Máquina de teste de mecânica de rocha servoelétrica

Por quase meio século, os profissionais de testes geológicos têm usado o MTS como padrão da indústria para testes de rocha de alta precisão e confiabilidade.
Hoje, continuamos a usar mais de 40 anos de experiência para projetar e fabricar soluções inovadoras para todos os tipos de aplicações e orçamentos.Máquina de teste de mecânica de rocha servoelétrica。

Projeto preciso e confiável

VerificadoMáquina de teste de mecânica de rocha servoelétrica

Os sistemas de teste mecânico de rochas MTS 815 e 816 oferecem a solução totalmente integrada necessária para especialistas em materiais geológicos, configurados para testar todos os tipos de rochas em aplicações básicas e altamente complexas.

Estes sistemas foram projetados para testar tudo, desde areita macia até rochas frágeis de alta resistência, combinando uma estrutura de carga servo-hidráulica multifuncional com controles digitais J-True, software flexível e acessórios para testes de eixo único e de três eixos.

Esperamos que essas soluções completas ajudem você a gerenciar e controlar de forma eficaz as forças, pressões e temperaturas necessárias para a atual e rigorosa avaliação de materiais geológicos.

Sistema MTS 815

O sistema MTS 815 é ideal para testes de rochas de um e três eixos e é essencial para exploração e produção de combustíveis fósseis, mineração e pesquisa mecânica de rochas. Tem alta capacidade axial, com força de compressão nominal de até 4.600 kW e tensão nominal de até 2.300 kW.

No geral, sua estrutura de carga de alta rigidez, cabeça cruzada fixa e atuadores de uma extremidade tornam o sistema especialmente adequado para o estudo do comportamento pós-falha cuidadosamente controlado.

Sistema MTS 816

O sistema MTS 816 foi projetado para experimentos de pesquisa mecânica de rochas com amostras menores.

O sistema pode ser configurado para ensaios de corte de eixo único, trieixo ou direto, e sua estrutura compacta é fácil de instalar em laboratório.

O sistema 816 oferece menos potência do que o sistema 815, mas oferece uma maneira mais econômica de adicionar capacidade de teste de rochas ao seu projeto de laboratório.

Design modular flexível

Os sistemas de teste MTS 815 e 816 incluem muitas funcionalidades que ajudam os profissionais de teste a realizar testes mais amplos usando um único sistema. Os compartimentos permitem escolher entre uma variedade de tamanhos de amostra. O quadro de carga é pré-projetado para a instalação de unidades de três eixos. Dependendo das suas necessidades, outros acessórios podem ser facilmente instalados em várias configurações. Além disso, a MTS pode personalizar o sistema de acordo com necessidades específicas.

Sistema de teste MTS 815 com sensor de carga de três eixos tipo 656

Sistema de teste MTS 816 com corte direto

O MTS pode ajudá-lo a descrever adequadamente as características de amostras de rocha em condições de alta temperatura e alta pressão comuns em ambientes "subterrâneos".

Décadas de experiência em testes de rochas

A MTS tem mais sistemas de teste de rocha servo-hidráulicos de alta pressão instalados em todo o mundo do que outros fabricantes. Para projetar esses sistemas, trabalhamos com pesquisadores respeitados da indústria em mecânica de rochas e especialistas em modelagem geomecânica. Também aproveitamos o amplo conhecimento e experiência prática adquiridos em engenharia e fabricação de soluções de teste de alta qualidade em muitas outras indústrias de teste de materiais, desde aeroespacial até biomecânica.

Inovação Servohidráulica

A tecnologia de estrutura de carga servo-hidráulica é essencial para testes mecânicos de rochas. A MTS adotou esta tecnologia há várias décadas e continua a inovar em sistemas servo-hidráulicos. Os sistemas 815 e 816 representam o nosso conhecimento e experiência coletivos, e é por isso que eles são capazes de fornecer aos profissionais de testes a precisão e confiabilidade necessárias para realizar uma ampla e crescente variedade de testes mecânicos de rochas.

