RU1772693C - Способ испытани материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области теплотехнических исследований. Цель - повышение достоверности и производительности при испытании системы материал трубы - слабоагресс вный теплоноситель. Способ испытани  совместимости материалов заключаетс  в том, что емкость вакуумируют, частично заполн ют коррозионной средой, часть емкости с жидким теплоносителем нагревают , другую часть охлаждают, образцы выдерживают в коррозионной среде заданное врем  и определ ют параметр, по которому суд т о скорости коррозии. При этом используют по крайней мере два образца, подвешивают образцы натокоподводахтак, что поверхность частично омываетс  теплоносителем , внутреннюю поверхность емкости и токоподводы покрывают не взаимодействующим с теплоносителем материалом , а в качестве параметра выбирают величину пол ризационного сопротивлени  жидкого теплоносител . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к теплотехнике, в частности, к технологии изготовлени  тепловых труб, и может быть использовано дл  выбора совместимых пар материал тепловой трубы - теплоноситель.

Известен способ определени  совместимости материала корпуса тепловой трубы и теплоносител , включающий вакуумирование полости тепловой трубы, заполнение теплоносителем, нагрев одного конца тепловой трубы посто нным тепловым потоком, охлаждение другого конца, разрезание корпуса и излучение продуктов взаимодействи  теплоносител  с материалом корпуса трубы, по виду и количеству которых суд т о коррозионном процессе.

Недостаток способа - необходимость разрезани  корпуса, длительность испытани  в св зи с .необходимостью накоплени 

ощутимого количества продуктов коррозии, корпус тепловой трубы используют лишь один раз, отсутствуют количественные соотношени .

Известен также способ ресурсных испытаний , включающий вакуумирование по-, лости тепловой трубы, заполнение теплоносителем, нагрев одного конца трубы посто нным тепловым потоком, охлаждение другого конца и периодическое измерение перепада температуры по длине тепловой трубы, по изменению которого суд т о наличии и интенсивности коррозионного процесса.

Данный способ уже не требует разрушени  тепловой трубы, но также длительный, т.к. дл  получени  надежного заключени  о совместимости конструкционного материала тепловой трубы с теплоносителем необю

ходимо испытывать устройство в течение времени, не менее номинального времени его эксплуатации, корпус тепловой трубы также используют только один раз (одна пара; материал корпуса - теплоноситель), отсутствуют количественные соотношени ,

В качестве прототипа выбран способ коррозионных испытаний полых образцов, включающий вакуумирование полости образца , заполнение части полости образца жидкостью, нагрев одного конца образца посто нным тепловым потоком, охлаждение другого конца при посто нной температуре . Применение данного способа позвол ет сократить врем  испытаний за счет использовани  имеющегос  количественного соотношени , расчет массы некон- денсирующегос  газа производ т с использованием данных периодических измерений температуры пара в образце.

К недостаткам способа относ тс  ис- пользован е только одного конструкционного материала в одном корпусе дл  коррозионных испытаний, невысока  скорость испытаний, требуетс  больша  временна  наработка дл  по влени  ощутимых изменений температуры пара, поскольку последн   малочувствительна к изменению распределени  температуры по корпусу с охлаждаемой стороны образца из-за термо- стабилизирующих свойств испарительно- конденсационных систем, к которым относитс  используемый в способе образец .

Цель предлагаемого изобретени  - повышение достоверности и производительности при испытании системы материал трубы - слабоагрессивный теплоноситель.

Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в способе коррозионных испытаний полых образцов, включающем ваккуми- рованиеполости образца, заполнение части полости образца жидкостью, нагрев одного конца образца посто нным тепловым потоком , охлаждение другого конца при посто нной температуре, предусмотрены следующие отличи :

а)примен ют в качестве посто нно используемой при испытани х емкость, покрытую изнутри инертным материалом/из инертного материала, в которой подвешивают на покрытых невзаимодействующем с теплоносителем материалом электродах по крайней мере два образца из испытываемого конструкционного материала;

б)измер ют пол ризационное сопротивление жидкого теплоносител  на образцах в процессе нагрева - охлаждени  противоположных сторон корпуса.

