Образец для испытания на термоусталость сварных соединений

Образец для испытания на термоусталость сварных соединений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытаниям, в частности к конструкциям образцов для испытаний на термоусталость сварных соединений. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения испытаний сварных швов на срез. Образец содержит элемент 1, изготовленный из материала с меньшим коэффициентом теплового расширения α 1, элемент 2 с большим коэффициентом теплового расширения α 2, установленный в отверстии элемента 1 с упором в дно /или края/ отверстия, элементы соединены друг с другом швом 3. В образце предусмотрены каналы 4 для продува горячей и холодной средами, а также возможность испытания узлов приварки патрубков, содержащих дополнительно наплавку, амортизационный элемент и шов приварки амортизационного элемента. Испытания состоят в периодическом разогреве-охлаждении образца. При этом из-за разности коэффициентов теплового расширения элемент 2 стремится выдвинуться из отверстия, чему препятствует шов 3, в котором появляются соответствующие усилия среза. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1593855 (Я)5 В 23 К 28/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4630400/25-27 (22) 28.11,88 (46) 23,09.90. Бюл. Р 35 (72) А.Б.Боринцев, Ю.В.Ильин, Л.К.Штейнцайг и Л.А.Юдин (53) 621.791.75.011 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1114925, кл. С 01 N 3/60, 1983.

Авторское свидетельство СССР

11 1089484, кл. С Ol N 3/60,1982. (54) ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ EIA ТЕРИОУСТАЛОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к испытаниям, в частности к конструкциям образцов для испытаний на термоусталость сварных соединений. Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем обеспечения испытаний сварных ннов на срез. Образец содержит элемент 1, изготовленный

2 из материала с меньшим коэффициентом теплового расширения с/,, элемент 2 с большим коэффициентом теплового расширения 0(, установленный в отверстии „ элемента 1 с упором в дно (или края) отверстия, элементы соединены друг с другом швом 3. В образце предусмотрены каналы 4 для продува горячей и холодной средами, а также возможность испытания узлов приварки патрубков, содержащих дополнительно наплавку, амортизационный элемент и шов приварки амортизационного элемента. Испытания состоят в периодическом разогреве — охлаждении образца.

При этом из-за разности коэффициентов теплового расширения элемент 2 стремится выдвинуться из отверстия, чему препятствует шон 3, н котором появляются соотнетстнующие усилия среза ° 3 з.п, ф-лы, 3 ил.

1593855

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания сварных соединений на срез в условиях циклического изменения темпетатур, в частности для испытания узлов приварки тонкостенных аустенитных патрубков к толстостенному перлитному элементу.

Цель изобретения — расширение 10 технологических возможностей путем обеспечения испытаний сварных соединений на срез в условиях теплосмен.

На фиг.1 показан цилиндрический образец; на фиг,2 — образец для испы- 15 тания двух разных узлов крепления патрубков; на фиг.3 — образец в форме куба.

Образец (фиг,1) имеет форму цилиндра и состоит из элемента 1 с 20 меньшим коэффициентом теплового расширения o(, элемента 2, с большим

1 коэффициентом теплового расширения с(и кольцевого сварного шва 3.

Для изготовления образца в элемен- 25 те 1 высверливают отверстие, в которое вставляют до упора в дно элемента 2, а затем сваривают их швом 3.

При испытаниях образец подвергают многократным нагревам и охлаждениям 30 в заданном интервале температур. При разогреве элемента 2 в силу соотношения o(с, стремится выдвинуться из отверстия и тем самым срезать сварной шов. Продольный размер непровара при этом должен быть в несколько (по крайней мере в 10) раз больше высоты шероховатостей на контакте торца элемента 2 с дном (или ступенькой) отверстия (т.е. по сравнению с величи- 40 ной неплотности контакта), Дпя повышения скорости нагреваохлаждения образца в нем предусмотрено изготовление каналов 4 для продува горячей и/или холодной среды.