Serviços e suporte especializados

Para garantir que você tenha a ajuda de especialistas, a MT S oferece serviços, suporte e consultoria de grande escala e experientes em qualquer fornecedor de soluções de teste. Além do serviço e manutenção básicos, oferecemos engenharia de aplicações de profissionais que entendem os nuances dos testes de rocha. Nossa equipe também oferece gerenciamento completo do ciclo de vida para maximizar o retorno do seu investimento em tecnologia e ajudá-lo a atender às novas necessidades de teste da forma mais econômica possível.

Desenho Industrial Mundial

A estrutura de carga servo-hidráulica que compõe o núcleo dos sistemas 815 e 816 é o resultado de projetos mundiais de design industrial. Qualquer que seja o sistema que se adequa às suas necessidades, você pode realizar testes mecânicos de rocha de forma segura e eficiente em um ambiente estritamente controlado que enfatiza a certeza e a simplicidade de operação.

Tecnologia do sistema MTS

Tecnologias integradas para melhorar a precisão, confiabilidade e repetibilidade

O sistema de teste mecânico de rochas MTS oferece desempenho preciso, repetitivo e durável. O sistema de teste MTS, devido ao seu alto tempo de funcionamento e resultados confiáveis*, foi projetado, aperfeiçoado e ajustado para ajudar nossos clientes a enfrentar muitos desafios do mercado. Essa profundidade e extensão da experiência prática criam uma linha abrangente de produtos que permite que os profissionais de testes de rochas alcancem todos os objetivos de teste com uma única fonte confiável.

Quadro de carga de alta rigidez

No sistema Tipo 815, o conjunto da estrutura de carga inclui uma cabeça cruzada fixa, que é montada em duas colunas retangulares fixadas com parafusos na placa de fundo, formando uma estrutura extremamente dura, mas independente. Integrado na placa de fundo é um atuador de uma extremidade e de dois efeitos com um percurso de 100 mm (4 polegadas) para testes que exigem grandes deslocamentos. A estrutura é composta por dois sensores de feedback - um sensor de pressão diferencial (?P) e um transformador diferencial variável linear interno (LVDT), que é usado para controlar e medir o deslocamento do atuador.

As portas LexanTM resistentes ao impacto e os painéis traseiros deslizantes mantêm os escombros sem prejudicar a visibilidade.

No sistema Tipo 816, o conjunto da estrutura de carga inclui uma cabeça cruzada fixa, que é montada em quatro pilares fixados com parafusos na placa de fundo, formando uma estrutura rígida e independente que permite a inserção e retirada de amostras e fixações de vários tamanhos. O sistema utiliza o mesmo atuador de dupla ação de uma extremidade do sistema 815.

A área de teste é cercada por painéis Lexan de todos os lados, com a própria estrutura colocada em uma mesa rígida para configurar facilmente a altura de trabalho.

Distribuição hidráulica silenciosa e limpa

A unidade de potência hidráulica SilentfloTM (HPUS) oferece um desempenho superior em um volume compacto em condições de funcionamento extremamente baixas. Eles são pequenos e silenciosos e podem ser instalados em qualquer lugar do laboratório. Na verdade, o Silentflo HPUS tem uma intensidade de 30 dB (A), é mais silencioso do que o HPUS convencional e requer muito pouco espaço. Além disso, o sistema 815 vem com um conjunto de válvulas de serviço hidráulico (HSMS) instalado remotamente para reduzir a interferência com os resultados de medição acústica.

Função* do software

O software de aplicação mecânica MTS fornece um conjunto completo de modelos de teste para a sequência e análise de testes padrão especificados pela ASTM e ISRM. Estes modelos podem guiá-lo nos testes, na coleta de dados e na geração de relatórios. Com o software, você também pode criar facilmente seus próprios modelos personalizados. Baseado no software de aplicação da série MTS 793, o pacote de geomecânica MTS usa uma interface de usuário arrastar e soltar altamente flexível para simplificar os processos de teste padrão e não padrão de construção.

