RU2224238C1

RU2224238C1 - Device establishing corrosion rate of carbon steel 10

Info

Publication number: RU2224238C1
Application number: RU2002116170/12A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Иванов; В.Г. Скворцов; В.И. Михайлов; В.Н. Орлов
Original assignee: Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я.Яковлева
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2004-02-20
Also published as: RU2002116170A

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: domestic washer with vertical-axial rotation of wring-out reservoir carrying balancing ring is employed to establish corrosion rate of carbon steel 10. Proposed device includes vessel and wring-out reservoir-drum mounted for rotation with reference to vertical axis which are components of mobile part of washer. Four supports-bracings with damping members are oriented in space vertically and are hinged to body and internal mobile part. Lower ends of supports- bracings are linked to internal mobile part above its center of gravity so that all points of internal mobile part move translationally with deviation from equilibrium position in vertical plane passing through supports-bracings and center of gravity of internal mobile part. Weight is suspended inside drum at height of 40.0 cm from bottom of drum by wire pulled through two holes made in wall of drum. Ring flute for free movement of tested specimens in the form of balls made of carbon steel 10 and occupying 1/6 part of internal space of balancing ring is installed in addition inside balancing ring. Part of space of ring is filled with 10% aqueous solution of ammonium chloride. EFFECT: improved functional reliability of device. 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройству для определения скорости коррозии углеродистой стали 10. The invention relates to a device for determining the corrosion rate of carbon steel 10.

Известно устройство для определения скорости коррозии металлов, содержащее катодный и анодный электроды с разделительной изолирующей прокладкой, образующие гальваническую пару, размещенную в агрессивной среде, и регистратор тока между электродами, анод может быть выполнен из углеродистой стали 17 Г1С, скорость коррозии которой определяется по величине гальванического тока и выражается в единицах силы тока (RU 2085906 С1, 27.07.1997). A device for determining the rate of corrosion of metals, containing cathode and anode electrodes with a separating insulating pad, forming a galvanic pair placed in an aggressive environment, and a current recorder between the electrodes, the anode can be made of carbon steel 17 G1C, the corrosion rate of which is determined by the magnitude of the galvanic current and is expressed in units of current strength (RU 2085906 C1, 07.27.1997).

В известном устройстве исследованию подвергался образец только из стали 17Г1С. In the known device, a sample of only 17G1S steel was examined.

В уровне техники не обнаружено решений, относящихся к исследованию образцов из углеродистой стали 10 с целью определения скорости коррозии именно этой марки стали. No solutions have been found in the prior art relating to the investigation of carbon steel samples 10 in order to determine the corrosion rate of this particular steel grade.

Задачей данного изобретения является создание устройства для определения скорости коррозии углеродистой стали 10. The objective of the invention is to provide a device for determining the corrosion rate of carbon steel 10.

Устройство для определения скорости коррозии углеродистой стали 10 содержит бак и установленный с возможностью вращения относительно вертикальной оси отжимной резервуар-барабан, входящие в состав внутренней подвижной части стиральной машины, балансировочное кольцо, установленное в верхней части барабана, четыре опоры-растяжки с демпфирующими элементами, которые ориентированы в пространстве вертикально и шарнирно соединены с корпусом и внутренней подвижной частью; нижний конец опор-растяжек соединен с внутренней подвижной частью выше ее центра тяжести так, что все точки внутренней подвижной части при отклонении от положения равновесия в вертикальной плоскости, проходящей через опоры-растяжки и центр тяжести внутренней подвижной части, движутся поступательно; внутри барабана на высоте 40 см от его дна на проволоке, протянутой через два отверстия, выполненных в стенке барабана, подвешен груз; внутри балансировочного кольца дополнительно установлен кольцевой желоб для свободного перемещения испытуемых образцов в виде шариков, изготовленных из углеродистой стали 10 и занимающих 1/6 часть внутренней полости балансировочного кольца, причем часть полости кольца заполнена 10%-ным водным раствором хлорида аммония. A device for determining the corrosion rate of carbon steel 10 includes a tank and a squeezing tank-drum mounted rotatably relative to the vertical axis, which are part of the inner movable part of the washing machine, a balancing ring installed in the upper part of the drum, four stretching supports with damping elements, which oriented vertically in space and pivotally connected to the body and the inner movable part; the lower end of the support-extensions is connected to the inner movable part above its center of gravity so that all points of the internal movable part, when deviating from the equilibrium position in the vertical plane passing through the support-extensions and the center of gravity of the internal movable part, move progressively; inside the drum at a height of 40 cm from its bottom, a load is suspended on a wire stretched through two holes made in the wall of the drum; inside the balancing ring an additional annular chute is installed for free movement of the test samples in the form of balls made of carbon steel 10 and occupying 1/6 of the internal cavity of the balancing ring, and part of the cavity of the ring is filled with a 10% aqueous solution of ammonium chloride.

