RU2570117C1 - Unit for high temperature erosion testing - Google Patents
Unit for high temperature erosion testing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570117C1 RU2570117C1 RU2014123942/28A RU2014123942A RU2570117C1 RU 2570117 C1 RU2570117 C1 RU 2570117C1 RU 2014123942/28 A RU2014123942/28 A RU 2014123942/28A RU 2014123942 A RU2014123942 A RU 2014123942A RU 2570117 C1 RU2570117 C1 RU 2570117C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- abrasive
- chamber
- holder
- nozzle
- air
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
Description
Техническое решение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания сплавов, покрытий и других материалов, работающих в условиях высокотемпературной эрозии, характерных для труб топочных экранов бойлеров тепловых электростанций.The technical solution relates to test equipment and can be used to test alloys, coatings, and other materials operating under conditions of high-temperature erosion, characteristic of the tubes of furnace screens of boilers of thermal power plants.
Известна установка для испытаний материалов на газоабразивное изнашивание [1], в которой реализуется механическое ускорение частиц абразива с помощью центробежных сил, реализуемых при вращении ротора электродвигателем, за счет чего обеспечивающим возможность регулирования скорости подачи частиц абразива. При этом образцы закрепляются симметрично относительно оси ротора в держателе, обеспечивающем возможность изменения угла атаки абразива. Недостатком установки является неоднородность струи абразива по сечению, что снижает достоверность результатов при испытании покрытий [2], кроме того отсутствует возможность проведения испытаний при высоких температурах.A known installation for testing materials for gas abrasion wear [1], which implements mechanical acceleration of abrasive particles using centrifugal forces realized when the rotor rotates by an electric motor, due to which it is possible to control the feed rate of the abrasive particles. In this case, the samples are fixed symmetrically relative to the axis of the rotor in the holder, providing the ability to change the angle of attack of the abrasive. The disadvantage of the installation is the heterogeneity of the jet of abrasive over the cross section, which reduces the reliability of the results when testing coatings [2], in addition, there is no possibility of testing at high temperatures.
Техническое решение, расширяющее функциональные возможности установки [1] и обеспечивающее возможность проведения испытаний покрытий на высокотемпературное газоабразивное изнашивание [3], предполагает размещение вращающихся образцов в электропечи, заполненной взвешенными частицами абразива. Недостатками технического решения являются отсутствие возможности регулирования скорости соударения частиц с образцом и угла атаки абразива, что снижает достоверность результатов при испытании покрытий.The technical solution, expanding the functionality of the installation [1] and providing the ability to test coatings for high-temperature gas abrasion wear [3], involves the placement of rotating samples in an electric furnace filled with suspended particles of abrasive. The disadvantages of the technical solution are the inability to control the speed of collision of particles with the sample and the angle of attack of the abrasive, which reduces the reliability of the results when testing coatings.
В качестве прототипа выбрана установка [4], в которой реализуется ускорение абразива сжатым воздухом, благодаря чему обеспечивается возможность регулирования скорости подачи частиц абразива. Установка включает камеру, бункер абразива, тракт подачи абразива, тракт подачи воздуха, смеситель, сопло подачи воздушно-абразивной смеси и держатель образца. В отличие от установки для испытаний на высокотемпературную эрозию [5] сопло подачи воздушно-абразивной смеси размещается в электропечи. Благодаря наличию сопла устраняется неоднородность струи абразива по сечению. Температура нагрева испытуемого образца, закрепляемого в держателе, устанавливается при контакте с нагретым в электропечи воздухом, после чего по соплу подается абразив.The installation [4] was selected as a prototype, in which the abrasive is accelerated by compressed air, which makes it possible to control the feed rate of the abrasive particles. The installation includes a chamber, an abrasive hopper, an abrasive supply path, an air supply path, a mixer, an air-abrasive mixture nozzle, and a sample holder. In contrast to the installation for testing for high temperature erosion [5], the nozzle for supplying an air-abrasive mixture is placed in an electric furnace. Due to the presence of the nozzle, the heterogeneity of the abrasive jet over the cross section is eliminated. The heating temperature of the test sample, fixed in the holder, is set in contact with air heated in an electric furnace, after which an abrasive is fed through the nozzle.
