УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ СЦЕПЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ НА ТРУБЕ ПРИ ОТСЛАИВАНИИ

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения прочности сцепления соединений полимерного покрытия с наружной поверхностью металлической трубы, может применяться для определения усилия, необходимого для отслаивания (отрыва) полимерных покрытий на трубах и трубопроводах на предприятиях различных отраслей промышленности, в частности при производстве антикоррозионных покрытий на трубы.
Из существующего уровня техники известен прибор Адгезиметр МТТ (Mobile Tensile Tester), опубликованный в каталоге 2018 г. фирмы COESFELD, выполненный в виде мобильного переносного устройства, оснащенного двумя двигателями и системой измерения усилия, первый двигатель перемещает аппарат по поверхности испытываемого образца с постоянной скоростью и поддержанием предписанного угла отрыва, второй двигатель отрывает полосу покрытия с основания, с определенной скоростью. Недостатками данного технического решения являются:
- вес устройства 19 кг - измерительный блок и 33 кг блок управления, причем измерительный блок требуется установить на верхнюю точку трубы, что затруднительно и небезопасно, так как верхняя точка наружной поверхности трубы статически неустойчивая;
- необходимость приобретения дополнительных удерживающих устройств для использования прибора;
- большие затраты времени на подготовительную операцию - монтаж удерживающего устройства, а также для испытания труб диаметром более 1000 мм необходимо применение грузоподъемного механизма с соблюдением требований охраны труда.
Наиболее близким по уровню техники и технической сущности является «Устройство для определения прочности сцепления полимерного покрытия на трубе при отслаивании», патент RU 2394224 С2, опубликован 10.07.2010 г., выполненное в виде компактного, мобильного устройства, состоящего из тележки, механизма вертикального перемещения, связанного с нагружателем посредством горизонтальных направляющих, закрепленных на вертикальной каретке, входящей в состав тележки, упомянутый нагружатель состоит из поводка с приводом от мотор-редуктора и упора, жестко связанных между собой под углом 45°, для обеспечения угла приложения нагрузки в момент испытания, равного 90°±10%. Недостатком данного технического решения являются:
- ограниченный диапазон типоразмеров испытуемых труб;
- затраты времени на подготовительные операции для выполнения требований к позиционированию устройства, т.е. 70 мм выше горизонтальной оси трубы;
- невозможность контроля за изменением угла отрыва во время испытаний или в случаях неверной предустановки;
- отсутствие функции изменения положения угла приложенной нагрузки.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение точности определения силы сцепления полиэтиленового покрытия к поверхности трубы путем обеспечения постоянства угла, приложенной нагрузки отрыва полиэтиленовой полосы, достигаемой применением двух упорных роликов, перемещающихся по наружной цилиндрической поверхности трубы, между которыми расположен зажим полиэтиленовой полосы с приложенной нагрузкой отрыва, направленной под углом 90° к касательной линии окружности, проходящей через точку отрыва.
Дополнительной технической задачей, решаемой предполагаемой полезной моделью, является снижение трудоемкости, повышение производительности труда при испытаниях за счет снижения времени на подготовительную операцию - позиционирование, увеличение диапазона типоразмеров труб для испытаний от 110 до 1420 мм.
Данные задачи решаются за счет того, что заявленная полезная модель выполнена в виде мобильного устройства, имеющего в составе тележку с установленным столом вертикального перемещения, на столе закреплен линейный модуль горизонтального перемещения каретки с закрепленной на ней консолью, шарнирно связанной с нагружателем, имеющим свободу вращения для обеспечения угла отрыва, упомянутый нагружатель, состоящий из линейного привода с кареткой и шарниром, к которому последовательно крепятся тензометрический датчик и зажим полиэтиленовой полосы, причем ось шарнира оснащена датчиком угла, способным следить за положением угла отрыва и выдавать сигнал на управление приводом стола вертикального перемещения, тем самым устанавливая положение угла отрыва равным 90°. Также нагружатель имеет возможность регулировки позиционирования в вертикальной плоскости относительно шарнира в консоли регулировочным винтом, воздействующим на положение угла в шарнире, связанного через рычаг с нагружателем посредством газовой пружины, предназначенной для уравновешивания нагружателя и возврата в исходное положение после окончания испытаний. Стол вертикального перемещения имеет возможность перемещаться в ускоренном режиме для быстрого позиционирования и управляется с панели сенсорного дисплея компьютера, выполненного в виде моноблока, закрепленного на пантографе. Так же на тележке закреплен шкаф управления.
Техническим результатом заявленной полезной модели является:
- повышение точности определения силы сцепления полиэтиленового покрытия к поверхности трубы путем применения функции стабилизации угла, приложенного усилия отрыва, при изменении положения линии отрыва относительно наружной поверхности трубы;
- снижение трудоемкости и повышение производительности труда при испытаниях за счет снижения времени на подготовительную операцию - позиционирование;
- расширение диапазона типоразмеров труб для испытаний от 100 до 1420 мм.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
фиг. 1 - общий вид устройства;
фиг. 2 - вид сверху;
фиг. 3 - положение устройства при испытании;
фиг. 4 - позиционирование устройства при испытаниях на трубах большого диаметра.
На фигуре 1 представлены основные элементы устройства, которое состоит из несущей части - тележки (поз. 1), на которой имеется стол вертикального перемещения (поз. 2) с закрепленной на нем консолью (поз. 3), шарнирно связанной с нагружателем (поз. 4). Ось (поз. 5) шарнира посредством рычага (поз. 6) связана с газовой пружиной для уравновешивания нагружателя. Нагружатель состоит из линейного модуля с подвижной кареткой (поз. 7) и шарниром, к которому последовательно крепятся тензометрический датчик (поз. 8) и зажим (поз. 9) полосы полимерного покрытия, причем ось шарнира оснащена датчиком угла (поз. 10). На неподвижной части линейного модуля имеется блок (поз. 11) с двумя упорными роликами. Упомянутый подъемный стол связан с подвижной частью штока актуатора (поз. 12). На передней части тележки имеется шкаф управления (поз. 13) и панельный компьютер (поз. 14) с сенсорным экраном.
Испытание происходит в автоматическом режиме, при смещении угла отрыва более чем на 2° от номинала 90° включается привод актуатора стола вертикального перемещения вниз или вверх для стабилизации угла отрыва.
Работа устройства:
- тележку перемещают к месту испытания;
- нагружатель подается в зону начала испытания: вертикальное перемещение управлением электроприводов с сенсорного экрана монитора, угол 90° выставляется регулировочным винтом, горизонтальное перемещение ленейным модулем на столе вертикального перемещения;
- позиционируют нагружатель на испытуемом образце, затем зажимают свободный конец полиэтиленовой полосы;
- подается команда «испытание», при этом включатся привод нагружателя - испытание начинается;
- испытание происходит в автоматическом режиме, при смещении угла отрыва более чем на 2° от номинала 90° включается привод актуатора стола вертикального перемещения вниз или вверх для стабилизации угла отрыва.