piece is inserted between the upper nut 2 and the lower nut 3 fixed to the coupling 17a and one end of the pull rod 4, and the bellows 6 and The heat shield plate 10 for preventing heat flow to the fixed plate 8 is perforated to penetrate through the gas inlet 14, the vacuum outlet 15, and the support rod 1a, and the heat shield plate fixed to the support rod. It is mounted on the support collar 16.
하부 너트(3)에 풀 로드(4)를 위치시키고 고정판(8) 아래쪽에서 상기 풀 로드에 벨로우즈(6)를 끼운 후 상기 고정판의 하단부에 커플링(17b)을 나사로 밀착시킴으로써 상기 벨로우즈가 고정되며, 상기 봉의 중간에 위치한 홈에 상기 벨로우즈의 파손방지를 위한 분할 콜러(18)를 고정시킨다.The bellows is fixed by placing the pull rod 4 on the lower nut 3 and inserting the bellows 6 on the pull rod below the fixing plate 8 and then screwing the coupling 17b to the lower end of the fixing plate. Fixing the split collar 18 for preventing the bellows breakage in the groove located in the middle of the rod.
온도 측정을 위한 열전대(32a)는 도 2의 스테인레스 고정판(8)에 위치되어 있는 관통된 구멍(19)을 통하여 시험편 게이지 렌스(Guage Length)의 중앙에 접촉시키며, 온도조절을 위한 열전대(32b)는 구멍(20)을 통하여 시험편 근처에 놓여진다.The thermocouple 32a for temperature measurement is brought into contact with the center of the specimen gauge lance through a through hole 19 located in the stainless fixing plate 8 of FIG. 2, and the thermocouple 32b for temperature control. Is placed near the specimen through the hole 20.
상기 열전대가 설치되면 챔버(7)를 닫고 이 챔버와 고정판(8) 사이에 테프론으로 만든 진공용 커버(21)에 진공용 그리이스(grease)를 바른 후 압착시키고, 고정링(11)을 이용하여 챔버(7)를 상기 고정판에 고정시킨다.When the thermocouple is installed, the chamber 7 is closed and a vacuum grease is applied to the vacuum cover 21 made of Teflon between the chamber and the fixed plate 8 and then compressed. The chamber 7 is fixed to the fixing plate.
벨로우즈(6)는 인장력과 압축력이 작용하지 않는 평형상태에서 고정 너트(22)를 이용하여 풀 로드(4)에 고정시킨다.The bellows 6 is fixed to the pull rod 4 using the fixing nut 22 in an equilibrium state in which tension and compression forces do not act.
이때, 진공 혹은 가스 주입에 의한 압력으로 벨로우즈(6)가 풀 로드(4)를 따라 미끄러지는 것을 방지하기 위하여 분할 고정링(23)을 이용하여 상기 풀 로드와 고정너트(22)에 고정하며, 상기 벨로우즈 하부에는 선형 게이지 판(24)을 고정시키고 게이지의 선단을 상기 판 위에 위치시킨다.At this time, the bellows 6 is fixed to the pull rod and the fixing nut 22 by using a split fixing ring 23 to prevent the bellows 6 from slipping along the pull rod 4 by the pressure of vacuum or gas injection. A linear gauge plate 24 is fixed below the bellows and the tip of the gauge is positioned above the plate.
차단 스위치(25)의 팔은 무게추 판(26)의 면으로부터 5∼6mm 간격을 두고 설치하고, 잭 가이드판(27)과 상기 무게추 판의 면 사이의 간격은 챔버(7) 내의 분할 콜러(18)와 고정판(8)의 간격보다는 작게 유지하여, 시험편이 파단할 때 충격이 분할 콜러(18)에 작용하지 않도록 하며, 벨로우즈(6)의 최대 연신량을 넘지 않게 함으로써 상기 벨로우즈의 손상을 방지하도록 한다.The arm of the disconnect switch 25 is installed at a distance of 5 to 6 mm from the surface of the weight plate 26, and the distance between the jack guide plate 27 and the surface of the weight plate is divided into the collars in the chamber 7. It is kept smaller than the distance between the 18 and the fixed plate 8 so that the impact does not act on the split collar 18 when the test piece breaks, and the damage of the bellows is prevented by not exceeding the maximum stretching amount of the bellows 6. Prevent it.
