Способ контроля эрозионного разрушения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ц 1) С 01 Я 23/2 ЕНИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 9 43 ое объединени ния "ХарьковС,М.Кирова Б.Явельский, Константинов екий ТРОЛЯ ЗРОЗИОННО- ючающий активацию али с созданием вной метки, сомере из двух раГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й, КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(72) М.Д.Рошаль, МВ.В.Приходько, И.Ои А.И.Леонов (53) 543.5(088.8) (54)(57) СПОСОБ КО ГО РАЗРУШЕНИЯ, вкл контролируемой детлокальной радиоактстоящей по крайней Изобретение относится к неразрушающим методам контроля эрозионногоразрушения поверхностей деталей,Известен способ контроля разрушения поверхности изделия,по которомуна поверхность изделия наносят локальную радиоактивную метку, состоящую из двух радионуклидов, строятградуировочные зависимости спад радиоактивности - толщина снятого слоя.для обоих радионуклидов, затем интенсивность излучения метки дистанционно измеряют и определйют характеристики равномерного н локальногоразрушения поверхности. При этомможно получить информацию о долеразрушенной поверхности на контролируемом участке и о средней глубинелокальных повреждений,Недостатком способа является усредненный по площади характер инфорЯО 114185 дионуклидов, причем глубину активации по одному из радионуклидов делают равной заданной величийе, а подругому - больше нее, построениеградуировочной зависимостИ спад радиоактивности - толщина снятого слоядля обоих радионуклидов и поСледующее дистанциоНное нзмеренйе, Ийтенсивности излучений метки, о т л и"ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюопределейия момента достижения заданной критической глубины разрушенияактивность радионуклидов в метке распределяют равномерно Вплотьь дб задайной критической глубины разрушения,мации о параметрах разрушения В,частности, получаемая по способу-про Ятотипу средняя глубина,локалЬнихповреждений во многих случаяк йе йв", шефляется достаточно представительйым 1 шфпараметром, так как не позволяет оце рфЬнить максимальную критическую глубий Мцффну, до которой дошло разрушейие бт . (,.фдельных повреждений. Наиболее близ- фд, ким к предложенному способу является фдспособ контроля эрозионного разрушения включающий активацию койтролиру.емой детали с созданием локалЬИОй радиоактивной метки, состоящей пб край"ней мере из двух радионуклйдов прй ,уфчем глубину активации по одному израдионуклидов, делают равной заданнойвеличине, а по другому - больше нее,построение градуировочной завйсимостиспад радиоактивности - толщина снятого слоя для обоих радионуклндоВ ипоследующее дистанционное измерение интенсивности излучения метки.Недостатком способа является сложность определения момента критической величины износа (разрушения).Целью изобретения является определение момента достижения заданной критической глубины разрушения,Бель достигается тем, что в известном способе контроля эрозионного разрушения, включающем активацию контролируемой детали с созданием локальной радиоактивной метки, состоящей по крайней мере из двух радионуклидов, причем глубину активации по одному из радионуклидов делают равной заданной величине, а по другому - больше нее,ппостроение градуировочной зависимости спад радиоактив ности - толщина снятого слоя для обоих радионуклидов и последующее дистанционное измерение интенсивности излучения метки, активность радионуклидов в метке распределяют равномерно вплоть до заданной критической глубины разрушения.Сущность изобретения состоит в том, что при равномерном распределении радионуклида по объему относительное уменьшение активности пропорционально массе унесенного материала лопатки и если создать такую радиоактивную метку из двух или несколь 35 ких радионуклидов с разной глубиной залегания, то скорости разрушения, определяемые по двум или нескольким радионуклидам, станут различными только В случае выхода разрушения за 40 пределы меньшего из объемов.На фиг,1 представлены кривые 1, 2 распределения активности обеих радионуклидов СОиСопо глубине45 материала Х для конкретного случая, описанного в примере;на фиг.2 - локальная двухслойная радиоактивная метка, на которой 3 - слой СО; 4- слойСо; 5 - неактивированные уча" стки исследуемого образца.Создание локальной радиоактивной метки осуществляют путем облучения контролируемого участка поверхности ускоренными заряженными частицами, при причем обычно неоднократного облучения и в разных режимах для создания двух или нескольких радионуклидов с однородным по объему распределением; Градуировочная зависимость описыИвается полиномом вида 2(а)= , Ь а, причем на практике, как правило, Ъ; близки к 0 при .=2(п), и удовлетворительную аппроксимацию можно получить полиномом вцца Г(а)=Ъ,фа-:+й1 +Ьа , Это обстоятельство и позволяет получить требуемую равномерность распределения на значительной частиглубины активации.Градуировочные зависимости для каждого радионуклида получают экспериментально методом "стопки фольг" или эталонированием.