Accesorios triaxiales para ensayos mecánicos de roca

Reproduzca las condiciones en sitio con máxima precisión

Los expertos en ensayos geomecánicos utilizan los sistemas de ensayos mecánicos para rocas MTS modelos 815 y 816 para probar todos los tipos de roca en una gran variedad de aplicaciones. Una de las aplicaciones mas desafiantes la constituyen las pruebas de triaxiales, que tratan de recrear de forma precisa las presiones de contención altas, las temperaturas altas, las presiones de fluido de poro altas y una gran variedad de estados de tensión.

Para estas aplicaciones, MTS ofrece montajes de pruebas triaxiales que pueden integrarse con sistemas de ensayos de rocas para crear una solución de pruebas triaxiales completa. Estos montajes incluyen celdas de carga triaxiales, un

tipo de campana a presión, junto con una amplia variedad de accesorios dentro de la campana diseñados para soportar condiciones extremas.

Como todos los productos de MTS, los accesorios triaxiales para ensayos geomecánicos incorporan componentes probados y de alta calidad que fueron diseñados para satisfacer rigurosos estándares industriales y optimizados para mejorar la calidad y la eficiencia de los ensayos de rocas.

Soluciones de ensayos triaxiales

» Celdas de carga triaxiales

» Intensificadores de presión de contención

» Controles de alta temperatura

» Celda de carga dentro de la campana

» Extensómetros dentro de la campana

» Intensificadores de presión de poro

» Paquetes de equipo de velocidad ultrasónica

Los montajes para pruebas triaxiales de MTS se adaptan a una gran variedad de dimensiones de muestras y capacidades de presión. Para crear un sistema para su aplicación particular, seleccione una celda de carga triaxial que se adapte a las dimensiones de las muestras (con la instrumentación necesaria) y que presente una capacidad de presión equivalente a las presiones del entorno real de la muestra. A continuación, agregue los accesorios de pruebas

Descripción de las muestras de rocas en estado natural

Los montajes de celdas de carga triaxiales ayudan a simular la tensión, las temperaturas y el fluido de poro de presión en sitio.

triaxiales de acuerdo a las necesidades de su aplicación. Algunos accesorios, como el paquete de control de temperatura, deben agregarse al sistema de base en el momento de la fabricación. Otros se instalan con facilidad en el laboratorio, como las celdas de carga dentro de la campana los extensómetros dentro de la campana y los intensificadores de presión de poro.

Paquete de control de alta temperatura

Este paquete permite a los ingenieros de ensayo monitorear y controlar la temperatura dentro de la celda de carga triaxial. Utiliza un concepto de control de cascada, donde la salida de un controlador se utiliza como la señal de comando para el segundo. El paquete incluye las bandas del calentador y los cartuchos de calentador, que están adjuntos al montaje de la celda de carga triaxial. Los termopares múltiples dentro del recipiente y adjuntos a la muestra están conectados a un circuito de retroalimentación con lazo externo para control, y además, a un panel de visualización para monitorear el gradiente de temperatura, las condiciones de la señal y la adquisición de datos.

Los módulos de visualización admiten la entrada de termopares y proporcionan una salida análoga con exactitud de +/- 0,5 °C. El paquete almacena niveles de temperatura máximos y mínimos, toma hasta 12 muestras por segundo a 60 Hz (u 11 muestras por segundo a 50 Hz) y muestra hasta seis dígitos. El paquete completo incluye:

» Capacidad de temperatura a 200 °C (400 °F)

» Termopares múltiples para el monitoreo del gradiente de temperatura dentro del recipiente

» Bandas del calentador externas » Cartuchos del calentador de platos

inferiores » Cubiertas de aislamiento del montaje

de la celda » Plato de aislamiento de cerámico » Panel de visualización de la

temperatura, que soporta hasta tres módulos de visualización programables

» Caja de distribución de energía del calentador con protección contra el recalentamiento

» Cables

Celdas de carga triaxiales del modelo de la serie 656

El núcleo del montaje de la celda de carga triaxial es la celda de carga triaxial propiamente dicha. Las celdas de carga triaxiales serie 656 son totalmente compatibles con los sistemas de los modelos 815 y 816 de MTS. Las características incluyen: » Presiones de contención de 140 MPa

(20.000 psi), disponible con un paquete opcional de control de altas temperaturas

» 200 MPa (30.000 psi) disponible solamente a temperatura ambiente

» Estándar de base esférica dentro de la campana con configuración de platos seleccionados

» Hasta 20 vías de paso para mediciones y control dentro de la campana

» Montaje de carro y pista para extracción y almacenamiento sencillos

» Elevadores hidráulicos integrados que suben y bajan la celda de carga triaxial en los sistemas del modelo 815 de MTS