O controle da taxa de tempo de execução permite que você aumente ou reduza a taxa de carga ou tensão durante os testes para controlar mais rigorosamente os testes pós-falha e aumentar a produtividade.

O gráfico de tempo de execução mostra o feedback selecionado para monitorar continuamente o progresso dos testes.

Controle digital

FlexTest multifuncional ® Os controladores digitais oferecem a flexibilidade necessária para atender às necessidades de testes de espectro completo e se adaptar rapidamente aos padrões em evolução. Os controladores FlexTest são escaláveis e fáceis de usar, oferecendo controle de circuito fechado de alta velocidade, captação de dados, geração de funções e ajuste de sensores para testes mecânicos de rocha confiáveis de canal único e multi-canal em vários locais.

Acessórios de eixo único

Os pacotes de teste de eixo único podem ser usados para compressão, medição de tensão, medição de tensão periférica, alongamento indireto (teste brasileiro), alongamento direto e resistência à ruptura.

Estes pacotes de teste incluem fixações de teste e hardware associado, bem como sensores e software de aplicação.

Acessórios de três eixos

Os componentes de teste de rocha de três eixos MTS ajudam a realizar simulações de alta fidelidade de condições de campo, como alta pressão periférica, alta temperatura, fluidos porosos de alta pressão e vários estados de tensão da amostra, incluindo a extensão.

Os acessórios podem ser usados para suportar testes de três eixos, incluindo caminhos de tensão de compressão, deslizamento, alongamento e deformação.

Elongador de rocha

Projetado para medir a deformação das rochas em altas pressões e temperaturas, o estímetro MTS da série 632.9X oferece maior precisão, controle e durabilidade para revelar as propriedades de deformação de materiais geológicos.

Cortador Direto

Ampliação das capacidades do sistema Tipo 816 com o pacote de corte direto MTS integrado para que as amostras de rocha completa ou de rocha de corte em forma cilíndrica, prismática ou irregular sejam submetidas simultaneamente a tensões normais e de corte.

O pacote de teste inclui uma estrutura de força de carga rígida e compacta, um atuador de corte, um sensor de pesagem otimizado para corte direto e uma caixa de corte.

延伸能力

Os sistemas de teste mecânico de rochas MTS 815 e 816 foram projetados para aplicações especiais e exigentes.

Eles têm uma variedade de modelos e funções de força para oferecer alta precisão e confiabilidade em uma variedade de necessidades específicas de teste.

Sistema Tipo 815

» Pendurado

» A estrutura integrada é ideal para testar materiais frágeis

» Cabeça cruzada rígida

» Colunas retangulares

» Precisão, alinhamento em paralelo entre a cabeça cruzada e a superfície do atuador para garantir a carga correta.

» Porta de segurança frontal para acesso fácil ao espaço de teste

» Sinalização de dispositivos acessórios

» Ativadores de fadiga, de uma extremidade e de dois efeitos, com vedação específica e design de rolamentos para durabilidade, juntamente com rolamentos de polímero de adesão direta para reduzir o atrito e aumentar o calor possível.

O sensor de pressão diferencial (?P) fornece leituras de força, mas não afeta a rigidez da estrutura de carga, e J está dentro de ±1% do intervalo de calibração com cargas acima de 1000 kN.

» LVDT interno calibrado para o curso do atuador de tamanho completo para o controle de posicionamento*

» Instalação remota do conjunto de válvulas de serviço hidráulico para reduzir a interferência no equipamento de medição acústica

» Grandes áreas de teste para ensaios de um e três eixos

» Painéis anti-choque Lexan

» Subsolo rígido

» Botão de parada de emergência

» Isolamento

especificação

Sistema de teste tipo 815

Modelo de quadro de carga

315.01

315.02

315.04

Taxa de compressão

Mil vacas

1600

2700

4600

Mil libras.