Образец (фиг,2) содержит два различных узла крепления патрубков с дополнительной антикоррозионной наплавкой 5, амортизационный кольцевой элемент б и шов приварки амортизацион--p

> ного элемента 7. Образец (фиг.3) содержит шесть узлов приварки для их одновременного испытания в идентичных условиях термонагружения. Геометрия узлов приварки в образце (фиг.2)полностью соответствует узлам приварки аустенитных патрубков на реальном изделии. В реальном иэделии патрубок устанавливают в отверстии с натягом пс центрирующим пояскам, чтобы устранить возможный осевой перекос патрубка. При разогреве пояски аустенитного патрубка вдивливаются в стенки отверстия в перлитном изделии и в трубе патрубка возникают осевые усилия сжатия между местом посадки с натягом (пояском ) и узлом крепления патрубка.

Для смягчения влияния этих усилий на сварные швы в узел крепления патрубка вводят аустенитные амортизационные элементы, Для экспериментального обоснования работоспособности такого узла крепления используют образец, один элемент которого изготовлен из материала крышки или стенки реального изделия, наплавка на него выполнена теми же сварочными материалами и по той же технологии, что и наплавка на крьппке, днище или стенке изделия, другой элемент выполнен в виде трубы патрубка, а узел крепления выполнен по геометрии таким же, как и узел крепления реального патрубка, т.е. например, с использованием амортизационной втулки. Размер а выбирают исходя из необходимости обеспечения достаточной для устранения изгиба жесткости элемента 1, имитирующего стенку реального изделия. Образец обеспечивает консервативные условия нагружения узла крепления патрубка, поскольку в нем заведомо устранено возможное (но не обязательно реализуемое) проскальзывание пояска патрубка относительно стенки отверстия в осевом направлении.

При условии испытания нескольких образцов в одинаковых условиях, что необходимо для повышения достоверности результата испытания, используют один элемент 1 с несколькими отверстиями под элементы 2, которые пространственно расположены так, чтобы сократить потери материала, связанные с обеспечением его жесткости во время испытаний, На величину осевых усилий, кроме разности коэффициентов теплового расширения, влияет возможность проскальзывания посадочных поверхностей патрубка друг относительно друга. В образце реализованы наиболее консервативные условия нагружения, когда проскапьзывание исключено, по результатам испЫтания образца можно заведомо гарантировать безопасный

1593855 срок службы узлов приварки аустенитных патрубков, Для пов ш ения надежности результатов испытания важно их провести на большом колйчестве образцов, Предлагаемый образец позволяет увеличить число испытываемых на срез сварных швов без увеличения числа элементов, что снижает металлоемкость испытаний.

Одновременно возможно проведение испытаний в одних и тех же условиях различных сварных соединений (например, выполненных по разным технологиям), что повьшиет точность их сопоставления друг с другом, дормулаизобретения

-1. Образец для испытания на термоусталость сварных соединений разнородных сталей, преимущественно перлитной и аустенитной, состоящий из нескольких элементов, выполненных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения и соединенных между собой сварными швами, о т— лич ающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения испытания сварных соединений на срез, в элементе из материала с меньшим коэффициентом теплового расширения ф, выполнены глухие отверстия, в которых размещены с упором в дно элементы из материалов с большими коэффициентами теплового расширения (-,о(, причем сварные швы выполнены с глубиной пропланления меньшей гпубины отверстия, 2. Образец по п.1, о т л и ч а ю—

10 шийся тем, что, с целью повышения скорости нагрева-охлаждения образца, в элементах выполнены каналы для поддува горячей и холодной среды.

3. Образец по пп.1 и 2, о т л и—

15 чающий с я тем, что, с целью обеспечения испытания узлов крепления пропускных аустенитных патрубков, элемент из материала с меньшим коэффициентом теплового расширения снабжен дополнительным слоем наплавки, а второй элемент выполнен в виде трубы, причем диаметры отверстия и трубы, а также геометрия сварных соединений соответствуют конструкции узлов крепления тонкостенных патрубков к толстостенным корпусным элементам реальHbt?. "конструкций.

4. Образец по пп.1-3, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения метаплоемкости испытаний, элемент из материала с меньшим коэффициентом o(, выполнен в виде куба с отверстиями со стороны каждой из его граней.

1593855

Составитель Л.Назарова

Техред Л. Кравчук Корректор С.Шевкун

Редактор Л.Гратилло

Заказ 2796 Тираж 632 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,. ул. Гагарина, 101