RU2507499C2 - Device to test samples for crack formation - Google Patents
Device to test samples for crack formation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2507499C2 RU2507499C2 RU2012118198/28A RU2012118198A RU2507499C2 RU 2507499 C2 RU2507499 C2 RU 2507499C2 RU 2012118198/28 A RU2012118198/28 A RU 2012118198/28A RU 2012118198 A RU2012118198 A RU 2012118198A RU 2507499 C2 RU2507499 C2 RU 2507499C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crack formation
- housing
- test samples
- samples
- hot
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики, к устройствам для исследования термоусталости образцов, подверженных случайным температурным пульсациям в потоке жидкости, и может быть использовано в атомной энергетике и в транспортных энергетических устройствах.The invention relates to the field of energy, to devices for studying the thermal fatigue of samples subject to random temperature pulsations in a liquid stream, and can be used in nuclear energy and transport energy devices.
Известна установка для исследования тепловой усталости труб, воспроизводящая в стендовых условиях разрушение кипятильных труб в результате изменения условий теплообмена на внутренней стороне трубы, содержащая замкнутый трубный контур в виде треугольника, одной из вершин обращенного вниз и закрепленного на валу, заполненном до определенного уровня дистиллятом. На одной из сторон контура установлена электропечь. При качаниях контура уровень воды в нем перемещается, тем самым создаются колебания температуры стенки трубы (Троянский Е.А., Кориковский И.К. Тепловая усталость труб при высоком давлении. Сборник: Исследование прочности элементов паровых котлов, МЭМ, М., 1954, с.45-52, и Троянский Е.А. Металлы котлостроения и расчет прочности деталей паровых котлов. Энергия, М. - Л.. 1964, с.192).A known installation for studying pipe thermal fatigue, reproducing under bench conditions, the destruction of boiling pipes as a result of changing heat transfer conditions on the inside of the pipe, containing a closed pipe circuit in the form of a triangle, one of the vertices facing down and fixed to a shaft filled with a distillate to a certain level. An electric furnace is installed on one side of the circuit. When the circuit sways, the water level in it moves, thereby creating fluctuations in the temperature of the pipe wall (Troyansky EA, Korikovsky IK Thermal fatigue of pipes at high pressure. Collection: Study of the strength of elements of steam boilers, MEM, M., 1954, p. 45-52, and Troyansky EA Metals of boiler building and calculation of the strength of parts of steam boilers. Energy, M. - L. 1964, p. 192).
Недостатками известной установки является сложность изготовления каждого образца - замкнутый трубный контур в виде треугольника, установка электропечи на образец, сложность в определении места для дефектоскопии, а также большой период одного цикла и, как следствие, очень большое время для получения большого числа циклов (106-107) для построения кривой усталости, кроме того, невозможность увеличения перепада температур и повторения условий испытаний из-за индивидуального изготовления каждого участка.The disadvantages of the known installation are the complexity of manufacturing each sample - a closed pipe circuit in the form of a triangle, the installation of an electric furnace on the sample, the difficulty in determining the location for flaw detection, as well as the long period of one cycle and, as a result, a very long time to obtain a large number of cycles (10 6 -10 7 ) for constructing the fatigue curve, in addition, the impossibility of increasing the temperature difference and repeating the test conditions due to the individual manufacture of each section.
Известна установка для испытания образца на термоусталость, содержащая полый цилиндрический корпус, заполненный теплоносителем, перегородку с отверстием, установленную в корпусе и разделяющую его на две полости с различными температурами теплоносителя, нагреватель и охладитель теплоносителя, при этом нагреватель и охладитель установлены в корпусе по разные стороны перегородки, перегородка выполнена в виде установленного соосно корпусу диска с углублением для размещения торца образца, причем ось углубления параллельна оси отверстия диска, а край углубления расположен от оси отверстия на расстоянии, равном радиусу этого отверстия (SU 1665284, МПК: G01N 3/60, опубликовано 23.07.91)A known installation for testing a sample for thermal fatigue, comprising a hollow cylindrical body filled with coolant, a partition with a hole installed in the case and dividing it into two cavities with different coolant temperatures, a heater and a coolant cooler, while the heater and cooler are installed on the opposite sides of the case partitions, the partition is made in the form of a disk mounted coaxially with the housing with a recess for accommodating the end face of the sample, the axis of the recess being parallel to the axis of the hole the disk, and the edge of the recess is located from the axis of the hole at a distance equal to the radius of the hole (SU 1665284, IPC: G01N 3/60, published July 23, 91)
Недостатком известного устройства является сложность изготовления, а также влияние величины рабочего давления на процесс трещинообразования, что приводит к нарушению чистоты эксперимента.A disadvantage of the known device is the complexity of manufacture, as well as the influence of the magnitude of the working pressure on the cracking process, which leads to a violation of the purity of the experiment.
