RU2700337C1

RU2700337C1 - Device for investigation of corrosion cracking of specimens of materials at compression with torsion in corrosive media

Info

Publication number: RU2700337C1
Application number: RU2018145191A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Алексеевич Пичугин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Астрахань" (ООО "Газпром добыча Астрахань")
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2019-09-16

Abstract

FIELD: test equipment.

SUBSTANCE: invention relates to testing equipment, in particular to investigation of metals for corrosion cracking at compression with torsion in corrosive media. Device for investigation of corrosion cracking of samples of materials during compression with torsion in corrosive media consists of rigid frame made of corrosion-resistant steel, in the square recess on the lower beam of which the test sample is installed, which is loaded by means of a screw jack installed on the upper beam of the rigid frame, and the loading spring by the vertical compressing load, as well as a special lever and brackets with a screw mechanism, installed on the side beams of the rigid frame, to ensure the sample twisting.

EFFECT: simplification of design and expansion of technological capabilities of the device for improvement of accuracy of metals investigation for corrosion cracking at compression with torsion in corrosion media.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к исследованиям металлов на коррозионное растрескивание при сжатии с кручением в коррозионных средах.The invention relates to testing equipment, in particular to the study of metals for stress corrosion cracking under compression with torsion in corrosive environments.

Известна машина для испытания образцов хрупких материалов на кручение, совместное или раздельное, с растяжением или сжатием (патент СССР №84523 «Машина для испытания образцов хрупких материалов на кручение, совместное или раздельное, с растяжением или сжатием», G01N 3/02, G01L 3/14, G01N 3/28, по заявке от 03 апреля 1949 за №395316), выполненная в виде жесткой вертикальной рамы, на нижней опоре которой устанавливают испытуемый образец. Посредством винтовых тяг образец подводят к верхней опоре машины. Нижняя и верхняя опоры снабжены шариковым подшипникам, благодаря которым закрепленный образец может вращаться вокруг своей оси.A known machine for testing samples of brittle materials for torsion, joint or separate, with tension or compression (USSR patent No. 84523 "Machine for testing samples of brittle materials for torsion, joint or separate, with tension or compression", G01N 3/02, G01L 3 / 14, G01N 3/28, according to the application dated April 03, 1949 No. 395316), made in the form of a rigid vertical frame, on the lower support of which the test sample is installed. By means of screw rods, the sample is brought to the upper support of the machine. The lower and upper bearings are equipped with ball bearings, due to which the fixed sample can rotate around its axis.

Недостатком этой машины является то, что сжатие образца осуществляется посредством винтовых тяг, а кручение испытуемого образца осуществляется механизмом, основанным на применении пары противоположно направленных сил, прилагаемых к концам образца, возникающих за счет натяжения гибких тяг в виде стальных лент (или тросов), которые в процессе испытания могут растягиваться и создавать погрешность при определении физико-механических свойств материалов.The disadvantage of this machine is that the compression of the sample is carried out by means of screw rods, and the torsion of the test sample is carried out by a mechanism based on the use of a pair of oppositely directed forces applied to the ends of the sample arising from the tension of flexible rods in the form of steel tapes (or cables), which during the test, they can stretch and create an error in determining the physicomechanical properties of materials.

Целью изобретения является устранение недостатков известной машины путем упрощения конструкции, расширения технологических возможностей для исследований металлов на коррозионное растрескивание при сжатии с кручением в коррозионных средах и повышения точности исследований.The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the known machine by simplifying the design, expanding technological capabilities for the study of metals for stress corrosion cracking under compression with torsion in corrosive environments and improve the accuracy of research.

Для достижения указанной цели устройство состоит из жесткой рамы, изготовленной из коррозионностойкой стали, в квадратное углубление на нижней балке которой устанавливают испытуемый образец, нагружаемый посредством винтового домкрата, установленного на верхней балке жесткой рамы, и нагружающей пружины вертикальной сжимающей нагрузкой, а также специального рычага и кронштейнов с винтовым механизмом, установленных на боковых балках жесткой рамы, для обеспечения кручения образца.To achieve this goal, the device consists of a rigid frame made of corrosion-resistant steel, in the square recess on the lower beam of which the test specimen is loaded, loaded by means of a screw jack mounted on the upper beam of the rigid frame, and a loading spring with a vertical compressive load, as well as a special lever and brackets with a screw mechanism mounted on the side beams of a rigid frame to ensure torsion of the sample.