시험편의 설치 및 제반 사항이 끝나면 가열로를 닫고 챔버(7)의 상부와 하부에 단열커버(28,29)를 놓아 방열을 방지시킨다. 시험초기에는 가열로(9)에 부착된 열전대(32)에서 입력된 온도를 조절하고, 시험온도 부근에서는 챔버(7) 내의 시험편 부근에 설치된 열전대(32a,32b)에서 입력된 온도를 조정함으로써 시험편의 온도를 항상 일정하게 유지시킬 수 있도록 한다. 시험중 시험편의 온도는 최소 ±1.5℃ 이내에서 균일하게 유지되도록 조정해야 한다.When the test piece is installed and finished, close the furnace and place heat insulation covers (28,29) on the top and bottom of the chamber (7) to prevent heat dissipation. At the beginning of the test, the test piece is adjusted by adjusting the temperature input from the thermocouple 32 attached to the heating furnace 9, and the temperature input from the thermocouples 32a and 32b provided near the test piece in the chamber 7 near the test temperature. Keep the temperature constant at all times. The temperature of the specimen during the test shall be adjusted to remain uniform within a minimum of ± 1.5 ° C.
챔버(7) 내의 열이 벨로우즈(6) 및 고정판(8)으로의 이동을 막기 위해 냉각수를 순환시키며, 냉각수는 냉각수 출구, 냉각 팬, 물탱크, 순환펌프, 입구(Inlet)의 순으로 순환된다.Heat in the chamber 7 circulates the coolant to prevent movement to the bellows 6 and the stationary plate 8, and the coolant is circulated in the order of the coolant outlet, the cooling fan, the water tank, the circulating pump, and the inlet. .
가열되는 과정에서 시험편 및 시험편 고정용 너트의 나사산이 과열에 의해 달라붙는(Seizing) 것을 방지하기 위해 사용되는 고온 그리이스는 대기중에서 함유하고 있는 수분에 의해 가열중에 가스가 발생된다.The hot grease, which is used to prevent seizure of the threads of the specimen and the specimen holding nut during heating, is generated during heating by moisture contained in the atmosphere.
이때, 진공펌프를 작동시켜 가스를 배출시키고 동시에 아르곤 가스를 주입한다. 상기 진공펌프는 10분 간격으로 작동시키고 가열로에 부착된 주 온도조절기의 온도가 희망온도에 도달하면 진공펌프를 정지시키고, 아르곤 가스에 의한 챔버 내부압력이 0.1㎏f/㎠로 유지되도록 한 후 밸브를 잠그고 가스 주입을 정지한다.At this time, the vacuum pump is operated to discharge the gas and at the same time inject argon gas. The vacuum pump was operated at 10 minute intervals and the vacuum pump was stopped when the temperature of the main temperature controller attached to the furnace reached the desired temperature, and the internal pressure of the chamber by argon gas was maintained at 0.1 kgf / cm 2. Shut off the valve and stop the gas injection.
시험중에 내부압력이 0.1㎏f/㎠로 떨어질 경우는 가스 밸브를 열어 압력을 맞춘 후 밸브를 잠근다. 이 상태에서 주 온도조절기의 전원을 끄고 시험편의 온도조절을 위한 온도조절기를 작동시켜 시험온도에 도달하도록 하고, 챔버 내의 온도가 ±1.5℃ 이내에서 유지되는 것을 확인한 후 하중을 부과함으로써 시험을 시작하게 된다.If the internal pressure drops to 0.1㎏f / ㎠ during the test, open the gas valve to adjust the pressure and close the valve. In this state, turn off the power of the main thermostat, operate the thermostat for controlling the temperature of the test piece to reach the test temperature, and confirm that the temperature in the chamber is maintained within ± 1.5 ° C. do.
하중은 원하는 시험응력에 시험편의 단면적을 곱하여 계산한 후 그 무게만큼 무게추 판(26)에 무게추(5)를 올려 놓는다. 이때 시험편의 하부에 위치되는 너트(3), 봉(4), 분할 콜러(18), 선형 게이지판(24), 체인(30), 무게추 판(26)의 무게를 더한 값만큼 무게추(5)에서 빼주어야 한다.The load is calculated by multiplying the cross-sectional area of the specimen by the desired test stress and then placing the weight (5) on the weight plate (26) by the weight. At this time, the weight of the nut 3, the rod 4, the split collar 18, the linear gauge plate 24, the chain 30, and the weight plate 26, which are located at the lower part of the test piece, are added to the weight ( 5) should be subtracted.
