Способ обнаружения дефектов в материалах

,02.88, Бюлститут прик ной физики(54) СПОСОБ ОМАТЕРИАЛАХ УЖЕНИЯ ДЕФЕКТО м 4 В С УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСНОМУ СВИ(57) Изобретение относится к ме исследования материалов с помощ изучения характеристик газового ряда и может быть использовано в неразрушающем контроле. Целью способаявляется упрощение регистрации дефектов. Способ осуществляется путем заполнения зазора между объектом иэлектродом жидким диэлектриком, создания в объекте нестационарного теплового поля, приложения высокого напряжения между объектом и электродоми регистрации свечения разряда. Новымявляется то, что жидкий диэлектрикпредварительно нагревают до образования на поверхности объекта газовыхпузырьков. 1 ил.Изобретение относится к методамисследования или анализа материалови изделий путем исследования характеристик газового разряда и может бытьиспользовано в неразрушающем контроле,Целью изобретения является упрощение регистрации дефектов.На чертеже изображена схема реализации способа.Способ реализуется в следующейпоследовательности. У поверхностиобъекта 1 располагают с зазором электрод 2, зазор заполняют диэлектрической жидкостью 3, предварительно нагретой до образования на поверхностинагрева газовых пузырьков размерами,меньшими критических (т,е. не растущих и не всплывающих в жидкости).Для 20более точного получения нужной температуры в нагреваемую диэлектрическую жидкость 3 помещают, эталонныйобъект с модельными дефектами и прекращают нагрев при появлении пузырьков на его поверхности, о чем судят,например, по характерному шуму схлопывающихся пузырьков. Диэлектрическая .жидкость 3 должна смачивать поверхности объекта 1 и электрода 2, Электрод 2 и объект 1 (или второй электрод 4, если объект 1 диэлектрический)подключают к выходу источника высокого напряжения (не показан) и осуществляют тепловое воздействие на объект1 с помощью нагревателя 5. Свечениеразрядов, возникающих в газовых пузырьках 6 над дефектами 7 и 8, регистрируется и усиливается фотоэлектрическим преобразователем 9,40Способ осуществляется следующим .образом,На поверхность объекта 1 наносяттщательно очищенную от твердых примесей, но не обезгаженную диэлектрическую жидкость 3, предварительнонагретую до образования газовых пузырьков на поверхности эталонногообъекта (перед вскипанием или началомтермического разложения с образованием газообразных продуктов, что характерно, например, для некоторыхмасел). Электрод 2 подносят к объекту1 до касания поверхности жидкости 3,причем зазор между электродом 2 иобъектом 1, в зависимости от вязкости жидкости и характера дефектов,составляет обычно 0,5-0,05 мм. Затемэлектрод 2 и объект 1 (или второй электрод 4) подключают к выходу источника высокого напряжения (не показан) и воздействуют на объект нагревателем 5. Равномерный по площадитепловой поток от нагревателя 5 вобъеме объекта 1 рассеивается и поглощается в зависимости от локальныхсвойств материала объекта 1, преждевсего количества и размеров внутренних и поверхностных дефектов 7 и 8.В результате распоеделение температуры на поверхности объекта 1 в каждый момент времени после начала теплового воздействия в определеннойстепени отражает макроструктуруобъекта 1. Под действием неоднородного теплового и электрического поляна поверхности объекта 1 в жидкости3, находящейся в критическом (неустойчивом) состоянии, начинают образовываться и расти пузырьки 6, содержащирастворенный в жидкости 3 газ и парили газообразные продукты термического разложения жидкости 3 (например,для масла - водород), причем зародышами служат неровности и электрические неоднородности объекта 1, а ростпроисходит тем быстрее, чем большетемпературный напор, т.е. разностьлокальной температуры поверхности итемпературы жидкости. Под действиемприложенного высокого напряжения впарогазовых пузырьках, обычно уже содержащих заряженные частицы, развивается ионизация, как только онидостигают определенного минимальногообъема (так как давление, состав газа и приложенное напряжение известны). Удобно подобрать величину напряжения так, чтобы разряд начинался,как только диаметр пузырька достигнетвеличины зазора между объектом 1 иэлектродом 2, тогда жидкость 3 не испытывает химических изменений поддействием разряда, Начальную температуру жидкости 3 (перед помещениемее на поверхность объекта.1) и режимтеплового воздействия на объект 1подбирают на ,эталонном образце изтого же материала с модельными дефектами,Эксперимент для сравнения предлагаемого способа с известным проводятна плоских образцах из стали и алюминия, в которых изготовлены подповерхностные (размером 0,5-1 мм на глубине О, 1 мм) и поверхностные (раскрытием 0,1-0,2 мм) дефекты произвольной137 б 034 ВНИИПИ Заказ 786(45 Тираж 847 Подписи лигр. пр-тие, г. Ужгор л. Проектная,изв формы. Для обнаружения дефектов под диэлектрическим покрытием используют те же образцы с помещенной на дефектную поверхность диэлектрической5 пленкой или пластинкой (из полиэтилена, лавсана, оргстекла) толщиной О, 1 - 0,5 мм, а также диэлектрические ппастинки толщиной1 мм с воздушными и проводящими включениями, В качестве диэлектрической жидкости применяются дистиллированная вода, этиловый спирт и трансформаторное масло. Дефекты регистрируются визуально или фотографируются (через прозрачный электрод). 15 Эксперимент показал, что известный способ позволяет с некоторой вероятностью установить наличие дефектов, не обнаруживаемых обычным мето дом, т.е. по распределению свечения разряда на поверхности объекта без его нагрева - прежде всего подповерхностных дефектов в проводящих материалах, а также дефектов в циэлектри ках, расположенных на глубине, превышающей размер дефекта, однако характер информации (подвижность микроразрядов, зависящая,в основном, от конвекции над нагреваемой поверхностью) ЗО практически не дает возможности сделать количественнь;й вывод о состоянии объекта, в том числе о размерах и форме дефектов. Кроме того, металлические образцы, не покрытые диэлектриком, заметно повреждаются разрядом с образованием точечной коррозии (стальные больше, чем алюминиевые), Предлагаемый жг способ позволяет не только уверенно обнаружить и зафиксировать на фотоматериале указанные дефекты, но и судить об их размерах иформе, а также в некоторой степенио тепловых свойствах и глубине залегания (так, если плавно увеличиватьтепловой поток от нагревателя и регистрировать разряды в появляющихсяпузырьках, последовательно обнаруживаются все более глубоколежащие дефекты, дефекты с малой теплопроводностью, например газовые включения,обнаруживаются по отсутствию пузырьков при их появлении равномерно повсей поверхности), при этом получаемая информация удобна для дальнейшей обработки. Повреждений поверхности образцов не обнаружено (кромеслучая использования дистиллированной воды, когда имеет место началообразования точечной коррозии в дефектных местах),Формула изобретения Способ обнаружения дефектов в ма териалах, заключающийся в том, что между образцом исследуемого материала и электродом прикладывают высокое напряжение, создают в образце нестационарное тепловое поле и регистрируют свечение разряда, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения регистрации дефектов, зазор между объектом и электродом заполняют жидким диэлектриком, нагретым до образования на поверхности объекта газовых пузырьков.