---

Для измерения температуры образцов применяют хрсимель- алюмелевые термопары типа ТХА по ГОСТ 3044.

Рекомендуется применять термопары с термоэлектродами диа­метром 0,5 мм для измерения температуры газов и 0,2 мм — для измерения температуры образцов.

1. 1. 2. В качестве вторичных приборов применяют электрон­ные самопишущие потенциометры класса точности не ниже 0,5 со временем прохождения указателем всей шкалы 1 с.

      3. При измерении температуры образцов в процессе тер- мометрирования должна осуществляться синхронизация показа­ний термопар, регистрирующих температуру реперных точек об­разца и газового потока.

      4. Термопара газового потока устанавливается на расстоя­нии не более 20 мм от кромок первого ряда образцов в центре испытательной камеры (см. черт. 3).

   2. Допускается измерение и регистрация температуры газо­вого потока и образцов при помощи аппаратуры, отличной от указанной в п. 3.7, при условии соблюдения требований по точно­сти и синхронности измерений.

2. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

   1. В пределах намеченной серии испытаний режим нагру­жения, химический состав газового потока и признак разрушения должны быть одинаковыми.

   2. Контроль и регистрация температуры газового потока осуществляется в течение всего процесса испытаний.

Отклонение температуры газового потока в цикле огг заданной по условиям испытаний не должно превышать 2% при темпера­туре до 500°С и 1,5%—свыше 500°С. Отклонение длительности полуциклов нагрева и охлаждения от заданных по условиям ис­пытаний не должно превышать 2%.

Периодичность осмотра определяется параметрами нагруже­ния, коррозионной активностью газового потока, ожидаемой долговечностью образца и требуемой точностью определения дол­говечности.

1. 4. Образцы испытывают до момента выявления трещин, от­вечающих требованиям п. 4.3, или до базового числа циклов.

   5. Образцы, если это не определено условиями испытаний, размещают таким образом, чтобы они подвергались одинаковым воздействиям. Для исключения систематической погрешности, обусловленной отклонением параметров газового потока в пре­делах допуска, образцы следует периодически менять местами.

   6. Количество образцов на каждый уровень варьирования параметров цикла нагружения должно быть не менее трех. До­пускается проводить испытания без дублирования опытов при условии, что для построения одной кривой термоусталости испы­тывается не менее 10 образцов.

2. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

   1. Исходные данные и результаты испытаний каждого об­разца фиксируют в протоколе испытаний (приложение 7), а ре­зультаты испытаний серии испытания образцов — в сводном про­токоле испытаний (приложение 8).

   2. Характеристики термоусталости определяют по длитель­ности нагружения (числу циклов, времени нагружения) до об­разования трещины, принятой в качестве признака разрушения по п. 4.3.

   3. Если первоначально обнаруженная трещина имела дли­ну, превышающую значение, принятое по п. 4.3, число циклов (время) до разрушения определяется линейной экстраполяцией кривой роста трещины на длину, принятую в качестве признака разрушения по п. 4.3 (чер'т. 4) с учетом характера дальнейшего роста трещины на основании не менее трех измерений, но не ме­нее числа циклов последнего ормотра, при котором длинная тре­щина не была обнаружена.По результатам испытаний на термоусталость строят кри­вые термоусталости в логарифмических или полулогарифмических координатах: число циклов до образования трещины N— размах деформаций 2е_а или напряжений 26_а.

При обработке результатов испытаний фиксируют:

1. максимальную Т_шах и минимальную Т_т-т температуру кром­ки образца в цикле;

2. частоту (длительность) цикла;

3. асимметрию цикла по деформациям R_s или напряжениям

4. тип топлива и концентрацию других агрессивных компонен­тов;

5. параметры, характеризующие особенности структуры и ани­зотропию свойств материала;

6. характеристику покрытия (тип, толщина).

