<<
>>

22.1. Определение микротвёрдости и микрохрупкости

Физико-механические свойства ТГИ зависят от их строения, т.е. от характера связи между атомами в молекулах и плотности упаковки последних, а также от трещиноватости, пористости, влажности, содержания, характера распределения минеральных примесей и других факторов.

Учитывая ярко выраженную неоднородность состава и характеристик поверхности ТГИ, важно применять такой способ оценки их механических свойств, который позволил бы испытывать минимальные, следовательно, однородные по свойствам участки образцов ТГИ. Таким способом является метод определения микротвёрдости и микрохрупкости, регламентированный ГОСТ 21206-75. Настоящий стандарт распространяется на каменные угли и антрацит и устанавливает методы определения микротвёрдости и микрохрупкости витринита каменных углей и антрацита в аншлиф-брикетах и аншлиф-штуфах. Сущность методов заключается в измерении диагонали квадратного отпечатка, оставшегося на поверхности испытуемого образца после вдавливания алмазного наконечника правильной четырехгранной пирамиды под постоянной нагрузкой, приложенной в течение определенного времени. Метод определения микротвёрдости и микрохрупкости углей и антрацита предназначен для сравнительной оценки их физико-механических свойств (механической прочности, размолоспособности, дробимости и т.д.) по малому количеству среднепластовой пробы. Определение микротвёрдости и микрохрупкости в аншлиф-брикетах Аншлиф-брикеты готовят в соответствии с ГОСТ Р 55663-2013. Для проведения испытаний применяют микротвердометры типа ПМТ-3 и его модификации. Испытуемый образец устанавливают на предметном столике прибора так, чтобы в процессе испытания он не смещался и не прогибался. Поверхность участка, подлежащего испытанию, должна быть установлена перпендикулярно направлению перемещения пирамиды при вдавливании. Принимаемый к испытанию на микротвёрдость участок не должен иметь видимых трещин.
Рабочую поверхность испытуемого изделия смазывают иммерсионным маслом. Для этого на поверхность наносят одну-две капли масла и растирают тампоном до образования тонкой сплошной пленки. Смазанный аншлиф-брикет выдерживают при комнатной температуре 1-2 суток, после чего проводят испытания. При испытании на микротвёрдость применяют нагрузки: 0,196 Н (0,020 кгс) – для углей и 0,392 Н (0,040 кгс) – для антрацита. Количество отпечатков при испытании на микротвёрдость определяют в зависимости от требуемой точности окончательного результата, но оно должно быть не менее 30. При испытании на микрохрупкость применяют переменные нагрузки от 0,020 Н (0,002 кгс) до 1,960 Н (0,200 кгс) с шагом 0,020 Н (0,002 кгс) для каменных углей и от 0,294 Н (0,030 кгс) до 1,960 Н (0,200 кгс) с шагом 0,049 Н (0,005 кгс) – для антрацита. Количество отпечатков при каждой нагрузке должно быть равным 20. Измерение от меньших нагрузок к большим заканчивают при нагрузке, вызывающей появление сколов и трещин у всех отпечатков. Нагружение осуществляют вручную, плавно, без толчков в течение 10 с. Продолжительность выдержки под нагрузкой – 5 с, снятие нагрузки – 10 с. Измерение диагоналей отпечатков выполняют на микроскопе в светлом поле с точностью одного наименьшего деления шкалы. Испытания проводят при температуре 20±5°С. Число твёрдости (Н) в МПа вычисляют по формуле:

Н = sin(α/2) · 2Р/a2= 1,8544 · Р/a2, (22.1)

где P – нагрузка на пирамиду, кгс;

α – угол между противоположными гранями пирамиды при вершине, равный 136°; а – длина диагонали после снятия нагрузки, мм. Контроль точности осуществляют по величине допустимого расхождения между двумя параллельными определениями средних значений микротвёрдости на одном аншлиф-брикете. Допустимое расхождение между параллельными определениями средних значений микротвёрдости по витриниту не должно превышать 5% относительных. Число хрупкости (N) в процентах вычисляют по формуле:

N = ∑2qn ·100 /(Pn +Pn-1)(Nn – Nn-1), (22.2)

где Pn – нагрузка в n-й серии опытов; Nn – число отпечатков с трещинами и сколами в n-й серии опытов; qn – общее количество отпечатков в n-й серии опытов.