» Tuberías, tapones terminales y vías de paso Hastelloy® opcionales para los fluidos de poro corrosivo

Intensificador de presión de contención

El intensificador de presión de contención proporciona control de lazo cerrado de la presión de contención de la muestra. Los controles digitales de FlexTest® manejan con precisión una servoválvula montada en el intensificador. Las características incluyen: » Montaje de consola para

funcionamiento seguro » Panel de control con esquema de

válvula intuitivo » Transductor de presión y transductor

de desplazamiento Temposonics® » Integración con controles digitales de

FlexTest » Depósito transparente para la

verificación del nivel y la condición del fluido

» Bomba de aire integrada para llenado y drenaje

Celda de carga dentro de la campana

Las celdas de carga de deformación medida dentro de la campana de MTS proporcionan una lectura directa de la fuerza axial ejercida sobre la muestra, lo que resulta en la minimización de errores potenciales debido a la fricción del sello y a la presión del área de presión. La presión de funcionamiento máxima es de 140 MPa (20.000 psi) y la temperatura de funcionamiento máxima es de 200 °C (400 °F). Estas celdas de carga son compatibles con los fluidos de contención de aceite sintético y mineral. Las características incluyen: » Diseño robusto para entornos de alta

presión y alta temperatura » Cableado de puente dual o único » Diseño compacto para una instalación

sencilla

Extensómetros dentro de la campana

Los extensómetros dentro de la campana MTS miden el esfuerzo sobre las muestras en presiones y temperaturas altas. Ofrecen gran precisión, control y durabilidad, y son ideales para todo tipo de ensayos, incluidos los ensayos de compresión-tensión uniaxial, compresión hidrostática, tensión triaxial, control de esfuerzo variable calculado, extensión y expansión térmica.

Los extensómetros de pruebas axiales de MTS se unen a las muestras para medir el esfuerzo en largos de presión bien definidos y para evitar interacción entre el plato y la muestra. Las configuraciones incluyen un puente único con una sola salida y un puente dual con salidas dobles que miden el esfuerzo en puntos con 180° de separación sobre la muestra. Se pueden registrar las salidas de los extensómetros con puentes duales por separado y por promedios.

Los extensómetros circunferenciales de MTS presentan una cadena de rodillos de acero inoxidable para una histéresis baja y repetibilidad elevada. Estos extensómetros miden la deformación de esfuerzo circunferencial que los extensómetros diametrales pueden no mediar cuando se realiza el "desbaste" local de la muestra. Se pueden agregar o quitar cadenas de rodillos y enlaces de desplazamiento en incrementos de 6,35 mm (0,25 pulg.) para adaptar a una gran variedad de diámetros de muestras, y una clavija de ajustador cero permite realizar ajustes más precisos.

Se pueden montar simultáneamente extensómetros axiales MTS con extensómetros circunferenciales en todas las celdas de carga triaxiales MTS.

Todos los extensómetros dentro de la campana de MTS proporcionan: » Precisión y estabilidad excepcional » Compensación de temperatura en un

amplio rango de temperaturas de funcionamiento

» Instalación y extracción rápida y fácil » Aislamiento con Teflon® reducción al

calor o Viton® fino para minimizar los efectos de aislamiento

» Diseño resistente que soporta condiciones extremas

Intesificador de presión de poro

El intesificador de presión de poro se utiliza para saturar las muestras aisladas, presurizar y controlar el fluido de poro en la muestra, y permitir las mediciones de permeabilidad. Se monta en una consola con un diagrama en el panel de control que indica la función de cada válvula. Los controles digitales de FlexTest manejan una servoválvula montada en los colectores del intensificador. Juntos, un transductor de presión y un transductor de desplazamiento de Temposonics integrado brindan retroalimentación para control, permitiendo que el intensificador opere en el control de recorrido, que es proporcional al volumen, o control de presión.

El montaje del intensificador utiliza un actuador de un solo extremo con áreas de pistón desiguales. Se aplica fluido presurizado por el intensificador en uno o ambos extremos de la muestra. Los operadores pueden realizar ensayos drenados y no drenados, y el transductor de desplazamiento de Temposonics permite el cálculo del caudal del fluido de poro.

