Об особенностях и закономерностях температурных испытаний материалов

Машины стандартной серии РКМ и прецизионной серии РКМ svo универсальны и служат для исследования поведения материалов или готовых изделий не только в нормальных условиях, но и в условиях пониженных или повышенных температур. Подобные искусственные условия позволяют воссоздать условия реальной жизни и оценить их воздействие на исследуемые материалы. Таким образом использование систем температурных испытаний является абсолютно необходимым и важным, потому что многие объекты, установки, механизмы или прочие устройства, созданные человеком, работают в различных природных условиях. В рамках универсальных испытательных приборов наиболее широко себя зарекомендовали именно камеры для температурных испытаний, а именно криокамеры, термокамеры или комплексные криотермокамеры.

Виды оборудования

Компания Эталон-Профит выпускает несколько модификаций систем температурных испытаний для универсальных испытательных приборов РКМ и РКМ svo:

• Криотермокамера серии СКС для испытаний материалов при отрицательных или положительных температурах с использованием открытого контура охлаждения на основе прямой передачи жидкого азота. Криокамера СКС имеет модификации от минус 80 до плюс 300 и от минус 150 до плюс 350 градусов Цельсия. Конструктивно выполняется в виде камеры четырехугольной прямой призматической формы. Систему СКС Клиент может заказать как в комплексном исполнении, так и в неполном конструктивном варианте при работе в области только отрицательных или только положительных температур.
• Криокамера серии СКС-М для исследований материалов при пониженных температурах с использованием закрытого контура охлаждения на основе движения хладагента (фреон R404a) по периметру камеры. СКС-М имеет только одну модификацию и работает от минус 30 до плюс 20 градусов Цельсия. Также конструктивно изготовлен в виде камеры четырехугольной прямой призматической формы.
• термокамера или точней распашная высокотемпературная электрическая печь серии СТС для испытаний материалов при повышенных или критических температурах. Электропечь СТС имеет модификации от плюс 300 до плюс 1100 градусов Цельсия и от плюс 200 до плюс 1200 градусов Цельсия. Конструктивно камера изготовлена в виде прямого кругового цилиндра.

Возможно использование систем температурных испытаний в составе копров маятниковых серии РКМ-К для испытаний материалов на динамическую прочность. Компания Эталон-Профит выпускает несколько модификаций таких систем для копров маятниковых:

• Криокамера с устройством автоматической подачи образцов в зону испытаний серии СНИ-П с использованием открытого контура охлаждения на основе прямой передачи жидкого азота. Камера СНИ-П имеет модификации от минус 80 до плюс 20 градусов Цельсия и от минус 150 до плюс 20 градусов Цельсия. Криокамера СНИ-П с автоподатчиком образцов встраивается непосредственно в конструкцию копра маятникового и является при использовании его составной и неотъемлемой частью.
• Криотермокамера серии КС для охлаждения или нагрева образцов с использованием закрытого контура охлаждения на основе движения хладагента (первый контур – фреон R404a; второй контур – R-23) по периметру камеры. Криокамера КС работает от минус 80 до плюс 100 градусов Цельсия. В качестве теплоносителя используется спирт при работе в области отрицательных температур или дистиллированная вода при работе в области положительных температурных показателей. Криотермокамера КС является самостоятельным элементом и не встраивается в конструкцию копра маятникового. В связи с этим она недостаточно удобна для переноса образцов из ванны криотермокамеры в зону испытаний копра. Тем более время перемещения образца после его выдержки в криокамере жестко регламентируется и устанавливается ГОСТ.

Нюансы проведения исследований

Особенности при проведении механических опытов над образцами в условиях температурных воздействий:

• после выхода камеры температурных испытаний в установившийся режим, то есть на рабочую температуру, должна быть гарантирована достаточная выдержка по времени для обеспечения корректного кондиционирования образца и оснастки. Причем чем более массивным является образец или оснастка (захват или приспособление), тем более длительной должна быть выдержка времени. для снижения уровня неравномерности распределения температур в рабочем объеме камеры температурных испытаний обязательно должен применяться вентилятор принудительного перемешивания воздуха. В особенности это касается систем серий СКС, СКС-М (для испытательных приборов РКМ и РКМ svo) и СНИ-П (для копров маятниковых РКМ-К). Обусловлено это тем, что данные системы имеют сравнительно большой объем испытательного пространства и только один канал регулирования температуры (один терморегулятор + один датчик).
• физически датчики температурных показателей в камерах системы обязательно должны располагаться в максимальной близости к испытываемому образцу. Это нужно для того, чтобы максимально точно обеспечить заданную температуру в зоне проведения опытов над образцом или готовым изделия.
• система высокотемпературных испытаний серии СТС с возможностью нагрева до 1200 градусов Цельсия не позволяет использовать вентилятор принудительного перемешивания воздуха для уменьшения температурных градиента и антиградиента. Поэтому в распашных электропечах серии СТС реализовано три независимых канала для регулирования показателей нагрева. Каждый канал регулирования включает собственные терморегуляторы и датчики температуры (размещены равноудаленно по высоте электропечи). Дополнительно возможно использование еще двух терморегуляторов и датчиков, контролирующих температуру непосредственно на испытываемом образце.
• при аттестации систем температурных испытаний определяется характеристика температурного градиента, показывающая нестабильность распределения температуры внутри камеры. Также важно помнить, что полная погрешность измерений температуры в камере суммируется из погрешностей самого датчика и терморегулятора.