Равномерность распределения активности по площади радиоактивной метки достигается либо "размыванием" пучка, либо взаимным. перемещением пучка и изделия, Таким образом, получают высокую равномерность распределения по объему.Радиометрию метки выполняют дистанционно расположенным сцинтилляционным детектором, сигналы которого поступают на анализатор, и в дальнейшую обработку идут два ряда значений убывающей активности обоих радионуклидовПри перемещении фронта разрушения в пределах объема материала с обоими радионуклидами величины разрушения, например средняя величина снятого слоя Х, определенная по обоим радионуклидам, совпадают, Когда фронт разрушения пересечет границу, отделяющую объемы с одним и с двумя радионуклидами, начнется расхождение этих величин вследствие нарушения соотношения нуклидов в унесенном объеме вещества,Учитывая, что второй радионуклид распределен равномерно лишь по части ( ) объема метки, получим в качестве сигнала о достижении заданной глубины разрушения (равной меньшей глубине активации по одному из радионукЛидов) значимое отклонение от нуля величины() -- Й (а. ). Здесь величиа Фны а+ - текущие значения убыли активности обоих радионуклидов и каждый из членов разности представляет собой величину разрушения, определенную по обоим радионуклидам и приведенную к области их равномерного распределения.Значимость разности оценивают исходя из погрешности определения величины разрушения по каждому радионуклиду, которая составляет в реальныхслучаях 5-15 Х,Таким образом, вследствие того,что разрушение, в частности эрозия5поверхности лопатки, идет неравномерно и по площади, и по глубине, лишьравномерная активация локальных объемов позволяет решить задачу определения параметров этого процесса.В упрощенном виде эта картина выглядит следующим образом.Одновременные измерения активности обоих радионуклидов позволяют стро.измерения активности этого изотопа ипо величинам износа, определенного-по другому радионуклиду К (а) сбольшей глубиной активации. Эта кривая до некоторого момента временисовпадает с известной градуировочнойкривой для этого радионуклида й.(а).При переходе разрушения за границурасположения этого радионуклида кривые начнут расходиться вследствиеизменения соотношения уносимых радионуклидов.Пример осуществления способа.Исследовали эрозию лопаток паровой турбины, вызываемую действием капельной влаги. В качестве критерияопределения момента достижения критической глубины разрушения бьщо принято время, когда разрушение достигало глубины 90 мкм.Локальную радиоактивную метку иалопатки создают путем припаиванияпрямоугольного активированного образца на участок, подвергаемый эрозионному износу. Размер образца 10 10 фЪ 1 мм.Радиоактивную метку создают нациклотроне типа Ув г.Обнинске)с использованием сь -частиц с энергией 4533 МэВ с образованием Со и прото-нов с энергией 11,4 МэВ с образовани"емСо. Активацию проводят в различных режимах, при этом распределениепринимают за критическое, по Со 50глубина активации. составляет 190 мкм.Градуировочные кривые получают методом "стопки Фольг" (Фиг.1). Погрешность определения каждой точки сбставляет 3 Х. Равномерность распределения Со по объему составляет 96 Х (=0,96) - кривая 1 и по "Со - 62 Х (=0,62) - кривая 2.Радйометрию локальной метки проводят при работе турбины сцинтиблоком типа КЦЭГ, дистанционно установленным в держателе; сигналы по кабелю передают на четьрехканальньй амплитудный анализатор. Точность из-мерений (погрешность) составляет 5 Х. Определяют интенсивность радиоизлучения по научному радиоиуклиду. Разность величин разрушения по обоим радионуклидам определяют по Формуле( ) -- Е (а,)агЗначимым считают отклонение величин друг от друга, превышающее 15 Х,т.е. величину относительной погрешности этой разности.Испытачия показали, что при средней величине разрушения лопатки наглубину, равную 50 мкм, отдельныеязвы превышают критическую глубинуразрушения (90 мкм), о чем свидетельствует появление значимого расхождения в определении глубины разрушенияпо 6 Со и по Со, составляющего 18 Х.В случае необходимости определения нескольких критических глубинразрушения наносят многослойную метку, состоящую из различных радионуклидов (определение достижения глубиныразрушения каждого последующего слояпроизводят аналогично описанному впримере),Таким образом, преимуществом заявляемого способа является возможностьопределения момента максимально допустимого разрушения поверхности лопаток турбины в процессе эксплуатации без ее остановки н получениесигнала об аварийном состоянии турбоустановки или о ее ресурсе,.что посравнению со способом прототипомпредставляет дополнительные возможности контроля и управления режимамиэксплуатации машин и механизмов какпри разработке конструкции отдельныхузлов,так ипри проведении различныхтехнологических процессов.ффф г .Техред ЛфОлийнык Корректор С.Шевку Л,Письм ак Тираж 497твенного комитета по изо 113035, Москва, Ж, Р о и ГКНТ СССР д. 4 Ужгород, ул, Гагарина, 10 ательский комбинат "Патент" оизводственн 4343Госудфффф фефф фгфф ффф ф ффф