Электрогазодинамический способ контроля дефектов в полимерных материалах

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ИЮ 01) ЭЮЮ 001 Б 2760 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТЖ(56) 1, Авторское свидетельство СССР Р 161564, кл. С 01 Б 29/04, 1962.2. Авторское свидетельство СССР В 126653, кл, О 01 Б 29/04, 1959.3. Михайленко В.Е. Бесконтактный электрогазодинамический способ акустической дефектоскопии,-"Дефектоскопия", 1976, 9 4, с. 132-135 (прототип).(54)(57) ЭЛЕКГРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ .СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ, подверженных элек- тризации, заключающийся в одновременной деформации изделия при помощи импульсов давления сжатого воздуха,сформированных в фиксированном зазоре между ударной трубой с расположенным соосно с ней кольцевым потенциальным электродом и поверхностьюполимерного материала, и измерениинапряжения, индуцированного на потенциальном электроде, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения чувствительности способаконтроля путем расширения диапазонаглубины залегания регистрируемыхдефектов, изделие перед измерениемнапряжения на потенциальном электроде подвергают дополнительной деформации импульсами давления в диапазоне 1-8 кг/см, а измерение напряжения на потенциальном электродепроводят не менее чем через 2 минпосле прекращения дополнительной деформации.Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий, предназначено для дефектоскопии изделий из полимерных материалОв и может быть применено в машиностроении и других отраслях промьпшенности.Известен велосиметрический способ неразрушающего контроля дефектов типа "отслоение" и "неприклей" в многослойных конструкциях, заклю О чающийся в том, что на поверхность контролируемого объекта воздействуют механическим вибратором, находящимся в непосредственном контакте с поверхностью изделия, что приводит 5 к возбуждению в изделии упругих ко - лебаний, регистрируемых другим преобразователем, имеющим непосредственный контакт с поверхностью изделия и расположенным на определенном базо вом расстоянии от вибратора. Дефект идентифицируется по изменению скорости распространения волн Лэмба 1,Недостатком способа неразрушающего контроля является снижение чув ствительности контроля в связи с уменьшением коэффициента передачи упругих колебаний от твердотельного механического вибратора к объекту контроля по мере уменьшения модуля упругости контролируемого материала, что наблюдается, например, при контроле изделий из пенополиуретанов,Известен импеджкный способ неразрушающего контроля, при реализации35 которого используют пьезовибратор и пьезопреобр аз ователь, с вяз анный через усилитель и систему фильтров с регистрирующим прибором, контролирующим амплитуду сигнала на фиксированной частоте, по которой судят о наличии дефекта 121 .Недостатком устройства является снижение чувствительности контроля по мере уменьшения модуля упругости 4 контролируемого материала, что объясняется влиянием на процесс возбуждения и измерения упругих колебаний в объекте контроля демпфирующего воздействгя измерительного преоб-.50 разоват еля. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является электрогаэодинамический способ неразрушающего контроля, заключающийся в одновременной деформации иэделия при помощи импульсов давления сжатого воздуха, сформированных в 4 иксированном зазоре между ударной тру -бой с расположенным соосно с ней коль.цевым потенциальным электродом и по -верхностью полимерного материала иизмерения напряжения, индуцированного на потенциальном электроде.Принцип работы с,пособа .основанна возбуждении импульсами давлениявоздуха упругих колебаний в припо-.верхностных областях изделия в условиях действия электрического поля,возбуждаемого потенциальным электродом, соединенным Источником напряжения. При этом исследуемое изделиенесет на поверхности поляризационныйзаряд с плотностью О. СмещениеОоВповерхности изделия за счет воздействия импульсов давления происходитвблизи кольцевого потенциальногоэлектрода, что приводит к возбуждению на нем переменного электрического сигнала, регистрируемого измерительным прибором, и являющегося носителем информации о наличии дефектов 13,Недостатком известного способанеразрушающего контроля являетсянизкое значение плотности поляризационных зарядов 0,1 о возбуждаемыхна поверхности контролируемого покрытия потенциальным кольцевым электродом ОО. =1.-5 мк Кл(м 2), что сни.жает чувствительность способа контроля по мере увеличения толщины контролируемых покрытий и глубины залегания дефектов.