К недостаткам прототипа относятся: использование одного нагревателя (электропечи) для совместного регулирования температуры нагрева воздушно-абразивной смеси и испытуемого образца, что не отражает условия работы при высокотемпературной эрозии широкого круга деталей, например, в электроэнергетике труб топочных экранов бойлеров и снижает достоверность результатов испытаний на высокотемпературную эрозию; жесткая конструкция держателя образца, позволяющая проводить испытания только при двух углах атаки абразива (20 и 90°) и при фиксированном расстоянии от сопла до испытуемого образца (10 мм).The disadvantages of the prototype include: the use of one heater (electric furnace) for the joint control of the heating temperature of the air-abrasive mixture and the test sample, which does not reflect the working conditions during high-temperature erosion of a wide range of parts, for example, in the electric power industry of boiler furnace screen tubes and reduces the reliability of test results for high temperature erosion; Rigid design of the sample holder, which allows testing only at two angles of attack of the abrasive (20 and 90 °) and at a fixed distance from the nozzle to the test sample (10 mm).
Задачей технического решения является расширение функциональных возможностей установки и повышение достоверности испытаний.The objective of the technical solution is to expand the functionality of the installation and increase the reliability of the tests.
Поставленная задача решается тем, что в установке для испытаний на высокотемпературную эрозию, содержащей стойку, закрепленную в фундаменте, станину, установленную на стойке, камеру и бункер абразива, расположенные на станине, тракт подачи абразива, соединенный с бункером, и тракт подачи воздуха, служащие входами в смеситель, выходом из смесителя является сопло подачи воздушно-абразивной смеси, которое, как и держатель образца, расположено в камере, отличающейся тем, что дополнительно введены нагреватель воздушно-абразивной смеси, закрепленный на смесителе, и нагреватель образца, закрепленный на держателе, патрубок, установленный в камеру через резьбовое отверстие на боковой поверхности ее корпуса, для фиксации сопла в камере и расстояния до рабочей поверхности испытуемого образца в держателе, фланец, установленный на основании камеры с помощью резьбовых соединений, для фиксации держателя с испытуемым образцом в камере под углом к оси сопла.The problem is solved in that in the installation for testing high-temperature erosion, comprising a rack fixed in the foundation, a bed mounted on a rack, a chamber and an abrasive hopper located on the bed, an abrasive supply path connected to the hopper, and an air supply path serving entrances to the mixer, the exit from the mixer is an air-abrasive mixture supply nozzle, which, like the sample holder, is located in a chamber, characterized in that the air-abrasive mixture heater is additionally introduced; mounted on the mixer, and a sample heater mounted on the holder, a nozzle installed in the chamber through a threaded hole on the side surface of its body, for fixing the nozzle in the chamber and the distance to the working surface of the test sample in the holder, a flange mounted on the base of the chamber using threaded connections, for fixing the holder with the test sample in the chamber at an angle to the axis of the nozzle.
На фиг. 1 изображена схема установки для испытаний на высокотемпературную эрозию, в состав которой входит камера 1, бункер абразива 2, тракт подачи абразива 3, тракт подачи воздуха 4, смеситель 5, сопло подачи воздушно-абразивной смеси 6, держатель образца 7, нагреватели 8 и 9, фиксирующий фланец 10, фиксирующий патрубок 11, станина 12, стойка 13.In FIG. 1 shows a diagram of an installation for testing high-temperature erosion, which includes a chamber 1, an abrasive hopper 2, an abrasive supply path 3, an air supply path 4, a mixer 5, an air-abrasive mixture supply nozzle 6, a sample holder 7, heaters 8 and 9 , fixing flange 10, fixing pipe 11, bed 12, stand 13.