350

600

1000

Nível de tensão*

Mil vacas

1050

1350

2300

Mil libras.

240

300

500

Deslocamento do atuador

milímetro

100

100

100

Polgadas

4

4

4

Taxa de mola da estrutura de carga

bovino/m

7.0 x 109

9.0 x 109

10.5 x 109

Libras por polegada

4.0 x 107

5.0 x 107

6.0 x 107

Peso previsto

quilogramas

2614

4218

7590

libras

5762

9300

16,700

Volume de carga no piso (largura x profundidade)

milímetro

737 x 432

889 x 521

991 x 610

Polgadas

29 x 17

35 x 20.5

39 x 24

* Embora os componentes da estrutura de carga possam gerar a tensão mostrada, o limite de tensão real depende do hardware de conexão (por exemplo, junção roscada) que conecta o dispositivo de fixação à cabeça cruzada e ao mecanismo de acionamento.

especificação

Sistema de teste tipo 816

Modelo de quadro de carga

316.01

316.02

316.04

Taxa de compressão

Mil vacas

500

1045

2046

Mil libras.

110

235

460

Nível de tensão*

Mil vacas

291

667

1374

Mil libras.

65

150

309

Deslocamento do atuador

milímetro

100

100

100

Polgadas

4

4

4

Taxa de mola da estrutura de carga

bovino/m

1.1 x 109

2.6 x 109

3.0 x 109

Libras por polegada

6.2 x 106

1.5 x 107

1.7 x 107

Peso previsto

quilogramas

2380

3252

3822

libras

5250

7170

8426

Volume de carga no piso (largura x profundidade)

milímetro

1168 x 813

1168 x 813

1295 x 1168

Polgadas

46 x 32

46 x 32

51 x 46

* Embora os componentes da estrutura de carga possam gerar a tensão mostrada, o limite de tensão real depende do hardware de conexão (por exemplo, junção roscada) que conecta o dispositivo de fixação à cabeça cruzada e ao mecanismo de acionamento.

Sistema Tipo 816

» Actuador de montagem de cabeça cruzada

» Acumuladores estreitamente acoplados

» Válvula de servo

» Design de cabeça cruzada fixa de quatro colunas

» Atuador de uma extremidade e de duas ações

» Sensor de força de alta rigidez de perfil baixo, j dentro de ±0,5% da faixa de calibração

» Sensor de pressão diferencial (padrão no quadro de carga 316.04), com J dentro de ±1% do intervalo de calibração com cargas acima de 1000 kV

» LVDT interno calibrado para o curso do atuador de tamanho completo para o controle de posicionamento*

» Painéis Lexan em todos os lados para fácil acesso ao espaço de teste

» Botão de parada de emergência

» Subsolo rígido

» Suporte rígido

» Isolamento

Aplicações multifuncionais

Teste de eixo único

Compressão de eixo único e compressão após destruição

Os ensaios de compressão e deformação de amostras de rocha cilíndrica requerem fixações de placa de pressão, sensores de força para ensaios de baixa força (abaixo de 1.000 kN/200 kN) ou sensores de diferença de pressão para ensaios de alta força (acima de 1.000 kN/200 kN), reguladores de sinal e cabos, juntas e kits de medição de tensão axial e periférica.

Quando projetadas para compressão de alta pressão, as cadeias de transmissão de carga devem ser mantidas tão rígidas quanto possível para minimizar a energia de deformação armazenada nos componentes da estrutura e do sistema de carga durante testes com materiais frágeis.

Isto é especialmente importante para o comportamento após a falha do teste, porque a integridade do teste depende de evitar que a amostra falha saia do controle.

O sensor de força é classificado por fadiga para medir a carga aplicada (±0,1%) e tem uma estrutura de sensor integrada que aumenta a repetitividade e a linearidade através do tratamento térmico e reduz o efeito de retardo. Seu design multipilar aumenta a sensibilidade, mantendo uma maior rigidez axial, capacidade de sobrecarga e estabilidade a longo prazo. Resiste às forças externas e ao torque, aumenta a precisão e permite uma alta rigidez de torque lateral e de inclinação.

