Устройство для испытания образцов на ползучесть в труднодоступных условиях

Устройство для испытания образцов на ползучесть в труднодоступных условиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для внутриреакторных исследований конструкционных материалов. Целью изобретения является поИзобретение относится к испытательной, технике, в частности к способам и устройствам для внутриреакториых исследований конструкционных материалов. Известно устройство для определения деформации при длительных испытаниях в неинструментованных каналах ядерных реакторов , содержащее эталонные и исследуемые образцы. Зависимость деформации от времени определяют по измеренным значениям удлинения исследуемых образцов при известных моментах времени разрушения вышение достоверности и точности испытаний на ползучесть за счет«увеличения количества образцов, испытываемых в идентичных условиях, и дискретного задания продолжительности нагружения каждого образца. Устройство содержит ампулу, размещенную внутри нее пространственную раму с коромыслами и двумя парами плеч, расположенный по оси симметрии ампулы шток с жесткими и качающимися упорами , толкатели и блоки с образцами. Через заданные промежутки времени перемещают ампулу вверх, а затем вниз на величину 1, при этом шток перемещается вверх на один из жёстких упоров и .воздействует на соответствующий толкатель, сдвигая его по направляющей и сбрасывая соответствующий активный захват с коромысла. Соответствующий блок образцов разгружается, яе изменяя условия испытания остальных блоков . После извлечения ампулы из реактора производят замеры деформации ползучести образцов в блоках с учетом продолжительности из нагружения в данном блоке. 2 ил. эталонных образцов, закрепленных в паре с исследуемыми образцами. Недостатком устройства является низкая точность отсчета бремени, обусловленная большим разбросом долговечности материала эталонных образцов. Известно также устройство-для измерения деформации образца в процессе растяжения , включающее упоры, установленные с возможностью фиксации,ампулы внутри гильзы. Время достижения определенного уровня деформации задается оператором у & Х| сэ х| 00 ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

csiis G 01 N 3/08, 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (2 1) 4838641/28 (22) 24.04.90 (46) 30.05.92. Бюл. М 20 (71) Тольяттинский политехнический институт и Свердловский филиал Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники (72) Г.М.Гаврилов, M.À.Êðèojòçë, В.М,Налесник и О.Г.Романова (53) 620.172.087(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1368158, кл, 6 01 В 5/30, 1983, Авторское свидетельство СССР

М 1387591, кл. G 01 В 5/30, 1987.

Авторское свидетельство СССР

N- 1402056, кл. 6 01 В 3/04, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА ПОЛЗУЧЕСТЬ В ТРУДНОДОСТУПНЫХХ УСЛОВИЯХ (57) Изобретение относится к. испытательной технике, а именно к устройствам для внутриреакторных исследований конструкционных материалов. Целью изобретения является поИзобретение относится к испытательной. технике, в частности к способам и устройствам для внутриреакторных исследований конструкционных материалов.

Известно устройство для определения деформации при длительных испытаниях в неинструментованных каналах ядерных реакторов, содержащее эталонные и исследуемые образцы. Зависимость деформации от времени определяют по измеренным значениям удлинения исследуемых образцов при . известных моментах времени разрушения,, Я2„„1737319 А1 вышение достоверности и точности испытаний на ползучесть за счет увеличения количества образцов, испытываемых в идентичных условиях, и дискретного задания продолжительности нагружения каждого образца. Устройство содержит ампулу, размещенную внутри нее пространственную раму с коромыслами и двумя парами плеч, расположенный по,оси симметрии ампулы шток с жесткими и качающимися упорами, тол катели и блоки с образцами. Через заданные промежутки времени перемещают ампулу вверх, а затем вниз на величину

1, при этом шток перемещается вверх на один из жестких упоров и воздействует на соответствующий толкатель, сдвигая его по направляющей и сбрасывая соответствующий активный захват с коромысла. Соответствующий блок образцов раэгружается, не изменяя условия испытания остальных блоков. После извлечения ампулы из реактора производят замеры деформации полэучести образцов в блоках с учетом продолжительности из нагружения в данном блоке. 2 ил, эталонных образцов, закрепленных в паре с исследуемыми образцами.

Недостатком устройства является низкая точность отсчета времени, обусловленная большим разбросом долговечности материала эталонных образцов.