Схема экстраполяции кривой роста трещин на длину, 'принятую в качестве признака разрушения

7. 3.1. Результаты испытаний исключаются:

при превалирующем коррозионном или эрозионном повреж­дении;

при сколе покрытия в рабочей части образца до образования трещины термической усталости.

8. 3.2. При проведении исследовательских испытаний допуска­ется обобщение результатов в координатах, отличных от ука­занных в п. 4.2.

1. 1. Кривые термической усталости строят методом графиче­ского интерполирования экспериментальных результатов по ГОСТ 25.502 или по способу наименьших квадратов.

   2. Общие требования к стаїтистической обработке испытаний определены ГОСТ 25.502.

2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

1. 1. Оборудование, используемое при проведении испытаний, должно соответствовать общим требованиям безопасности по ГОСТ 12.2.003.

2. При проведении испытаний уровни опасных и вредных факторов в производственных помещениях и на рабочих местах не должны превышать величин, установленных ГОСТ Г2.1.003 и ГОСТ 12.1.005.ПРИЛОЖЕНИЕt

Справочное

ПОЯСНЕНИЯ К ТЕРМИНАМ, ПРИМЕНЯЕМЫМ В СТАНДАРТЕ

Термическая усталость — процесс накопления повреждений, приводящих к разрушению материала при циклических теплосменах от действия термических самоуравиовешенных по сечению и структурных циклических напряжений.

Термические напряжения — напряжения, возникающие вследствие статиче­ской неопределимости при неравномерных нагревах и охлаждениях образцов, на которые наложены внешние механические связи.

Рабочая часть образца — участок образца, в точках которого, равноуда­ленных от кромки образца, в любой момент времени нагрева (охлаждения) наблюдается отклонение температур не более 1%.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2'

Справочное

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ КРОМКИ
КЛИНОВИДНОГО ОБРАЗЦА

Приспособление предназначено для шлифования закругленной кромки кли­новидного образца с точностью не ниже 10-го квалитета ГОСТ 25347.

Принцип действия приспособления основан на вращении образца вокруг центра О и расположения образующей абразивного круга на удалении от ос» вращения образца, равном требуемому радиусу закругления (черт. 5).

1 — опора; 2 — стол шлифовальное* станка; 3, 4 -— полуоси; 5 — образец

Черт. 5Конструкция приспособления изображена на черт, 6,

Черт, 6

Опора приспособления 1 устанавливается на столе плоскошлифовального станка. В опоре соосно расположены две полуоси 3 и 4. Образец 5 устанавли­вается в полуосях в клиновидных пазах 6, выполненных с углом раствора, рав­ным углу раствора образца. Геометрические размеры пазов и их положение относительно оси вращения полуосей 3 и 4 определяются с учетом угла раство­ра образца и требуемого радиуса его закругления. Образец фиксируется при помощи прижимов 7. Вращение образца, закрепленного в полуосях, осуществ­ляется при помощи рукоятки 8 и шестерни 9, установленной на полуоси 4, Для ограничения угла поворота образца на полуоси 3 имеется выступ, который в крайних положениях соприкасается со сменным упором 10, установленным на опоре 1. Размеры сменного упора выбираются в соответствии с углом кли­новидного образца. Абразивный круг выставляется при помощи мерительных плиток таким образом, чтобы расстояние от стола до нижнего края круга со­ставило

H=H₀+R,
где — расстояние от оси вращения полуоси до стола 2, определенное при
помощи индикатора и мерительных плиток с точностью 0,01 мм;

R — требуемый радиус закругления кромки модели.

Шлифовку закругленной кромки клиновидного образца выполняют, вра­щая рукоятку 8.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное

КЛИНОВИДНЫЙ ОБРАЗЕЦ ДЛЯ УСТАНОВКИ ТЕРМОПАР

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Рекомендуемое

АЛГОРИТМ И ПОДПРОГРАММА ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕПЛОВОГО И
ТЕРМОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ
КЛИНОВИДНОГО ОБРАЗЦА

2. Алгоритм расчета теплового и термонапряженного состояния клиновидного •образца при нестационарном тепловом воздействии построен на базе экспери­ментального определения граничных условий теплообмена 1-го рода и числен­ного решения задач теплопроводности и термоупругости для среднего по высоте сечения образца.