Величина сжимающей образец нагрузки определяется по степени деформации предварительно протарированной нагружающей пружины, создающей нагрузку на образец при вращении винтового домкрата.The magnitude of the compressive load of the sample is determined by the degree of deformation of the pre-calibrated loading spring, which creates a load on the sample during rotation of the screw jack.

Величина напряжения кручения образца определяется по углу поворота специального рычага.The magnitude of the torsion stress of the sample is determined by the angle of rotation of the special lever.

Кручение испытуемого образца осуществляется за счет создания винтовым механизмом на кронштейнах крутящего момента на специальный рычаг, закрепленный на образце. Специальный рычаг представляет собой балку прямоугольного сечения с квадратным углублением посередине в нижней своей части для его установки на верхний конец образца, с установленным на верхней его части соосно вертикальной оси шариковым подшипником, обеспечивающим вращение специального рычага при действии винтового механизма.Torsion of the test sample is carried out by creating a screw mechanism on the brackets of torque to a special lever mounted on the sample. The special lever is a beam of rectangular cross section with a square recess in the middle in its lower part for installation on the upper end of the specimen, with a ball bearing mounted on its upper part coaxially to the vertical axis, which ensures rotation of the special lever under the action of a screw mechanism.

Для исключения изгиба образца при кручении, вращение специального рычага осуществляется по траектории движения, задаваемой пазами кронштейнов жесткой рамы, с использованием направляющих выступов на нижней части специального рычага, расположенных симметрично относительно его вертикальной оси.To exclude bending of the specimen during torsion, the rotation of the special lever is carried out along the path defined by the grooves of the brackets of the rigid frame, using the guiding protrusions on the bottom of the special lever, located symmetrically relative to its vertical axis.

Для исключения проскальзывания образца при кручении в устройстве для исследования металлов на коррозионное растрескивание при сжатии с кручением в коррозионных средах его концы имеют квадратное сечение.To prevent slipping of the sample during torsion in the device for the study of metals for corrosion stress corrosion cracking under compression with torsion in corrosive media, its ends have a square cross section.

Размер верхней нерабочей части образца подбирается таким образом, чтобы обеспечить зазор не более 2 мм между специальным рычагом и кронштейнами.The size of the upper non-working part of the sample is selected in such a way as to provide a gap of not more than 2 mm between the special lever and the brackets.

Для проведения исследований по влиянию температуры и различных коррозионных сред на стойкость металла при сжатии с кручением к коррозионному растрескиванию, рама с образцом устанавливается в исследуемые среды при заданной температуре и времени.To conduct studies on the effect of temperature and various corrosive media on the resistance of a metal to compression with torsion to corrosion stress cracking, a frame with a sample is installed in the test media at a given temperature and time.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображено устройство для исследования коррозионного растрескивания образцов материалов при сжатии с кручением в коррозионных средах (фиг.).The invention is illustrated by the drawing, which schematically shows a device for studying the corrosion cracking of samples of materials under compression with torsion in corrosive environments (Fig.).