Известно также устройство.для измерения деформации образца в процессе растяжения, включающее упоры, установленные с возможностью фиксации, ампулы внутри гильзы. Время достижения определенного уровня деформации задается оператором

1737319 путем использования средств системы малой аварийной защиты, Недостатком устройства является его низкая точность, обусловленная тем, что 5 оно предназначено для периодической подачи шариков отсчета времени и нуждается в шариках двух видов: одинакового диаметра для отсчета времени и диаметров, различа-, ющихся на постоянную величину, — для из- 10 мерения деформации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для неинструментованного испытания на ползучесть, содержащее 15 ампулу с крышкой и размещенную внутри нее раму в виде пространственной конструкции. Рама оснащена двумя парами расположенных в параллельных плоскостях плеч. Продольные оси пар перпендикуляр- 20 ны одна к другой и оси симметрии ампулы, В параллельных плоскостях расположены два коромысла, продольные оси которых также перпендикулярны оси симметрии ампулы и одна к другой. Одно коромысло по- 25 средством тяги установлено на крышке ампулы, а другое соединено с грузом. На каждом конце коромысла закреплен активный захват, Четыре блока захватов установлены параллельно оси симметрии ампульь 30

Каждый блок посредством другого активного захвата связан с соответствующим плечом рамы. Параллельно каждому блоку с зазором относительно активного захвата установлены стержни. 35

Недостатком устройства является низкая точность результатов испытания.

С целью повышения точности результа.тов за счет дискретного задания продолжительности нагружения групп образцов в. 40 блоках и увеличения достоверности испытаний путем увеличения количества образцов, испытываемых в идентичных условиях, устройство снабжено штоком, установленным с возможностью перемещения вдоль оси 45 ампулы по направляющим, На штоке расположены качающиеся упоры, взаимодействующие с направляющими, и жесткие упоры, взаимодействующие с толкателями. Количество толкателей соответствует количеству 50 активных захватов. Блоки захватов содержат четыре штыря, жестко закрепленных на соответствующих стержнях. Каждое коромысло выполнено со сквозным отверстием, охватывающим шток и жесткие упоры, а 55 каждый из толкателей установлен параллельно продольной оси соответствующего коромысла или плеча рамы с возможностью перемещения вдоль нее и взаимодействия с соответствующим жестким упором, На фиг. 1 схематически изображено устройство; на фиг. 2 — график изменения деформации образцов.

Устройство содержит ампулу 1 с крышкой, помещенную в гильзу 2 вертикального канала ядерного реактора. Внутри ампулы, концентрично ее оси симметрии, размещена рама 3, выполненная в виде пространственной конструкции, Рама оснащена двумя парами плеч а, расположенных в параллельных плоскостях. Продольные оси этих пар плеч перпендикулярны одна к другой и оси симметрии ампулы 1. В параллельных плоскостях расположены два коромысла, верхнее 4 и нижнее 5, продольные оси которых также перпендикулярны оси симметрии ампулы и одна к другой. На каждом конце коромысел 4 и 5 закреплены четыре активных захвата 6. Верхнее коромысло 4 посредством шарниров б верхней тяги 7 закреплено на крышке ампулы 1, а нижнее коромысло 5 посредством нижней тяги 8 шарнирно соединено с грузом Р, Четыре блока захватов I — IV установлены параллельно оси симметрии ампулы 1, Каждый блок посредством другого активного захвата 6 связан с соответствующим плечом а рамы 3. Для блоков I u III зто верхние плечи, для блоков II u IV — нижние. Параллельно блокам захватов с зазором Л между соответствующим плечом а рамы 3 и верхним 4 или нижним 5 коромыслами установлены стержни 9. На чертеже соединения активных захватов 6 и стержней 9 с нижним . плечом а рамы 3 блока IV, а также с нижним коромыслом 5 блока III не показаны. На каждом стержне 9 закреплен штырь в, свободный конец которого помещен в отверстие, расположенное посредине гирлянды 10.

Каждая гирлянда 10 содержит две группы последовательно соединенных образцов, На чертеже показаны группы, каждая из которых состоит из четырех образцов с различными сечениями, обеспечивающими заданные уровни напряжения. Каждый образец нагружен одинаковой нагрузкой Р/2, Общее количество образцов назначают кратными восьми, т.е, 32; 48; 56 и т.д.

Устройство снабжено штоком 11, установленным с возможностью перемещения вдоль оси ампулы 1 в нижней 12 и верхней

13 направляющих. Нижняя направляющая

12 выполнена в виде очка, которое посредством кольца 14 шарнирно соединено с распорным стержнем 15, выполненным из материала с резко уменьшающимся при температуре активной зоны пределом прочкости. Распорный стержень 15 оснащен двумя пружинами 16 сжатия, Внешние концы распорного стержня 15 помещен,ы в окна

1737319

В результате восьми возвратно-посту-, 10 пательных движений с шагом через интервалы времени Лт разгружают все группы

30

35 материала с резко уменьшающимся при 40 у известных устройств. температуре активной зоны пределом прочности, под действием пружин 16 разрушается и опоры 17, прижимаясь к внутренней поверхности гильзы 2, фиксируют ампулу 1 в определенном положении, Через заданные интервалы времени с помощью средств малой аварийной защиты ампулу 1 перемещают вверх на расстояние

Ь1, равное ширине окна г стенки ампулы, а затем вниз на зто же расстояние. При пере- 5 мещении ампулы 1 вверх один иэ качающихся упоров 18 нижним срезом упирается в верхний торец нижнего направляющего очка 12. При этом шток 11 перемещается вверх на один из жестких упоров 19 и, воздействуя на внутренний конец толкателя 20, сдвигаетего по направляющим 21 к периферии. Внешний конец толкателя 20 сбрасывает соответствующий активный захват 6. На