На фиг 1 представлено предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 изображено автобалансировочное устройство с металлическими шариками из углеродистой стали 10, вид сверху, на фиг 4 - поперечный разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 изображено автобалансировочное устройство без металлических шариков, вид сверху; на фиг.6 - поперечный разрез В-В на фиг.5. In Fig 1 presents the proposed device, a top view; figure 2 is a cross section aa in fig. 1; figure 3 shows a self-balancing device with metal balls of carbon steel 10, a top view, figure 4 is a transverse section bB in figure 3; figure 5 shows an auto-balancing device without metal balls, top view; figure 6 is a transverse section bb in figure 5.

Устройство для определения скорости коррозии углеродистой стали 10 содержит расположенные в корпусе 1 бак 2, установленный с возможностью вращения относительно вертикальной оси барабан 4, балансировочное кольцо, входящее в состав автобалансировочного устройства 5 с корпусом 7 и крышкой 11, и четыре опоры-растяжки 3 с демпфирующими элементами; внутри барабана 4 на высоте 40 см от его дна на проволоке, протянутой через два отверстия, выполненных в стенке барабана, подвешен груз 6; внутри балансировочного кольца дополнительно установлен кольцевой желоб 9 для свободного перемещения испытуемых образцов в виде шариков 10, изготовленных из углеродистой стали 10, кольцо имеет радиальные перегородки 8 и заполнено жидкостью 12 (10%-ным водным раствором хлорида аммония). A device for determining the corrosion rate of carbon steel 10 contains a tank 2 located in the housing 1, a drum 4 mounted for rotation about a vertical axis, a balancing ring, which is part of the auto-balancing device 5 with the housing 7 and the cover 11, and four stretching supports 3 with damping elements; inside the drum 4 at a height of 40 cm from its bottom, a load 6 is suspended on a wire stretched through two holes made in the wall of the drum; inside the balancing ring an additional annular groove 9 is installed for free movement of the test samples in the form of balls 10 made of carbon steel 10, the ring has radial walls 8 and is filled with liquid 12 (10% aqueous solution of ammonium chloride).

Устройство используется следующим образом. The device is used as follows.

Снимается верхняя панель стиральной машины. The top panel of the washing machine is removed.