Известно устройство для испытаний образцов на термоусталость, включающее цилиндрический корпус, горизонтальную разделительную перегородку и датчики контроля и управления испытаниями, при этом внутри цилиндрического корпуса, снабженного плоским днищем и герметичной крышкой, в верхней части, закрепленной шпильками и гайками, расположен барабан, закрепленный на крышке внутри корпуса, горизонтальная разделительная перегородка размещена в нижней части барабана и выполнена в виде перфорированного диска, перфорация которого выполнена в виде расположенных по окружности калиброванных отверстий, имеющих вдоль своей образующей калиброванные каналы для прохода греющей среды, во внутренней полости барабана установлена дополнительная горизонтальная перегородка с калиброванными отверстиями в ней, точно такими же, как отверстия в перфорированном диске, при этом трубки-образцы установлены в отверстиях перфорированного диска и закреплены на крышке корпуса, а между трубками установлены вертикальные разделительные перегородки, во внутреннюю полость каждой трубки-образца заведены трубки меньшего диаметра, закрепленные в раздаточном ресивере и имеющие в своей верхней части штуцеры для отвода охлаждающей среды и сливные трубы с калиброванными устройствами на них, кроме того, в нижней части корпуса под перфорированным диском установлены трубка с диффузорным насадком, соединенная с цилиндрическим диффузором и штуцером подвода греющей среды и система камер со штуцером на днище для отвода греющей среды. (Ru 2433385 МПК G01N 3/60, опубликовано 10.11.2011).A device is known for testing samples for thermal fatigue, including a cylindrical body, a horizontal dividing wall, and test monitoring and control sensors, while inside a cylindrical body equipped with a flat bottom and a sealed cover, a drum mounted on the cover is located in the upper part fixed with studs and nuts inside the case, a horizontal dividing wall is located at the bottom of the drum and is made in the form of a perforated disk, the perforation of which is made in ideally located around the circumference of the calibrated holes, having along their generatrix calibrated channels for the passage of the heating medium, an additional horizontal partition is installed in the inner cavity of the drum with calibrated holes in it, exactly the same as the holes in the perforated disk, while the sample tubes are installed in the holes perforated disk and mounted on the housing cover, and between the tubes installed vertical dividing walls, in the inner cavity of each sample tube There are smaller diameter tubes fixed in the transfer receiver and having in their upper part fittings for draining the cooling medium and drain pipes with calibrated devices on them, in addition, a tube with a diffuser nozzle connected to a cylindrical diffuser is installed under the perforated disk in the lower part of the housing a fitting for supplying a heating medium and a camera system with a fitting on the bottom for removing the heating medium. (Ru 2433385 IPC G01N 3/60, published 10.11.2011).
По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.By the totality of the features, this known technical solution is the closest to the claimed one and is taken as a prototype.
Недостатком известного технического решения, а также причиной, препятствующей достижению желаемого технического результата при использовании упомянутого известного устройства является сложность изготовления и регулировки нагрузки параллельно испытуемых образцов.A disadvantage of the known technical solution, as well as the reason that impedes the achievement of the desired technical result when using the aforementioned known device, is the difficulty of manufacturing and adjusting the load in parallel with the tested samples.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающей поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемое техническое решение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, as well as the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a technical solution characterized by signs identical or equivalent to those proposed. However, the proposed technical solution does not follow explicitly for the specialist in the manner of the prior art and determined by the applicant.
Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле изобретения.The determination from the list of identified analogues of the prototype as the closest technical solution for the totality of features made it possible to identify in the claimed device a combination of significant distinguishing features with respect to the technical result perceived by the applicant, as set forth in the following claims.
Заявляемое техническое решение позволяет испытывать на трещинообразование одновременно большое количество образцов, проводить ресурсные испытания для получения кривых усталости металла за счет создания на поверхности образов при организованной протечке горячей и холодной среды нестабильного температурного режима с резкими колебаниями температуры при различных частотах и амплитудах. Расположение образцов во внутренней полости корпуса исключает влияние рабочего давления среды на процесс образования трещин, обеспечивая в чистом виде трещинообразование только за счет пульсации температуры среды, что приводит к получению абсолютно точных результатов испытаний.The claimed technical solution allows testing simultaneously a large number of samples for cracking, carrying out life tests to obtain metal fatigue curves by creating an unstable temperature regime with sharp temperature fluctuations at various frequencies and amplitudes on the surface of the images during organized leakage of hot and cold media. The location of the samples in the inner cavity of the casing eliminates the influence of the working pressure of the medium on the process of cracking, providing a pure crack formation only due to pulsation of the temperature of the medium, which leads to obtaining absolutely accurate test results.