Os sensores são caracterizados por um grande número de extremidades de baixa tensão para garantir um baixo efeito de retardo e um pequeno efeito de adesão de extremidades.

Teste / Padrões

» Ensaio de resistência à pressão uniaxial (métodos de medição da resistência à pressão uniaxial das rochas recomendados pela ASTM D2938-86 e pela ISRM)

» Deformabilidade de materiais rochosos em compressão uniaxial (métodos de determinação da deformidade de materiais rochosos em compressão uniaxial recomendados pela ASTM D3148-86 e pela ISRM)

Deslização de amostras de rocha rígida e macia cilíndricas em compressão de eixo único (ASTM 4341-84 e ASTM 4405-84)

Tensão indireta (teste brasileiro)

A configuração de teste de tensão indireta utiliza fixações de tensão indireta, sensores de medição de força com um kit de acessórios para o quadro de carga, reguladores de sinal, cabos do sensor de medição de força para o quadro de carga e seis a oito juntas, dependendo do tamanho da amostra e do modelo do quadro de carga.

A pinça de tensão indireta possui um corpo de alumínio leve, mas robusto (> RC 58), com uma tampa extrema endurecida plana (menor de 0,0005 mm/mm na linha de contato), reduzindo assim a concentração de tensão.

Estas tampas finais especialmente concebidas e de tamanho específico têm um raio de arco compatível com a área de contato da amostra para reduzir ainda mais a concentração de tensão e a carga externa ao eixo.

Além disso, o design de auto-alinhamento do fixador não depende do alinhamento do sistema de transmissão de carga. Em vez disso, ele garante o alinhamento correto em toda a gama de percurso da fixação, guiando as colunas cromadas de grande diâmetro através de rolamentos de baixo atrito.

O torque é evitado através de uma junta esférica fixa na parte superior da fixação.

O sensor de medição de força é o mesmo que o modelo de classificação de fadiga usado em testes de compressão.

Teste / Padrões

» Norma ASTM D3967-86

» Método proposto pela ISRM para determinar a resistência ao alongamento indireta através de testes no Brasil

Tensão direta

Fixas de tensão direta, sensores de força e juntas são usados ​​em testes de tensão direta. A fixação tem uma cadeia de lâminas robusta e ortogonal e juntas esféricas para garantir a calibração da carga ao longo do eixo central da amostra.

A ligação de pinça em U na tampa da extremidade permite a troca rápida e fácil de amostras sem a necessidade de desmontar a fixação.

O design da tampa final garante uma distribuição uniforme da resina epóxida na superfície da extremidade da amostra e em torno da extremidade da amostra, quando uma maior força de adesão é necessária.

Quando a tampa é conectada à amostra, o hardware de calibração deve ser fornecido para garantir a calibração da tampa e da tampa.

Oferece quatro conjuntos de tampas para amostras. Os sensores de força de medição são os mesmos que os sensores de força nominal de fadiga usados ​​em testes de compressão e estiramento indireto.

Teste / Padrões

» ASTM D-2936-84

» Método de medição da resistência à tensão de materiais rochosos recomendado pela ISRM

Resistência à ruptura

Os testes de resistência à ruptura ajudam a determinar o fator de resistência à tensão crítica (KIc) de um padrão de núcleo em V em uma configuração de curvatura de três pontos. Esta configuração utiliza fixações flexíveis, sensores de força, três a sete juntas (dependendo do tamanho da amostra, do sensor de força e do suporte de carga), um kit de medição de tensão, um tensômetro de fixação, quatro conjuntos de pontas de ferramenta para instalar o tensômetro de fixação na amostra, um LVDT duplo para medir a saída média do deslocamento do ponto de carga, fixações de montagem LVDT e ferramentas de alinhamento, quatro reguladores de sinal e cabos.