Измеряются и выравниваются расстояния между краем бака 2 и стенкой корпуса 1 по всем четырем направлениям. Внутри барабана на высоте 40 см от его дна подвешивается груз 6 массой в 1 кг, с помощью измерительной линейки проверяется расположение краев бака относительно стенки корпуса и достигается такое положение бака с помощью подкладывания шайб под опоры, чтобы край бака находился по всем четырем направлениям на одинаковом расстоянии от стенки корпуса. Внутри балансировочного кольца дополнительно устанавливается кольцевой желоб 9 для свободного перемещения испытуемых образцов в виде шариков 10, изготовленных из углеродистой стали 10 и занимающих 1/6 часть внутренней полости балансировочного кольца, а 1/2 часть полости кольца заполняется жидкостью 12 (10%-ным водным раствором хлорида аммония). Далее производится раскрутка барабана и, если на стадии разгона не произошло касания бака о стенку корпуса с характерным шумом, подвешивается дополнительный груз и производится повторный пуск барабана. Эти действия проводятся до тех пор, пока при разгоне ни произойдет касание края бака о стенку корпуса с характерным шумом. Полученное таким путем критическое значение массы фиксируется как количественная мера способности внутренней подвижной части сопротивляться воздействию дисбалансной силы (центробежной силы инерции, приложенной к дисбалансной массе). Далее определяется критическое значение массы груза с использованием балансировочного кольца, но без кольцевого желоба и металлических шариков, причем жидкость - 10%-ный водный раствор хлорида аммония - должна занимать 2/3 части внутренней полости кольца. Разница критических значений масс определяет диапазон изменения измеряемой критической массы в течение всего процесса коррозии металлических шариков при запусках барабана с балансировочным кольцом, содержащим металлические шарики. The distances between the edge of the tank 2 and the wall of the housing 1 are measured and aligned in all four directions. Inside the drum, at a height of 40 cm from its bottom, a load of 6 weighing 1 kg is suspended, using the measuring ruler, the location of the edges of the tank relative to the housing wall is checked and the position of the tank is achieved by placing washers under the supports so that the edge of the tank is in all four directions in the same distance from the body wall. An additional groove 9 is installed inside the balancing ring for free movement of the test samples in the form of balls 10 made of carbon steel 10 and occupying 1/6 of the internal cavity of the balancing ring, and 1/2 of the ring cavity is filled with liquid 12 (10% aqueous ammonium chloride solution). Next, the drum is unwound and, if at the stage of acceleration the tank did not touch the body wall with characteristic noise, an additional load is suspended and the drum is restarted. These actions are carried out until, during acceleration, the edge of the tank touches the wall of the body with characteristic noise. The critical mass value obtained in this way is fixed as a quantitative measure of the ability of the internal moving part to resist the influence of an unbalanced force (centrifugal inertia applied to an unbalanced mass). Next, the critical value of the mass of the cargo is determined using a balancing ring, but without an annular groove and metal balls, and the liquid - a 10% aqueous solution of ammonium chloride - should occupy 2/3 of the inner cavity of the ring. The difference in critical mass values determines the range of variation of the measured critical mass during the entire process of corrosion of metal balls during drum starts with a balancing ring containing metal balls.

Скорость коррозии металлических шариков определяется как
ρ = Δm•P/SΔt[г/(м²•ч)], (1)
где Δm= (m_i-m_i+1)/(m₁-m₂) - изменение критической массы при разгоне барабана с балансировочным кольцом с металлическими шариками (%), измеренной в промежутки времени t_i и t_i+1 (измерения проводятся с интервалом не менее 30 мин); m_i - значение критической массы, измеренной в промежуток времени t_i; m_i+1 - значение критической массы, измеренной в промежуток времени t_i+1; m₁ - значение критической массы, измеренной в начальный запуск стиральной машины без белья с балансировочным кольцом с металлическими шариками; m₂ - значение критической массы, измеренной в начальный запуск стиральной машины без белья с балансировочным кольцом без металлических шариков; Δt=t_i-t_i+1 промежуток времени между измерениями; Р - общий вес металлических шариков (г); S - общая площадь поверхности металлических шариков (м²).The corrosion rate of metal balls is defined as
ρ = Δm • P / SΔt [g / (m ² • h)], (1)
where Δm = (m _i -m _{i + 1} ) / (m ₁ -m ₂ ) is the change in critical mass during acceleration of the drum with a balancing ring with metal balls (%), measured at time intervals t _i and t _{i + 1} (measurements carried out with an interval of at least 30 minutes); m _i - the value of the critical mass measured in the period of time t _i ; m _{i + 1} is the value of the critical mass measured in the period of time t _{i + 1} ; m ₁ - the value of the critical mass measured at the initial start of the washing machine without laundry with a balancing ring with metal balls; m ₂ is the critical mass value measured at the initial start-up of a washing machine without laundry with a balancing ring without metal balls; Δt = t _i -t _{i + 1} time interval between measurements; P is the total weight of metal balls (g); S is the total surface area of the metal balls (m ² ).