Контроль точности осуществляют по величине допустимого расхождения между двумя параллельными определениями микрохрупкости, которое не должно превышать 5%. Определение микротвёрдости и микрохрупкости в аншлиф-штуфах проводится аналогично. Микротвёрдость определяют на двух полированных поверхностях, параллельных и перпендикулярных слоистости. Установлено, что каменные угли, как правило, обладают большей микротвёрдостью, чем бурые угли (в подмосковном буром угле она равна 60 МПа). Наи­меньшей микротвёрдостью характеризуются угли марки Д (140-180 МПа); для газовых углей она возрастает, затем в углях марок Ж, К и ОС примерно одинакова, но при переходе к тощим углям и антра­цитам микротвёрдость резко повышается (составляя в последних в среднем 910 МПа). В ряду метаморфизма в направлении от стадии бурых углей к ста­дии антрацита микротвёрдость витринита возрастает в 5 раз, причем особенно значительно на стадиях тощих углей и антрацита. Микротвёрдость инертинита колеблется от 300 до 800 МПа, но в процессе метаморфизма она изменяется мало. Компоненты группы липтинита имеют небольшую микротвёрдость. В длиннопламенных углях микротвёрдость споринита равна 130-150 МПа, возрас­тая на стадии газовых и жирных углей до 150-240 МПа.

<< | >>
Источник: Самойлик В.Г.. Классификация твёрдых горючих ископаемых и методы их исследований: [монография] / В.Г. Самойлик. – Харьков: Водный спектр Джи-Ем-Пи,2016. – 308 с.. 2016

Еще по теме 22.1. Определение микротвёрдости и микрохрупкости:

  1. Статья 55. Лишение права занимать определенные должности или заниматься определенной деятельностью
  2. Статья 63. Лишение свободы на определенный срок
  3. Статья 102 Лишение свободы на определенный срок
  4. Статья 375. Постановление судьей (судьями) заведомо неправосудного приговора, решения, определения или постановления
  5. Злостное уклонение от предоставления инвестору или контролирующему органу информации, определенной законодательством Российской Федерации о ценных бумагах (ст. 1851 УК РФ)
  6. Гражданско-правовые нормы антимонопольного законодательства упорядочивают договорные связи, запрещая определенные типы
  7. Достаточно сложным является вопрос о количественном определении концентрации рыночной
  8. Не позднее 30-дневного срока со дня подписания контракта заказчик направляет поставщику и покупателю (определенному заказчиком)
  9. В определенных случаях должны применяться также тарифы, установленные или регулируемые
  10. По договору найма потребительная стоимость продается по частям каждый раз на определенный срок.
  11. Обладатель ноу-хау обязан передать покупателю ноу-хау путем вручения ему по акту описания ноу-хау в определенный день после
  12. П.), в сношениях с которыми коммуникативные навыки выступают в качестве определенных слагаемых
  13. Если сделать более-менее широкое обобщение, то каждый из нас в целом или в определенных ситуациях задействован,
  14. В связи с этим в регулирование экономической жизнедеятельности существуют определенные обязательства и запреты. К таковым в первую
  15. В целом можно согласиться с данным определением, подчеркнув только его «укорененность»
  16. Отказ в регистрации организации возможен только по следующим основаниям: а) непредставление определенных законом
  17. Течение срока, определенного периодом времени, начинается на следующий день после календарной даты или наступления события,
  18. Учет вины субъектов (участников) правоотношения при определении размера гражданско-правовой