Установка работает следующим образом. Образец закрепляется в держателе 7, который помещается в камеру 1 и фиксируется, под определенным углом, фланцем 10. После фиксируется сопло подачи воздушно-абразивной смеси 6 в патрубке 11, таким образом, устанавливается расстояние от сопла до рабочей поверхности испытуемого образца и угол атаки между рабочей поверхностью образца в держателе и осью сопла. При подаче сжатого воздуха по тракту 4 абразивный материал из бункера 2 поступает по тракту подачи абразива 3 в смеситель 5 за счет инжектирования. После чего происходит смешивание воздуха с абразивом и образуется воздушно-абразивная смесь. Нагрев смеси воздуха и абразива осуществляется с помощью нагревателя 8, после чего она выходит через сопло 6. После взаимодействия воздушно-абразивной смеси с испытуемым образцом абразив ссыпается в бункер, инжектируется в тракт подачи абразива 3, так замыкается круговорот абразива в представленной лабораторной установке. Отработавший воздух удаляется вытяжкой через верхнюю часть установки. Нагрев образца осуществляется с помощью нагревателя 9 посредством теплопередачи от держателя 7. После завершения испытаний образец извлекается из держателя, производится его очистка от частиц абразива и взвешивание. О величине износа судят по значению разности масс образца до и после испытания.Installation works as follows. The sample is fixed in the holder 7, which is placed in the chamber 1 and fixed, at a certain angle, by the flange 10. After that, the nozzle for feeding the air-abrasive mixture 6 is fixed in the pipe 11, thus, the distance from the nozzle to the working surface of the test sample and the angle of attack between the working surface of the sample in the holder and the axis of the nozzle. When compressed air is supplied along the path 4, the abrasive material from the hopper 2 enters the supply path of the abrasive 3 to the mixer 5 by injection. After which air is mixed with the abrasive and an air-abrasive mixture is formed. The mixture of air and abrasive is heated using heater 8, after which it exits through nozzle 6. After the interaction of the air-abrasive mixture with the test sample, the abrasive is poured into the hopper, injected into the abrasive supply path 3, so the abrasive cycle is closed in the laboratory setup presented. Exhaust air is removed by exhaust through the top of the unit. The sample is heated using the heater 9 by means of heat transfer from the holder 7. After completion of the tests, the sample is removed from the holder, it is cleaned from abrasive particles and weighed. The amount of wear is judged by the value of the difference in mass of the sample before and after the test.
Изменение угла атаки между рабочей поверхностью образца в держателе 7 и осью сопла 6 в интервале 30-90° происходит за счет фиксирующего фланца 10, устанавливаемого на камере 1, что позволяет позиционировать держатель с закрепленным в нем образцом относительно оси сопла и расширить функциональные возможности установки. Указанные углы атаки являются характерными при испытаниях на газоабразивное изнашивание и эрозию сплавов и покрытий. Так закаленные стали наиболее интенсивно изнашиваются при угле атаки 60°, а твердые покрытия - при угле атаки 90°, причем при изменении угла атаки от 60° до 30° скорость изнашивания покрытий уменьшается быстрее, чем у закаленной стали. Обнаруженные закономерности связаны с тем, что твердость исследуемых покрытий выше, чем закаленной стали. Поэтому при испытаниях с большими углами атаки для исчерпания пластичности и создания наклепанного слоя, способного разрушаться, то есть для реализации основного механизма изнашивания в данных условиях испытаний, у более твердых материалов, каковыми являются покрытия, необходимо меньше времени, чем стали. При малых углах атаки, когда основным для изнашивания является механизм микрорезания, покрытия могут оказаться более стойкими, чем сталь [2].Changing the angle of attack between the working surface of the sample in the holder 7 and the axis of the nozzle 6 in the range of 30-90 ° occurs due to the fixing flange 10 mounted on the camera 1, which allows you to position the holder with the sample fixed in it relative to the axis of the nozzle and expand the installation functionality. The indicated angles of attack are characteristic in tests for gas-abrasive wear and erosion of alloys and coatings. Thus, hardened steels wear out most intensively at an angle of attack of 60 °, and hard coatings - at an angle of attack of 90 °, and when the angle of attack changes from 60 ° to 30 °, the wear rate of coatings decreases faster than that of hardened steel. The discovered patterns are related to the fact that the hardness of the coatings under study is higher than that of hardened steel. Therefore, when testing with large angles of attack, to exhaust the ductility and create a riveted layer that can break, that is, to implement the main wear mechanism under these test conditions, harder materials, such as coatings, need less time than steel. At small angles of attack, when the micro-cutting mechanism is the main wear factor, coatings may turn out to be more resistant than steel [2].