Устройство для исследования коррозионного растрескивания образцов материалов при сжатии с кручением в коррозионных средах содержит жесткую раму 1 с квадратным углублением на нижней балке для установки образца 2 и винтовым домкратом 3 для сжатия нагружающей пружины 4, концы которой завальцованы в шайбы 5 для обеспечения передачи равномерной сжимающей нагрузки на образец 2 через шариковый подшипник 6, установленный на верхней части специального рычага 7 соосно его вертикальной оси. Дополнительно специальный рычаг 7 имеет посредине в нижней своей части квадратное углубление для его установки на верхний конец образца 2, а также направляющие выступы 8, расположенные симметрично относительно его вертикальной оси, обеспечивающие вращение специального рычага 7 в направлении специальных пазов 9 кронштейнов 10, исключающее изгиб образца 2 при кручении. Кручение образца 2 осуществляется путем поворота специального рычага 7 при помощи нажимных винтов 11, установленных на кронштейнах 10. Материал устройства подбирается коррозионностойким к испытательной среде.A device for studying the corrosion cracking of samples of materials under compression with torsion in corrosive environments contains a rigid frame 1 with a square recess on the lower beam for installing the sample 2 and a screw jack 3 for compressing the loading spring 4, the ends of which are rolled into washers 5 to ensure uniform compression load transfer on the sample 2 through a ball bearing 6 mounted on the upper part of the special lever 7 coaxially with its vertical axis. Additionally, the special lever 7 has in the middle in its lower part a square recess for its installation on the upper end of the sample 2, as well as guide projections 8 located symmetrically relative to its vertical axis, providing rotation of the special lever 7 in the direction of the special grooves 9 of the brackets 10, which excludes the bending of the sample 2 when torsion. Torsion of sample 2 is carried out by turning a special lever 7 using pressure screws 11 mounted on brackets 10. The material of the device is selected to be corrosion-resistant to the test medium.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На верхний конец образца 2 устанавливается специальный рычаг 7, после чего в квадратное углубление нижней балки жесткой рамы 1 устанавливается нижний конец образца 2, таким образом, чтобы направляющие выступы 8 специального рычага 7 вошли в специальные пазы 9 кронштейнов 10. Далее при вращении винтового домкрата 3 осуществляется сжатие нагружающей пружины 4, создающей напряжение сжатия в образце 2, передающееся образцу 2 через шариковый подшипник 6. Определение напряжения сжатия на образец 2 осуществляется посредством замера и контроля перемещения винтового домкрата 3. После установки заданного сжимающего напряжения перемещают специальный рычаг 7 при помощи нажимных винтов 11 на угол, необходимый для создания заданных крутящих напряжений.A special lever 7 is installed on the upper end of the sample 2, after which the lower end of the sample 2 is installed in the square recess of the lower beam of the rigid frame 1, so that the guide protrusions 8 of the special lever 7 fit into the special grooves 9 of the brackets 10. Then, when the screw jack 3 is rotated compression of the loading spring 4, which creates a compression stress in the sample 2, is transmitted to the sample 2 through the ball bearing 6. the compression stress on the sample 2 is determined by measuring and controlling the eniya screw jack 3. After setting a predetermined compression stress special lever 7 is moved by means of the adjusting screws 11 through the angle necessary to produce a predetermined torque voltage.

Жесткую раму с напряженным образцом размещают в необходимую коррозионную среду с заданными параметрами температуры и наблюдают в течение заданного времени.A rigid frame with a stressed specimen is placed in the necessary corrosive medium with the specified temperature parameters and observed for a predetermined time.

Предлагаемое устройство позволяет проводить испытания на коррозионное растрескивание материалов при сжатии с кручением в коррозионных средах при различных напряжениях и температуре с высокой степенью точности.The proposed device allows you to test corrosion cracking of materials under compression with torsion in corrosive environments at different voltages and temperatures with a high degree of accuracy.

Claims

1. A device for studying corrosion cracking of samples of materials under compression with torsion in corrosive environments, containing a rigid frame with a screw jack, brackets with a screw mechanism, a loading spring and a special lever, characterized in that the rigid frame is made of stainless steel with a square recess on the bottom a beam, a screw jack and two brackets with a screw mechanism each mounted respectively on the upper and side beams of a rigid frame, a special lever of rectangular cross section with a square recess in its lower middle part and mounted on the upper part of the vertical axis coaxially ball bearing.

2. The device according to claim 1, characterized in that the compression stress on the sample is carried out by means of a screw jack through a loading spring, the ends of which are rolled into washers, and a ball bearing, and the torsion stress of the sample is carried out by means of a screw mechanism of the brackets on a special lever.

3. The device according to p. 1, characterized in that the rotation of the special lever is carried out along the path defined by the grooves of the brackets of the rigid frame, using guide protrusions on the lower part of the special lever, located symmetrically relative to its vertical axis.