Предложено устройство для испытаний образцов на трещинообразование, включающее корпус с фланцевым разъемом и испытуемые образцы в виде трубок, при этом испытуемые образцы в количестве двух, расположенных соосно один внутри другого с образованием кольцевого зазора между ними, закреплены внутри отдельных частей корпуса, размещенных на коллекторе подвода горячей воды и коллекторе отвода смеси горячей и холодной воды, коллекторы посредством трубопроводов подключены к нагревателю и холодильнику, причем наружная поверхность внешней трубки и внутренняя поверхность центральной трубки покрыты слоем изоляции, кроме того, в верхней части корпуса установлен штуцер и клапан для подвода и регулирования расхода охлаждающей воды. К коллекторам может быть присоединено необходимое для эксперимента количество корпусов с испытуемыми образцами.A device is proposed for testing specimens for crack formation, including a housing with a flange connector and test specimens in the form of tubes, while the test specimens in the amount of two, located coaxially one inside the other with the formation of an annular gap between them, are fixed inside individual parts of the housing placed on the supply manifold hot water and a collector for the removal of a mixture of hot and cold water, the collectors are connected via pipelines to the heater and the refrigerator, the outer surface of the outer tube and the inner surface of the central tube is covered with a layer of insulation, in addition, in the upper part of the body there is a fitting and a valve for supplying and regulating the flow of cooling water. The number of enclosures with test samples required for the experiment can be attached to the collectors.
Изобретение иллюстрируется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.
Устройство для испытаний образцов на трещинообразование включает корпус 1 с фланцевым разъемом 2 и испытуемые образцы в виде трубок 3, 4. Испытуемые образцы в количестве двух, расположенных соосно один внутри другого с образованием кольцевого зазора между ними закреплены внутри отдельных частей корпуса 1, размещенных на коллекторе подвода горячей воды 5 и коллекторе отвода смеси горячей и холодной воды 6. Коллекторы 5, 6 посредством трубопроводов 7 подключены к нагревателю 8 и холодильнику 9. Наружная поверхность внешней трубки 4 и внутренняя поверхность центральной трубки 3 покрыты слоем изоляции. В верхней части корпуса 1 установлен штуцер 10 и клапан для подвода и регулирования расхода охлаждающей воды 11. К коллекторам 5 и 6 может быть присоединено необходимое для эксперимента количество корпусов 1 с испытуемыми образцами 3 и 4.A device for testing samples for cracking includes a housing 1 with a flange connector 2 and test samples in the form of tubes 3, 4. Test samples in the amount of two, located coaxially one inside the other with the formation of an annular gap between them, are fixed inside the individual parts of the housing 1, placed on the collector hot water supply 5 and a collector for removing a mixture of hot and cold water 6. The collectors 5, 6 are connected via pipelines 7 to the heater 8 and the refrigerator 9. The outer surface of the outer tube 4 and the inner overhnost central tube 3 is covered with the insulation layer. A fitting 10 and a valve for supplying and regulating the flow of cooling water 11 are installed in the upper part of the housing 1. The number of buildings 1 necessary for the experiment with test samples 3 and 4 can be connected to the collectors 5 and 6.
Устройство работает следующим образом. Горячая вода от нагревателя 8 через коллектор 5 подводится к каждому корпусу 1 и через центральную трубку образца 3, смешавшись с холодной водой, поступающей через штуцер 10 от холодильника 9, поступает в кольцевую щель, образованную между испытуемыми образцами 3 и 4, провоцируя процесс трещинообразования. Клапаном 11 обеспечивается требуемый расход смеси в зазоре, которая через коллектор 6 отводится в схему устройства. Трубчатые образцы 4 с наружной поверхности и 3 с внутренней поверхности покрыты теплоизолирующим слоем, чем обеспечивается более интенсивная пульсация температуры в кольцевом зазоре.The device operates as follows. Hot water from the heater 8 through the collector 5 is supplied to each housing 1 and through the central tube of sample 3, mixed with cold water entering through the nozzle 10 from the refrigerator 9, enters the annular gap formed between the test samples 3 and 4, causing a cracking process. The valve 11 provides the required flow rate of the mixture in the gap, which through the collector 6 is discharged into the circuit of the device. Tubular samples 4 from the outer surface and 3 from the inner surface are covered with a heat-insulating layer, which ensures a more intense temperature pulsation in the annular gap.
Расположение образцов 3 и 4 во внутренней полости корпуса 1 исключает влияние рабочего давления среды на процесс образования трещин, обеспечивая в чистом виде трещинообразование только за счет пульсации температуры среды.The location of samples 3 and 4 in the inner cavity of the housing 1 eliminates the influence of the working pressure of the medium on the process of cracking, providing in its pure form crack formation only due to pulsation of the temperature of the medium.