무게추 판(26)의 떨림이 없어지면 바로 변형율 측정기를 영점 조정하고 자동 버튼과 시험 버튼을 누르면 시험이 시작된다. 시험이 진행됨에 따라 재료는 고온에서 작용되는 하중에 의해 늘어난다. 이에 따라 무게추 판(26)도 내려가고 잭 가이드 판(27)에 설치된 근접센서(31)의 작동에 의해 늘어난 길이만큼 상기 잭 가이드 판이 아래로 이동하여 일정거리를 유지하도록 한다.As soon as the weight of the weight plate 26 is eliminated, the strain gauge is zeroed and the test is started by pressing the automatic button and the test button. As the test proceeds, the material is stretched by the load applied at high temperatures. Accordingly, the weight plate 26 is also lowered and the jack guide plate is moved downward by a length increased by the operation of the proximity sensor 31 installed in the jack guide plate 27 to maintain a certain distance.
시험편이 최종 파단되면 무게추 판(26)은 차단 스위치(25)의 팔을 치며 잭 가이드 판(27)에 접촉된다. 스위치의 작동으로 가열로(9)는 자동 정지되고 시험이 종료된다. 시험으로부터 얻어지는 결과는 최종 파단시간과 시험시간에 따른 변형율의 변화거동이다. 이때 변형율은 각 시점의 연신량을 표점거리로 나눈 값으로부터 얻어진다.When the test piece is finally broken, the weight plate 26 hits the arm of the disconnect switch 25 and contacts the jack guide plate 27. By operation of the switch the furnace 9 is automatically stopped and the test is terminated. The result obtained from the test is the change in strain rate with final breaking time and test time. The strain is obtained from the value obtained by dividing the amount of stretching at each time point by the gage distance.
이상과 같이, 본 발명의 소형 시험편 크리프 시험기는 고온의 대기중에서 시험하므로 직경 8mm 이하의 시험편에서는 실험을 수행할 수 없는 종래의 시험기와는 달리 시험편의 산화를 방지할 수 있는 불활성 가스 분위기 내에서 시험을 수행하므로 산화에 의한 시험편의 단면적 감소를 방지할 수 있어 직경이 1mm 이하까지의 시험편도 시험할 수 있고, 시험편의 온도를 정확하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라 직접하중 방식에 의해 정확한 하중을 부과할 수 있어 시험의 신뢰성을 높일 수 있다.As described above, since the small test piece creep tester of the present invention tests in a high temperature atmosphere, the test piece is tested in an inert gas atmosphere that can prevent oxidation of the test piece, unlike a conventional tester, which cannot perform the test on a test piece having a diameter of 8 mm or less. Because it prevents the reduction of the cross-sectional area of the test piece by oxidation, it is possible to test the test piece up to 1mm in diameter, to maintain the temperature of the test piece accurately and to impose the exact load by the direct load method. The reliability of the test can be improved.
또한, 챔버 내를 벨로우즈와 O-링으로 밀폐시킴으로써 불활성 가스의 소모를 줄일 수 있어 경제적이고, 냉각수 펌프의 고장으로 인한 스테인레스 고정판이나 벨로우즈의 손상 등을 방지할 수 있어 안전성이 높다.In addition, by sealing the inside of the chamber with a bellows and an O-ring can reduce the consumption of inert gas is economical, it is possible to prevent damage to the stainless steel fixed plate or bellows due to failure of the cooling water pump is high safety.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990009429A KR100306680B1 (en) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | Creep tester for small specimen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990009429A KR100306680B1 (en) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | Creep tester for small specimen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000060809A KR20000060809A (en) | 2000-10-16 |
| KR100306680B1 true KR100306680B1 (en) | 2001-09-24 |
Family
ID=19577100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990009429A KR100306680B1 (en) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | Creep tester for small specimen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100306680B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101207753B1 (en) | 2010-12-28 | 2012-12-03 | 주식회사 포스코 | Crack arrest toughness measuring apparatus and method for welding part |
| WO2019083163A1 (en) * | 2017-10-26 | 2019-05-02 | 안동대학교 산학협력단 | Small-punch test apparatus capable of quantitatively evaluating material embrittlement behavior under various gaseous hydrogen environments |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100903165B1 (en) * | 2007-05-23 | 2009-06-17 | 재단법인 에프아이티아이시험연구원 | A tensile creep tester |
| KR101277930B1 (en) * | 2011-09-28 | 2013-06-27 | 현대제철 주식회사 | Rotary bending fatigue tester |
| CN107941362B (en) * | 2017-12-28 | 2023-12-12 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | Point distribution tool for thermal vacuum test |
| CN109883854A (en) * | 2019-03-22 | 2019-06-14 | 华侨大学 | A kind of device and method for testing ess-strain under sample to be tested high temperature |