Изменение расстояния от сопла до рабочей поверхности испытуемого образца в держателе 7 в интервале 10-50 мм происходит за счет фиксации сопла подачи воздушно-абразивной смеси 6 фиксирующим патрубком 11, установленным на камере 1, что позволяет расширить функциональные возможности установки. Интервал дистанции 10-50 мм выбран из следующих соображений. При дистанции менее 10 мм частицы абразива не успевают разогнаться до максимальной, требуемой по условиям испытаний скорости (76 м/с), а свыше 50 мм происходит снижение скорости частиц ниже минимальной, требуемой по условиям испытаний (38 м/с) [1].The change in the distance from the nozzle to the working surface of the test sample in the holder 7 in the range of 10-50 mm occurs due to the fixation of the nozzle for supplying the air-abrasive mixture 6 with a fixing pipe 11 mounted on the chamber 1, which allows to expand the installation functionality. The distance interval of 10-50 mm is selected from the following considerations. At a distance of less than 10 mm, the abrasive particles do not have time to accelerate to the maximum speed required by the test conditions (76 m / s), and above 50 mm the particle speed decreases below the minimum required by the test conditions (38 m / s) [1].
Температуры нагрева воздушно-абразивной смеси и испытуемого образца изменяются раздельно с помощью двух отдельных нагревателей 8 и 9, что отражает условия работы при высокотемпературной эрозии широкого круга деталей, например, в электроэнергетике труб парогенераторов, и позволяет повысить достоверность результатов испытаний на высокотемпературную эрозию.The heating temperatures of the air-abrasive mixture and the test sample are changed separately using two separate heaters 8 and 9, which reflects the operating conditions for high-temperature erosion of a wide range of parts, for example, in the electric power industry of steam generator pipes, and allows to increase the reliability of the results of tests for high-temperature erosion.
ЛитератураLiterature
1. ГОСТ 23.201-78. Механические испытания. Обеспечение износостойкости изделий.1. GOST 23.201-78. Mechanical tests. Ensuring wear resistance of products.
2. Л.И. Тушинский, А.В. Плохов, А.О. Токарев. В.И. Синдеев. Методы исследования материалов. - М.: Мир, 2004. - 384 с.2. L.I. Tushinsky, A.V. Plokhov, A.O. Tokarev. IN AND. Sindeev. Methods of research materials. - M .: Mir, 2004 .-- 384 p.
3. Н. Pokhmurska, В. Wielage, Т. Grund, M. Student and Y. Sirak. Arc sprayed coatings obtained from iron based cored wires under high temperature abrasive wear conditions. International Thermal Spray Conference Exposition ITSC 2008: book of abstract. Singapore: 2008. P.326-329.3. N. Pokhmurska, B. Wielage, T. Grund, M. Student and Y. Sirak. Arc sprayed coatings obtained from iron based cored wires under high temperature abrasive wear conditions. International Thermal Spray Conference Exposition ITSC 2008: book of abstract. Singapore: 2008. P.326-329.
4. S. Dallaire, Н. Levert, and J.-G. Legoux. Erosion Resistance of Arc-Sprayed Coatings to Iron Ore at 25 and 315°C. Journal of Thermal Spray Technology, Vol.10 (2), 2001. P.337-350.4. S. Dallaire, H. Levert, and J.-G. Legoux. Erosion Resistance of Arc-Sprayed Coatings to Iron Ore at 25 and 315 ° C. Journal of Thermal Spray Technology, Vol. 10 (2), 2001. P.337-350.