También hay disponible un intensificador de presión de poro con permeabilidad transitoria para medir la permeabilidad de la muestra elevando cada extremo de la muestra a una presión diferente y midiendo la baja de presión de los dos extremos con el paso del tiempo. Entre las características de estos intensificadores se encuentran: » Montaje de consola para

funcionamiento seguro » Diagrama de válvula intuitivo para

control de fluidos fácil » Transductores de desplazamiento y

presión para servocontrol de circuito cerrado

» Integración con controles digitales de FlexTest

» Depósito transparente para un fácil monitoreo del nivel y condición del fluido

» Diseño opcional para fluidos de poro corrosivo

Solución de ensayo de velocidad ultrasónica

La solución de ensayo de velocidad ultrasónica MTS mide las propiedades elásticas dinámicas de las muestras básicas bajo estados de tensión cambiantes. Permite la caracterización detallada de muestras, brindando información sobre porosidad, permeabilidad, estructura granular, tensión de deformación y otros atributos. La solución incluye el hardware de platos, software de aplicación y piezas electrónicas de vanguardia para el control y la adquisición de datos. Estos componentes se diseñan para brindar un rendimiento confiable y preciso en las aplicaciones de ensayos triaxial en temperaturas de hasta 120 °C (248 °F) y presiones de hasta 140 MPa (20.000 psi). Toda la solución le permite a los ingenieros de ensayos: » Calcular el módulo dinámico de

Young, el módulo de cortante y el coeficiente de Poisson

» Mejorar la flexibilidad de los ensayos de materiales

» Mejorar las predicciones de las propiedades de masa de las rocas

Los platos triaxiales de velocidad ultrasónica propagan una onda de compresión y dos ondas de corte ortogonales a través del eje longitudinal de la muestra básica. Luego, el sistema mide el tiempo de propagación a través de la muestra, calculando las propiedades elásticas dinámicas que pueden compararse con las propiedades estáticas que se recolectaron con las técnicas tradicionales.

Las especificaciones están sujetas a cambios sin previo aviso.

MTS, FlexTest y Temposonics son marcas registradas de MTS Systems Corporation dentro de los Estados Unidos. Dichas marcas comerciales podrían estar protegidas en otros países. Marca comercial registrada n.º 211177.

© 2019 MTS Systems Corporation. 100-326-332 TriaxialAccessories_ES Impreso en EE. UU. 3/19

Aproveche totalmente la experiencia de MTS

Las aplicaciones de pruebas triaxiales necesitan una integración compleja de un sistema de ensayos mecánico de rocas, celda de carga triaxial y accesorios. MTS cuenta con una amplia experiencia en la implementación de estas configuraciones de ensayo desafiantes tanto en los sistemas estándar como en aquellos totalmente personalizados, y comprendemos los problemas esenciales relacionados con la integración del sistema. Nuestros ingenieros de campo pueden ayudar a asegurar que todos los componentes estén optimizados para su aplicación, lo que mejora el control preciso y las mediciones exactas, y también ayuda a reducir el riesgo y aumentar la confianza en los resultados.

Aprenda más hoy

Comuníquese con su representante de MTS para conocer cómo los Accesorios triaxiales MTS para ensayos mecánicos de rocas pueden optimizar su programa de ensayos.

Especificaciones para celdas de carga triaxiales MTS Serie 656*

Modelo 656.04 656.05 656.06 656.11 656.12

Presión de poro/contención máxima 80 MPa (12.000 psi) 140 MPa (20.000 psi) 140 MPa (20.000 psi) 7 MPa (10.000 psi) 140 MPa (20.000 psi)

Diámetro interno 190 mm (7,5 pulg.) 165 mm (6,5 pulg.) 190 mm (7,5 pulg.) 14 cm (5,5 pulg.) 14 cm (5,5 pulg.)

Diámetro máximo de la muestra 102 mm (4 pulg.) 54 mm (2,125 pulg.) 102 mm (4 pulg.) 54 mm (2,125 pulg.) 54 mm (2,125 pulg.)

Temperatura máxima de funcionamiento

200 °C (400 °F) 200 °C (400 °F) 200 °C (400 °F) 175 °C (347 °F) 175 °C (347 °F)

Use modelo de bastidor de carga 315.0X 315.04 315.04 316.0X 316.0X

Capacidad de ensayo de extensión Sí Sí Sí No No

*Comuníquese con MTS para obtener especificaciones y opciones de configuración para la celda de carga triaxial de 200 MPa (30.000 psi).

Escape superior

Recipiente a presión

Celda de carga dentro del recipiente

Tapón terminal superior

Vías de paso para cables

Puertos de presión de porosEscape inferior

Placa base

Puerto de fluido de contención superior

Válvula de despresurización

Sello de tapón terminal

Línea de presión de poro superior

Muestra y extensómetro

Tapón terminal inferior

Sello de tapón terminal

Puertos de uso especial

Puerto de fluido de contención inferior

Montaje de celda de carga triaxial típica(Se muestra el montaje del modelo 656.06)

MTS Systems Corporation14000 Technology DriveEden Prairie, MN 55344-2290

Attn: Alberto BlancoTeléfono: 1-952-937-4027Fax: 1-952-937-4515 Email: alberto.blanco@mts.com www.mts.com

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