9. Определение плотности металла
Предлагается единый метод определения плотности сталей, из которых изготовлены детали и узлы теплоэнергетического оборудования.
Методика относится к элементам, которые эксплуатируются при рабочих напряжениях и повышенных температурах:
для углеродистой стали tраб -больше или равна 400°С;
для перлитной и ферритной стали tраб больше или равна 470°С;
для аустенитной, мартенситной и мартенсито-ферритной стали tраббольше или равна 525°С.
Методика определения плотности стали в исходном состоянии и после эксплуатации позволяет выявить динамику ее изменения на разных этапах работы теплоэнергетического оборудования. Плотность стали на каждом этапе эксплуатации оборудования определяется структурным и фазовым составом материала, а также уровнем его поврежденности.
9.1. Сведения о методе
9.1.1. Прецизионный метод определения плотности основан на гидростатическом взвешивании и заключается в последовательном взвешивании образца на воздухе и в жидкости, плотности которых известны. Метод позволяет определять плотность материала без фиксации его объема, что дает возможность оценить плотность образцов любой геометрической формы с заданной относительной погрешностью, не превышающей ±0,01%.
9.1.2. Схема установки для прецизионного определения плотности металлов представлена на рис. 6.
9.1.3. Установка включает в себя:
аналитические весы с погрешностью не более ±10-7кг;
ультратермостат, поддерживающий температуру рабочей среды с точностью не ниже ±0,05°С.
Рис. 6. Установка для прецизионного измерения плотности:
1 - аналитические весы; 2 - система подвесок образцов; 3 - сосуды с рабочей жидкостью;
4 - термометр для контроля температуры рабочей жидкости;
5 - вытяжной шкаф; 6 - ультратермостат
9.1.4. Рабочая среда, в которой производится взвешивание, должна обладать стабильной во времени плотностью; в течение 6 мес. плотность не должна изменяться более чем на ±0,1 кг/м3. При большем изменении плотности жидкость должна быть заменена.
9.1.5. Контроль плотности рабочей среды следует проводить не реже одного раза в месяц. В температурном интервале производства измерений должен соблюдаться линейный закон зависимости плотности от температуры.
9.1.6. Температура кристаллизации рабочей жидкости должна быть меньше 10 °С. Температура кипения рабочей жидкости должна значительно превышать температуру окружающего пространства при проведении взвешивания.
9.1.7. Рабочая жидкость должна обладать вязкостью менее 0,5 Па/с.
9.1.8. Система подвесок, состоящая из капроновых нитей, крепится к нижней поверхности чашек весов. На концах капроновых нитей закрепляются корзинки из платиновой проволоки. Масса подвесок правой и левой чашек весов не должна отличаться более чем на 10-5кг. Корзинки, погруженные в сосуды с рабочей жидкостью, не должны касаться дна сосудов, их стенок или выступать над поверхностью жидкости.
9.1.9. Сосуды с рабочей жидкостью представляют собой стеклянные цилиндры с двойными стенками, между которыми циркулирует вода.
9.1.10. Постоянство температуры жидкости в ультратермостате обеспечивается с точностью ±0,05 °С. Ультратермостат поддерживает температуру рабочей жидкости в сосудах за счет циркуляции воды между стенками цилиндров.
9.1.11. Контроль температуры воды и рабочей жидкости осуществляется термометрами с точностью ±0,05 ° С.