Сущность предлагаемого способа по сн етс  чертежом. На чертеже показан корпус 1, покрытый изнутри инертным материалом 2, в котором подвешены образцы 3 из испытываемых материалов на токо- подводах 4, поверхность которых изолирована невзаимодействующим с теплоносителем материалом 5. Крышка 6, покрыта  инертным материалом 7 в месте

контактировани  с паром жидкости, с выведенными на нее через изолирующие вставки 8 токоподводами 4, соединена с корпусом 1 с образованием герметичного соединени  посредством прокладки 9. В

нижней части корпуса находитс  нагреватель 10, теплоизолированный при помощи материала с низким коэффициентом теплопроводности 11. В крышку 6 вварена герметична , покрыта  изолирующим инертным

материалом 13 гильза 12, в которой размещаетс  термопара 14 дл  измерени  температуры , соедин ема  с измерителем термоЭДС 15. Токоподводы 4 соединены с измерителем пол ризационного сопротивлени  16. В корпусе 1 находитс  жидкость (теплоноситель) 17. Крышка корпуса снабжена заправочным штенгелем 18,

При реализации способа устанавливают образцы 3 из испытываемого материала

и через заправочный штенгель 18 заполн ют часть объема корпуса 1 жидкостью (теплоносителем ), совместимость которой с данным материалом изучают, Подвод т посто нный тепловой поток Q посредством

включени  нагревател  10. При этом теплоноситель испар етс , а затем конденсируетс  на внутренних поверхност х корпуса 1, крышки 6 и стекает вниз, омыва  образцы 3, контроль рабочей температуры ведут при

помощи термопары, установленной в гильзе 12. В случае протекани  коррозионного процесса происходит изменение пол ризационного сопротивлени  теплоносител  17 между образцами 3, которое измер ют при

помощи измерител  пол ризационного сопротивлени  16. Скорость коррозии определ ют по значени м величины пол ризационого сопротивлени , полученным при конкретных услови х испытани :

марка конструкционного материала, тип жидкости (теплоносител ), температура:

где V - скорость коррозии, А/см2; К - коэффициент пересчета, mV; Rn - пол ризационное сопротивление, Ом; S - суммарна  {со всех сторон) площадь образцов , см2.

Рассмотрим проведение испытани  6 образцов из нержавеющей стали 12Х18Н10Т и 6 образцов из меди М1. Образцы имели размеры: диаметр 14 мм, высота 20 мм. Размеры рабочей емкости: наружный диаметр 53 мм, толщина стенки 1,5 мм, высота 80 мм. Объем теплоносител  - 25 см (дистилированна  деаэрированна  вода с водородным показателем рН 6,85).

После установки образцов в камеру к нагревателю подводилась стабилизированна  нагрузка. Охлаждение верхней части камеры осуществл лось за счет естественной конвекции. Рабоча  температура поддерживалась в трех диапазонах, приведенных ниже в таблице. Периодически производились измерени  пол ризационного сопротивлени  теплоносител  Rn при помощи прибора Р5035 и рассчитывались скорости коррозии V.

Анализ результатов испытаний позвол ет сделать вывод о совместимости пары медь-вода (низкие величины скорости коррозии , практически не завис щие от температуры и времени испытаний) и несовместимости пары нержавеюща  сталь-вода (существенные величины скорости коррозии, завис щие от температуры и времени).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ испытани  материалов, по которому используют емкость, вакуумируют ее, частично заполн ют коррозионной средой, часть емкости с жидким теплоносителем нагревают , другую ее часть охлаждают, образцы выдерживают в коррозионной среде заданное врем  и определ ют параметр, по которому суд т о скорости коррозии, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности и производительности при

   испытании системы материал трубы - слабоагрессивный теплоноситель, используют по крайней мере два образца, подвешивают образцы на токоподводах таким образом, что их поверхность частично

   омывает жидкий теплоноситель, внутреннюю поверхность емкости и токоподводы покрывают невзаимодействующим с теплоносителем материалом, а в качестве параметра , по которому суд т о скорости

   коррозии, выбирают величину пол ризационного сопротивлени  жидкого теплоносител , определ емого на образцах.

   /15

   Ы

   ШШ

   Д.И&а&&

   Г|