Внутри устройства процесс коррозии железа протекает во времени и влияет на динамические характеристики вращающейся части, содержащей автобалансировочное устройство 5. В начальной фазе в балансировочном кольце компенсация дисбалансного вращения подвижной части устройства достигается за счет перемещения рабочего тела - шариков, изготовленных из углеродистой стали 10. В последней фазе процесса коррозии железа компенсация общего дисбаланса вращающейся системы достигается за счет перемещения рабочего тела - жидкости (раствора Fe(OH)₃ как вторичного продукта коррозии).Inside the device, the corrosion process of iron proceeds over time and affects the dynamic characteristics of the rotating part containing the self-balancing device 5. In the initial phase in the balancing ring, compensation for the unbalanced rotation of the moving part of the device is achieved by moving the working fluid — balls made of carbon steel 10. In the latter During the phase of the iron corrosion process, compensation for the general imbalance of the rotating system is achieved by moving the working fluid - liquid (solution of Fe (OH) ₃ as W original product of corrosion).

Динамика движения жидкости внутри балансировочного кольца отличается от динамики движения твердых тел - шариков. Передача импульса движения от корпуса балансировочного кольца шарикам происходит за счет трения качения. Касание шарика о желоб происходит в двух точках: снизу и сбоку. Если рабочее тело - жидкость, то вся поверхность желоба является передаточным звеном между корпусом балансировочного кольца и рабочим телом. The dynamics of fluid motion inside the balancing ring differs from the dynamics of the motion of solids - balls. The transmission of the momentum from the balancing ring to the balls occurs due to rolling friction. The ball touches the gutter at two points: bottom and side. If the working fluid is liquid, then the entire surface of the gutter is a transmission link between the balancing ring body and the working fluid.

Основным критерием использования предлагаемого устройства считается увеличение способности его внутренней подвижной части сопротивляться воздействию центробежной силы инерции, приложенной к дисбалансному грузу, или дисбалансной силы при вращении барабана. По способности сопротивляться дисбалансу ресурс внутренней подвижной части определяется расстоянием между верхним краем бака на уровне установки балансировочного кольца и стенкой корпуса устройства. Согласно фиг.1 ресурс равен L мм. The main criterion for using the proposed device is considered to be the increase in the ability of its internal moving part to resist the action of centrifugal inertia applied to an unbalanced load, or an unbalanced force during rotation of the drum. By the ability to resist imbalance, the resource of the internal moving part is determined by the distance between the upper edge of the tank at the level of the balancing ring and the wall of the device. According to figure 1, the resource is L mm.

Claims

A device for determining the corrosion rate of carbon steel 10, containing a tank and a squeezing tank-drum mounted rotatably relative to the vertical axis, which are part of the inner movable part of the washing machine, a balancing ring installed in the upper part of the squeezing tank, four stretching supports with damping elements which are oriented in space vertically and pivotally connected to the casing and the inner movable part of the washing machine, and the lower end of the support-extensions n with the inner movable part of the washing machine above the center of gravity of the inner movable part so that all points of the inner movable part, when deviating from the equilibrium position in the vertical plane passing through the support braces and the center of gravity of the inner movable part, move progressively, while inside the drum 40 cm from its bottom on a wire stretched through two holes made in the wall of the drum, the load is suspended, an additional ring groove is installed inside the balancing ring for free remescheniya test samples in the form of balls made of carbon steel 10 and occupying 1/6 of the inner cavity of the balancing ring, wherein the ring portion of the cavity is filled with a 10% aqueous solution of ammonium chloride.