3. Для решения задачи численными методами и обеспечения требуемой точности расчета рекомендуется неравномерное разбиение сечения образца на блоки таким образом, чтобы размер блоков в области максимальных градиен­тов температуры, т. е. в области цромки образца, был достаточно мал.

Пример разбиения клиновидного образца на блоки приведен на черт. 8.

Схема членения сечения клиновидного образца на блоки

Черт. 8

Границы блоков образуются равномерно нанесенными лучами клина и неравномерно распределенными дугами окружности радиуса Qi. Радиус границы первого блока определяют из условия равенства площади F_t и Г₂, т. к. закруг­ление кромки Раменяется эквивалентными по площади элементами принятой формы и определяется по формуле

Pi=R

2 ctg ?/2—

где R — радиус закругления кромки образца;

<р—угол раствора клиновидного образца в радианах.

Радиусы границ блоков выбирают из соображения упрощения решения задачи теплопроводности и вычисляют по формуле

Р=Р,-_Г<Л

1

/ /

где а= — коэффициент, определяющий шаг сетки по хорде;

Pl 1

L — длина хорды клиновидного образца (или I (черт. 1) в случае образца с прорезью);

/ — число блоков по длине хорды образца (выбирается про­извольно).

4. Граничные условия теплообмена первого рода задаются в виде значе­ний температуры в центрах тяжести (ц. т.) граничных блоков и интерполи­руются графическим или аналитическим методами на основании результатов измерения температуры поверхности образца в реперных точках. Радиусы ц. т, граничных блоков вычисляют по формуле

Р_ц.т./=2_Р/ (rf3-l)/3 (^-1).

5. Для определения температурных полей по сечению клиновидного образ­ца при симметричном относительно боковых граней теплообмене с внешней средой может быть использовано 'решение нелинейного уравнения нестацио­нарной теплопроводности в конечно-разностной постановке, основанное на ме­тоде элементарных тепловых балансов.

Для граничных условий 1-го рода оно 'может быть записано в виде:

^Ok, _M+T_k, _t+B-T_{k + li},.)Решение уравнения теплопроводности, 'например, итерационным методом позволяет получить искомое распределение температуры по сечению образца для заданных моментов времени.

6. На основании полученного по п. 4 распределения температур по сече­нию образца рассчитывают термические напряжения для заданных моментов времени.

7. Номинальные деформации рассчитывают по уравнению теории термо­упругости при допущениях: справедливости стержневой теории, симметрично­сти температурного поля относительно граней клиновидного образца, отсутст­вия внешних механических воздействий.

Уравнение имеет вид:

2 f l^ak, I

k I ,

‘ ⁺

$

iE_ktlF_{k> z}R I

^TU, I'

■^ak,

$ ’I*, i^Ek, t?k, i^ak, і ^Tk, і k I

где T_k'i — температура k, i-ro блока в момент времени і+бі;

Ek.i— модуль Юнга материала при температуре T_hit-,

a_k.i — температурный коэффициент линейного расширения k, і-го блока.

Координата центра тяжести k, і-го блока rj^.i в приведенной системе коор­динат riO'S (черт. 8) определяется по формуле

А. і

_хk і

^к’¹

k і

<

«є X_k, і=Рц.т i^cos

—координата центра тяжести

k, і-го р / k—0,5

2 ~ k блока в координатах ХОУ.»

8. Номинальные термические напряжения рассчитывают по соотношению:

9. °*, і—Е/г, i^zk, fПОДПРОГРАММА РАСЧьТА 'ІЁП-ЧОВОІ’О п ТЕРМоНАПРяЖЕННоГо СОСТОЯНИЯ КЛИНОВИДНОГО ОБРАЗЦА