5. DIN 50332-1989. Solid particle erosion test; basic rules.5. DIN 50332-1989. Solid particle erosion test; basic rules.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014123942/28A RU2570117C1 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Unit for high temperature erosion testing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014123942/28A RU2570117C1 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Unit for high temperature erosion testing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2570117C1 true RU2570117C1 (en) | 2015-12-10 |
Family
ID=54846443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014123942/28A RU2570117C1 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Unit for high temperature erosion testing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2570117C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2688879C1 (en) * | 2018-08-08 | 2019-05-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Gas abrasive wear testing machine |
CN109946186A (en) * | 2019-04-19 | 2019-06-28 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 | Graphite-based flexible ground body washes away test device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU87684A1 (en) * | 1949-11-24 | 1949-11-30 | А.В. Шрейдер | A method for determining the resistance of surface coatings of a metallic and oxide nature to erosion and an installation for implementing this method |
CN201340370Y (en) * | 2009-01-16 | 2009-11-04 | 北京工业大学 | High-temperature erosion wear testing device |
US7757542B1 (en) * | 2009-02-03 | 2010-07-20 | Robert J. Jenkins & Company | Method for testing abrasion resistance of a test specimen |
-
2014
- 2014-06-10 RU RU2014123942/28A patent/RU2570117C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU87684A1 (en) * | 1949-11-24 | 1949-11-30 | А.В. Шрейдер | A method for determining the resistance of surface coatings of a metallic and oxide nature to erosion and an installation for implementing this method |
CN201340370Y (en) * | 2009-01-16 | 2009-11-04 | 北京工业大学 | High-temperature erosion wear testing device |
US7757542B1 (en) * | 2009-02-03 | 2010-07-20 | Robert J. Jenkins & Company | Method for testing abrasion resistance of a test specimen |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОСТ 23.201-78. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2688879C1 (en) * | 2018-08-08 | 2019-05-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Gas abrasive wear testing machine |
CN109946186A (en) * | 2019-04-19 | 2019-06-28 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 | Graphite-based flexible ground body washes away test device |
CN109946186B (en) * | 2019-04-19 | 2024-03-22 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 | Scouring testing device for graphite-based flexible grounding body |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104833768B (en) | The analog of rocket engine endoparticle phase sedimentary condition lower thermal insulating layer ablation | |
CN105181571B (en) | A kind of erosion corrosion and the high temperature corrosion experimental rig of gas attack coupling | |
RU2570117C1 (en) | Unit for high temperature erosion testing | |
JP5521194B2 (en) | Burner rig test equipment | |
CN104007035A (en) | High-temperature pressurization airflow solid particle erosive wear testing device | |
RU2631614C1 (en) | Stand for studying combustion characteristics and burning dancing droplets of organowater-coal fuel | |
CN103091237A (en) | Spray gun device for simulating high-temperature erosive corrosive service environment of thermal barrier coating | |
CN109357956B (en) | High-temperature gas corrosion fatigue test system | |
TW201219721A (en) | Solid fired hot gas generator with extended regulating range | |
JP6901899B2 (en) | High temperature blast erosion test method and high temperature blast erosion test equipment | |
RU2475739C1 (en) | Simulation method of gasification process of liquid rocket propellant residues, and device for its implementation | |
CN104931376B (en) | High-temp solid powder adheres to the test device and method of testing of wall built-up characteristic | |
JPH0862114A (en) | High temperaure blast erosion test equipment | |
RU2018120686A (en) | Method and device for heating a furnace | |
RU165107U1 (en) | FIRE PROTECTIVE TEST STAND | |
RU2373023C2 (en) | Tuyere for bottom gas metal purging in ladle and manufacturing method thereof | |
CN110261287A (en) | Heat proof material hot corrosion resistance assesses devices and methods therefor under a kind of combustion atmosphere | |
RU2688879C1 (en) | Gas abrasive wear testing machine | |
Helfrich et al. | Evaluation of catalytic and thermal cracking in a JP-8 fueled pulsed detonation engine | |
KR101614886B1 (en) | Drop Tube Furnace Capable of Ash Deposition Analysis | |
EP2957887A1 (en) | Erosion control device | |
RU2566289C1 (en) | Method to detect single pulse of solid fuel and device for its realisation | |
Jeyajothi et al. | Heat transfer performance of stainless steel, mild steel and aluminium target plate for various configurations of impinging air jet | |
US20090067470A1 (en) | Method for heat treatment of powdery materials | |
SU958905A1 (en) | Method of testing turbine components for mechanical strength |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160611 |