Формула изобретения

55 г стенки ампулы шириной Л1 и оснащены упорами 17, расположенными между внешней поверхностью ампулы 1 и внутренней поверхностью гильзы 2, Шток 11 в своей верхней части оснащен качающимися упорами 18, установленными с возможностью прохода через нижнее 12 и верхнее 13 направляющее очко в одну сторону. На нижней части штока 11 закреплены

8 жестких упоров 19, которые расположены с возможностью взаимодействия с толкателями 20, установленными в направляющих

21, параллельных соответствующим верхнему 4 и нижнему 5 коромыслам или плеч а рамы 3.

Внешние концы толкателей 20 контактируют с активными захватами 6 с возможностью сброса их с соответствующих коромысел или плеч а рамы 3.

Устройство работает следующим образом.

Ампулу 1 помещают в гильзу 2 вертикального канала ядерного реактора. Груз Р, приложенный к нижней тяге 8, через шарниры б воздействует на нижнее коромысло

5 и установленные на нем активные захваты

6, и нагружает гирлянды 10 блоков 1I и II!, Нагрузка, равная Р/2 на каждый образец, через верхние активные захваты 6 передается на верхние плечи а рамы 3. При этом нижние плечи а рамы 3 перемещаются вниз и через нижние активные захваты 6 нагружают гирлянды 10 блоков II u IV. Верхние активные захваты 6 этих гирляндустановлены на верхнем коромысле 4 и через шарниры б верхней тяги 7 соединены с крышкой ампулы 1.

В результате разогрева теплоносителя распорный стержень 15, выполненный из чертеже показан сброшенным с верхнего плеча а рамы 3 верхний активный захват 6 блока 1. Верхняя группа образцов соответствующей гирлянды 10 при этом разгружается. Нагружение нижней группы образцов продолжается, так как сохранность силовой цепи обеспечивается стержнем 9 при выбранном соответствующем зазореА образцов.

Обработку результатов испытания производят после извлечения ампулы из реактора на основании измерения деформаций образцов.

На фиг. 2 для фиксированных значений времени испытаний через интервалы Лтотложены величины деформации образцов. имеющих заданные, например четыре, уровни напряжения.

Применение предлагаемого устройства позволяет производить испытания конструкционных материалов неинструментованным методом без вывода коммуникаций в труднодоступных условиях, например, в активной зоне высокоинтенсивного ядерного реактора или в условиях весьма агрессивных сред и высоких температур.

В отличие от известных предлагаемое устройство имеет высокую точность отсчета времени, определяемую точностью работы оператора по выполнению восьми движений за время кампании, например, в 100 сут.

При этом точность отсчета времени не зависит от рассеивания долговечности эталонных образцов.

Надежность в работе устройства вследствие его простоты значительно выше, чем

Устройство для испытания образцов на полэучесть в труднодоступных условиях, содержащее ампулу с крышкой, размещенные внутри ампулы раму в виде пространственной конструкции с двумя парами расположенных а параллельных плоскостях плеч, продольные оси пар которых перпендикулярны одна к другой и оси симметрии ампулы, расположенные в параллельных плоскостях два коромысла, продольные оси которых также перпендикулярны к оси симметрии ампулы и одна к другой. закрепленные на каждом конце коромысла четыре активных захвата, шарнирно закрепленные на коромысле и крышке ампулы тяги, закрепленный на другом коромысле груз, че1737319 тыре блока захватов для образцов, каждый из которых установлен параллельно оси симметрии ампулы и шарнирно связан с соответствующими активным захватом и плечом, и установленные параллельно каждому 5 блоку с зазором относительно активного захвата и плеча стержни, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения достоверности испытаний путем увеличения количества образцов, испытываемых в идентичных 10 условиях, и точности за счет дискретного задания продолжительности нагружения групп образцов в блоках, установка снабжена установленным с возможностью перемещения вдоль оси ампулы штоком с 15 направляющими, установленными на нем с возможностью взаимодействия с направляющими качающимися упорами, жесткими упорами и взаимодействующими с жесткими упорами толкателями по количеству активных захватов и плеч соответственно, четырьмя штырями, жестко закрепленными на соответствующих стержнях и шарнирно связанных с соответствующими блоками захватов, каждое коромысло выполнено со сквозным отверстием, охватывающим шток и жесткие упоры, а каждый из толкателей установлен параллельно продольной оси соответствующего коромысла или плеча рамы с возможностью перемещения вдоль нее и взаимодействия с соответствующим жестким упором, 1737319

Щ й7 номера блоков верхние группы образцов

Фиг.2. нижние группы образцов

Составитель Г.Гаврилов

Техред M,MîðãåHòàë Корректор С.Черни

Редактор Э.Слиган

Заказ 1886 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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