| CN110231224B (en) * | 2019-06-26 | 2023-10-27 | 南京航空航天大学 | Device and method for testing residual tensile strength of ceramic fiber after uniform oxidation |
| CN114166884A (en) * | 2021-11-26 | 2022-03-11 | 中国航发北京航科发动机控制系统科技有限公司 | Thermal deformation performance testing system for aviation temperature sensitive element |
| CN114608979A (en) * | 2022-03-22 | 2022-06-10 | 西南交通大学 | Bending-torsion composite high-temperature fretting fatigue test device |
| CN117250144B (en) * | 2023-09-19 | 2024-04-16 | 南京工业大学 | Atmosphere-controllable high-temperature molten salt corrosion-thermal-mechanical fatigue test device and method |
-
1999
- 1999-03-19 KR KR1019990009429A patent/KR100306680B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101207753B1 (en) | 2010-12-28 | 2012-12-03 | 주식회사 포스코 | Crack arrest toughness measuring apparatus and method for welding part |
| WO2019083163A1 (en) * | 2017-10-26 | 2019-05-02 | 안동대학교 산학협력단 | Small-punch test apparatus capable of quantitatively evaluating material embrittlement behavior under various gaseous hydrogen environments |
| KR20190046408A (en) * | 2017-10-26 | 2019-05-07 | 안동대학교 산학협력단 | Small Punch Test Apparatus Capable of Quantitatively Evaluating Materials Embrittlement Behaviors under Various Gas Hydrogen Environments |
| KR102044375B1 (en) | 2017-10-26 | 2019-11-13 | 안동대학교 산학협력단 | Small Punch Test Apparatus Capable of Quantitatively Evaluating Materials Embrittlement Behaviors under Various Gas Hydrogen Environments |
| US11156535B2 (en) | 2017-10-26 | 2021-10-26 | Andong National University Industry-Academic Cooperation Foundation | Small-punch test apparatus for quantitatively evaluating material embrittlement behavior under various gaseous hydrogen environments |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000060809A (en) | 2000-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100306680B1 (en) | Creep tester for small specimen | |
| CN109520857B (en) | High-flux small sample creep and creep crack propagation test device and using method thereof | |
| CN110132750B (en) | Indentation testing device and testing method | |
| JP7054433B2 (en) | Material test equipment and material test method | |
| US2375034A (en) | Apparatus for high temperature tensile testing of materials | |
| KR101417609B1 (en) | Centering unit and fracture toughness testing apparatus having thereof | |
| US5209568A (en) | Machine for monitoring the characteristics of materials exhibiting a phase transformation, reversible or otherwise | |
| US2375032A (en) | Tensile strength testing apparatus | |
| CN110333145B (en) | High-temperature bulging test device and method for miniature sample | |
| CN107505213B (en) | Novel small punch test device and test method thereof | |
| CN108398336B (en) | Method for obtaining fracture of high-temperature tensile sample | |
| US2375033A (en) | Hardness testing apparatus | |
| KR102164075B1 (en) | Warm test apparatus | |
| CN114002083A (en) | High-temperature static-load creep testing machine for metal rubber component and working method of high-temperature static-load creep testing machine | |
| CN112098468B (en) | Experimental method and experimental device for liquid nitrogen soaking pressure resistance of high-temperature superconducting strip | |
| JP5355832B1 (en) | Method for predicting the remaining creep life of a product having a bainite structure, and a method for creating a calibration curve used in this prediction method | |
| KR20010103352A (en) | Small punch-creep tester and evaluating method of creep characteristics for high temperature structural components | |
| CN209910988U (en) | ECR ion source metal furnace testing device | |
| US3234778A (en) | Dilatometer for heated specimens under external stress | |
| US5708224A (en) | Method and apparatus for testing resin to determine age | |
| CN219224434U (en) | Under-load multi-sample refractory material load soft creep test furnace | |
| CN113777127B (en) | Instrument and method for measuring high-temperature thermal expansion of concrete | |
| KR100284615B1 (en) | Mold Heat Checking Device | |
| US11388786B2 (en) | Induction heating device | |
| CN209460021U (en) | Test the fatigue tester of components fracture characteristic under the effect of different alternate stresses |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090803 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |