УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОРРОЗИОННОГО РАСТРЕСКИВАНИЯ В СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ СРЕДАХ
DEVICE FOR INVESTIGATION FOR STRESS-CORROSION CRACKING IN HYDROGEN SULPHIDE CONTAINING MEDIA

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к исследованиям металлов на коррозионное растрескивание в сероводородсодержащих средах.
Известна установка для исследования коррозионного растрескивания в водородсодержащих средах (патент РФ №1606914 «Установка для исследования коррозионного растрескивания в водородсодержащих средах», G01N 17/00, опубликовано 15.11.1990), содержащая ячейку со сквозным диаметральным отверстием для среды, герметично разделенную перегородкой на две части, рабочую с захватами для крепления образца и нагрузочную, в которой установлен шток с поршнем, связанный с активным захватом, с целью упрощения конструкции и расширения возможностей путем обеспечения испытаний при любых давлениях агрессивной среды, отверстие выполнено в рабочей части, а стенки нагрузочной камеры и перегородка выполнены из водородопроницаемого материала.
Недостатком этой установки является низкая точность испытаний, так как при осевой нагрузке, вместе с образцом растягивается шток и система захватов, которые создают погрешность при определении сравнительных коррозионно-механических свойств материалов. Отсутствие возможности испытать образец на действие различных температур с их контролем в необходимых диапазонах, также является недостатком этой установки.
Целью изобретения является устранение недостатков известного устройства путем упрощения конструкции, расширения технологических возможностей для исследований металлов на коррозионное растрескивание в сероводородсодержащих средах и повышения точности исследований.
Для достижения указанной цели устройство содержит ячейку, изготовленную из коррозионно-стойкой стали, с герметично закрывающейся крышкой с расположенными на ее поверхности пазами для закрепления в них одного конца испытуемого образца и подвижный поршень с резьбовым соединением для закрепления в нем второго конца испытуемого образца.
Подвижный поршень разделяет герметичную ячейку на нижнюю часть - рабочую камеру ячейки для испытания образцов и верхнюю - демпфирующую камеру для создания воздушной подушки и свободного хода поршня.
С целью набора и фиксации давления в рабочей камере ячейки, на крышке ячейки предусмотрена манометрическая сборка, состоящая из манометра и игольчатого вентиля. Сероводородсодержащий газ под давлением проходит через игольчатый вентиль манометрической сборки и поступает в рабочую камеру ячейки. Под действием давления газа подвижный поршень создает растягивающие напряжения в испытуемом образце. В момент разрушения испытуемого образца подвижный поршень перемещается в крайнее верхнее положение и происходит изменение давления в рабочей камере ячейки, фиксирующееся манометром манометрической сборки.
С целью предотвращения удара подвижного поршня о верхнюю часть ячейки при разрушении образца, демпфирующая камера ячейки снабжена сбросным игольчатым вентилем с манометром, который в закрытом положении создает в демпфирующей камере воздушную подушку и препятствует резкому выбросу из нее воздуха при движении поршня вверх. По изменениям показаний манометров, при проведении исследований, дополнительно можно судить о герметичности уплотнений подвижного поршня.
Для проведения исследований по влиянию температуры на стойкость металла к коррозионному растрескиванию в сероводородсодержащих средах, ячейка оборудована электрическим греющим кабелем.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображено устройство для исследования коррозионного растрескивания в сероводородсодержащих средах.
Устройство для исследования коррозионного растрескивания в сероводородсодержащих средах содержит ячейку 1 с герметично закрывающейся крышкой 2 с расположенными на ее поверхности пазами 3 для закрепления в них одного конца испытуемого образца 4 и подвижный поршень 5 с резьбовым соединением 6 для закрепления в нем второго конца испытуемого образца 4. Подвижный поршень 5 разделяет герметичную ячейку 1 на рабочую камеру 7 и демпфирующую - 8. С целью набора и фиксации давления в рабочей камере 7, в герметично закрывающейся крышке 2 предусмотрена манометрическая сборка 9, состоящая из манометра 10 и игольчатого вентиля 11. Демпфирующая камера 8 снабжена сбросным игольчатым вентилем 12 с манометром 13. Герметичность подвижного поршня 5 обеспечивается эластомерными уплотнениями 14. Нагрев ячейки осуществляется электрическим греющим кабелем 15. На чертеже не указаны уплотнительные элементы крышки ячейки и резьбовое соединение крышки и ячейки.
Устройство работает следующим образом.
В резьбовое соединение 6 подвижного поршня 5, закручивают один конец образца 4, после чего второй конец образца 4 вставляется в пазы 3 герметично закрывающейся крышки 2. Далее герметично закрывающуюся крышку 2 с закрепленным образцом 4 накручивают на нижнюю часть ячейки 1, тем самым герметизируя ее. Включают обогрев ячейки 1 электрическим греющим кабелем 15. Закрывают сбросной игольчатый вентиль 12 и через игольчатый вентиль 11 манометрической сборки 9 подают сероводородсодержащий газ под давлением в рабочую камеру 7, контролируя давление по манометрам 10 и 13. Поступающий в рабочую камеру 7 газ повышает давление и перемещает поршень 5, создавая растягивающие напряжения в образце 4.
В момент разрушения испытуемого образца 4 подвижный поршень 5 перемещается в крайнее верхнее положение и происходит уменьшение давления в рабочей камере 7, фиксирующееся манометром 10 манометрической сборки 9, а в демпфирующей камере 8 происходит увеличение давления, фиксирующееся манометром 13.
После фиксации разрушения образца 4, открывают игольчатые вентили 11 и 12, выпуская остаточный газ из рабочей камеры 7 и воздух из демпфирующей камеры 8. Откручивают крышку 2 и извлекают образец 4.
Предлагаемое устройство позволяет проводить испытания на коррозионное растрескивание в сероводородсодержащих средах с высокой степенью точности при различных растягивающих напряжениях и температуре.