Колебания температуры среды, воздействующей на поверхности трубок-образцов и вызывающей деформацию их поверхности, фиксируются датчиками контроля и управления испытаниями (датчиками давления, тензорезисторами и термопарами - на рисунке не показаны). На основании этих измерений вычисляют напряжение, соответствующее деформации поверхностей трубок-образцов, и в соответствии с количеством циклов испытаний, строят кривые усталости.Fluctuations in the temperature of the medium acting on the surface of the specimen tubes and causing deformation of their surface are recorded by monitoring and test control sensors (pressure sensors, strain gauges, and thermocouples - not shown in the figure). Based on these measurements, the stress corresponding to the deformation of the surfaces of the sample tubes is calculated, and fatigue curves are constructed in accordance with the number of test cycles.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012118198/28A RU2507499C2 (en) | 2012-05-03 | 2012-05-03 | Device to test samples for crack formation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012118198/28A RU2507499C2 (en) | 2012-05-03 | 2012-05-03 | Device to test samples for crack formation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012118198A RU2012118198A (en) | 2013-12-10 |
| RU2507499C2 true RU2507499C2 (en) | 2014-02-20 |
Family
ID=49682510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012118198/28A RU2507499C2 (en) | 2012-05-03 | 2012-05-03 | Device to test samples for crack formation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2507499C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU648882A1 (en) * | 1977-09-13 | 1979-02-25 | Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им. А.Ф.Можайского | Method of testing tubular specimens for thermal fatigue |
| SU879399A1 (en) * | 1979-04-12 | 1981-11-07 | Предприятие П/Я В-2679 | Plant for testing material tubular specimens for thermal fatigue |
| JPH04232836A (en) * | 1990-08-10 | 1992-08-21 | Hoechst Ag | Thermal-shock testing method and apparatus for this test |
| RU2433385C1 (en) * | 2010-08-11 | 2011-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Device for testing samples for thermal fatigue |
-
2012
- 2012-05-03 RU RU2012118198/28A patent/RU2507499C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU648882A1 (en) * | 1977-09-13 | 1979-02-25 | Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им. А.Ф.Можайского | Method of testing tubular specimens for thermal fatigue |
| SU879399A1 (en) * | 1979-04-12 | 1981-11-07 | Предприятие П/Я В-2679 | Plant for testing material tubular specimens for thermal fatigue |
| JPH04232836A (en) * | 1990-08-10 | 1992-08-21 | Hoechst Ag | Thermal-shock testing method and apparatus for this test |
| RU2433385C1 (en) * | 2010-08-11 | 2011-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") | Device for testing samples for thermal fatigue |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012118198A (en) | 2013-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sarangi et al. | Experimental investigations for start up and maximum heat load of closed loop pulsating heat pipe | |
| Al-Doori | Investigation of refrigeration system steam ejector performance through experiments and computational simulations | |
| RU2344338C1 (en) | Method for determination of deposits thickness on internal surface of pipelines | |
| Zheng et al. | The thermal characteristics of a helical coil heat exchanger for seawater-source heat pump in cold winter | |
| CN102735708A (en) | Determination system and method for heat exchange coefficient of cooper pipe | |
| RU2507499C2 (en) | Device to test samples for crack formation | |
| RU2433385C1 (en) | Device for testing samples for thermal fatigue | |
| Zhou et al. | Experimental study of condensation heat transfer characteristics on metal foam wrapped tubes under sloshing conditions | |
| CN200996922Y (en) | Antifouling performance evaluating experimental device | |
| CN106501306B (en) | A kind of interchangeable heat transfer device of heat-transfer pipe | |
| RU2619037C2 (en) | Experimental assembly for studying heat exchangers | |
| CN111128416A (en) | Visual thermal hydraulic experiment device and method for dead pipe section of nuclear power station | |
| RU2572274C1 (en) | Device and method for protection of humid gas pressure and/or flow rate meters | |
| CN206696212U (en) | Tubular insulation material heat conducting coefficient measurement device | |
| CN210894743U (en) | Special hydrate acoustic detection device for CT | |
| Nguyen et al. | Experimental investigation of subcooled choking flow in a steam generator tube crack | |
| CN203786101U (en) | Dynamic simulation testing device for chemical cleaning of power station boiler | |
| CN106680006A (en) | Split tube-shell type waste heat boiler experiment system and method | |
| CN106501308B (en) | A kind of box type heat transfer device | |
| CN105954181A (en) | Corrosion experiment box simulating condensing environment and using method thereof | |
| CN114112875A (en) | Test device for simulating corrosion of underground condensate water | |
| RU181217U1 (en) | A device for studying the dynamics of paraffin deposition | |
| Moreira et al. | An investigation on diabatic flow pattern characteristics during convective condensation inside horizontal tubes | |
| RU145491U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING CHARACTERISTICS OF HEAT-INSULATING MATERIALS | |
| CN110470695A (en) | A kind of bulk container boiling experimental system |