Os pinços de curvatura ajudam a posicionar os sensores de tensão e deslocamento na amostra para obter resultados precisos e reprodutíveis. Inclui um kit de medição de tensão para medir a tensão da amostra. O alinhamento do hardware ajuda a localizar o deslocador e o LVDT duplo na amostra e a localizar corretamente a amostra na fixação.

Os sensores de força nominal de fadiga são os mesmos modelos usados ​​em testes de compressão, indiretos e de estiramento direto.

Teste / Padrões

» Teste de resistência à ruptura (métodos recomendados pela ISRM para a determinação da resistência à ruptura de amostras em forma de curvatura em V, grau I e grau II)

Teste de três eixos

Compressão de três eixos / deslizamento de três eixos

O teste de compressão/deslizamento triaxial combina os acessórios de compressão monoaxial mencionados acima com componentes de unidade triaxial para simular a tensão de campo, a temperatura e a pressão do fluido poroso e, em seguida, estudar o impacto dessas mudanças de condições na amostra.

O conjunto de unidades de três eixos MTS é caracterizado por uma unidade de classificação de fadiga com elevador de controle hidráulico e núcleo de bloqueio para abertura e fechamento rápidos.

A ligação da flanja parafusada na placa de fundo garante que o recipiente seja fechado com facilidade e firmeza. O conjunto de trilhas e quadros é integrado ao suporte para facilitar a instalação e desmontagem da unidade.

A própria cadeia de transmissão de carga foi projetada para se adaptar aos testes de extensão.

As travessias elétricas e de fluidos são adequadas para altas pressões e altas temperaturas, e a tampa final da amostra pode ser usada em testes de compressão de alta pressão, testes de alongamento, fluidos porosos e testes de permeabilidade.

Teste / Padrões

» ASTM D2664-86 (Resistência a pressão de três eixos de amostras de núcleo de rocha sem evacuação durante medição de pressão sem espaço)

» ASTM D4406-84 (Ensaio de deslizamento de amostras de núcleo de rocha em compressão triaxial em ambientes ou temperaturas elevadas)

» Método recomendado pela ISRM para medir a resistência de materiais rochosos na compressão de três eixos

Caminho de tensão de deformação de três eixos

Os caminhos de tensão de deformação podem ser desenhados com o sistema de teste mecânico de rochas MTS, acessórios de três eixos e controles digitais de teste de flexão.

Compressão hidráulica estática e compressão triássica são realizadas usando equipamentos padrão e entrada direta de sensores no controlador de teste de flexão.

O caminho de tensão restante usa a entrada do sensor, bem como as características de entrada de cálculo do controlador FlexTest.

O caminho de compressão hidrodinâmica permite medir diretamente o módulo de volume.

Se o volume e a pressão do fluido poroso foram medidos, bem como o ponto de impacto hidrostático no colapso do poro, o coeficiente B de Skempton e o coeficiente α de Biot foram obtidos.

O caminho de compressão triaxial mede diretamente o módulo de Yang e a relação de Poisson a partir da curva de tensão / tensão, bem como os dados usados ​​para determinar a superfície de ruptura de corte e a superfície de submissão elástica.

O caminho de compressão de tensão uniaxial envolve um teste que representa a deformação que ocorre quando a rocha é enterrada em uma bacia de sedimento ou deformada em resposta à extração de fluidos durante a extração de reservas de petróleo e gás. O caminho fornece dados que representam a deformação aproximada da rocha do reservatório durante a produção, semelhante à deformação de sedimentos ou rochas na bacia de sedimento, e fornece dados sobre a área de colapso dos poros.

A compressão K constante representa o caminho de deformação após o armazenamento da rocha de saída.

Ele fornece dados sobre a área de colapso dos poros e pode gerar um caminho de diferença de pressão constante ou um caminho de pressão média constante.

O caminho de tensão diferencial constante fornece dados que permitem comparar o efeito da tensão axial σ1 sobre as propriedades do material com dados semelhantes obtidos no caminho da hidrodinâmica (condições de tensão semelhantes).