Цель изобретения . - повышение чувствительности способа контроля путем расширения диапазона глубины залега - ния регистрируемых дефектовПоставленная цель достигается тем, что в электро газодинамическом способе контроля дефектов в полимерных материалах, подверженных электризации, заключающемся в одновременной деформации изделия при .помощиимпульсов давления сжатого воздуха, сформированных в фиксированном зазоре между ударной трубой с расположенным соосно с ней потенциальным электродом и поверхностью полимер ного материала, и измерении .напряжения, индуцированного на потенциальном электроде, изделие перед измерением напряжения на пот.енциальном электроде подвергают дополнительной деформации импульсами давления вдиапазоне 1-8 кг/см, а измерениенапряжения на потенциальном электроде11307 20 3проводят не менеечем через 2 мин после прекращения дополнительной девформации.При этом в объекте контроля в зоне залегания дефектов возбуждают распределенный по поверхности электрический заряд с плотностью Свеличина которой значительно выше, чем плотность поляризованных зарядов Спо . Это достигается следующим образом. Перед проведением операцийФнеразрушающего контроля поверхность изделия подвергают дополнительной деформации, например пневмовибратором, таким образом, чтобы в зоне залегания дефектов произошло сопри - косновение слоев материала, разделенных дефектом. В результате этого происходит контактная электризация внутренней стороны изделия, обращенной к дефекту. При этом на по -верхности покрытия формируется электрический заряд. с плотностью порядка 200-500 мк Кл/м , которыи затем2нейтролизуют путем выдержки изделия 25 в воздухе в течение не менее 2 мин. Внутренняя сторона изделия, обра- щенная к дефекту, не взаимодействует с окружающейсредой, поэтому электрический заряд на ней имеет время жизни в 30-50 раз больше по сравнению с зарядом на поверхности и величина его в процессе измерения меняется незначительно. Таким образом, создается электростатическое изображение дефекта, выявление которого .осуще 35 ствляется импульсами давления сжатого воздуха, формируемыми в ударной трубе, расположенной соосно с коль. - цевым электродом. Смещение покрытия в зоне дефекта приводит к смещению40 слоя материала, несущего электрический заряд, что создает электрические импульсы на кольцевом потенциальном электроде, являющиеся информативным си гналом.Экспериментальные данные показывают, что для нейтрализации заряда на поверхности после окончания дополнительной. деформации требуется не более 2 мин, в то время как заряд на 50 внутренней поверхности дефекта регистрируется в течение нескольких часов.Нижняя граница диапазона давлений дополнительной деформации определя ется началом стадии соприкосновенияслоев материала, разделенных дефектом, а верхнее эначенйе ограничено 90 4режимом линейной деформации образца.На фиг. 1 показ анаопер ация дополнительной деформации; на фиг, 2 - процесс идентификации дефекта; на фиг, 3 - зависимости напряжения на потенциальном электроде от времени выдержки образца на воздухе в зоне залегания дефекта (7) и вне ее (8).; -на Фиг. 4 - зависимости времени жизни заряда на поверхности образца (9) и на внутренней поверхности дефекта (10) от величины импульсного давления при дополнительной деформации,Способ реализуется следующим образом.На поверхность контролируемого изделия 1, установленного на подложку 4, воздействуют импульсами давле ния с помощью пневмовибратора 2, что приводит к формированию заряда как на поверхности изделия, так и на внутренней стороне изделия, обращенной к дефекту 3. Не менее чем через 2 мин после окончания дополнительной деформации с помощью пйевмо. вибратора 2 заряд на поверхности изделия нейтрализуется и незначительно изменяется на внутренней стороне изделия, обращенной к дефекту.Идентификация зоны расположения дефекта осуществляется с помощью ударной трубы 5 и потенциального . электрода 6. Под действием импульсов сжатого воздуха, распространяющихся в ударной трубе 6, в изделии 1 возбуждаются упругие колебания. При этом колебание участков иэделия, расположенных над зоной дефекта, несущей электрический заряд, приводит к возбуждению электрических импульсов на потенциальном электроде 6, регистрируемых измерительным прибором.П р и м е р, В качестве образцов используют клеевые конструкции пенополиуретанового покрытия 1 толщиной 30 мм и подложку 4 из сплава АИГтолщиной 3 мм, Дефект 3 типа"неприклей" имеет размеры 4060 мм с раскрытием дефекта 0,1-0,15 мм. На поверхность покрытия воздействуют пневмовибратором, диапазон импульсного давления составляет 0,6/ 2Снимают зависимости напряжения на потенциальном электроде от времени выдержки образца на воздухе.1 30790 фиг. 4) 5в зоне залегания дефекта и вне ее (фиг. 3), а также времени жизни заряда на поверхности образца и на внутренней поверхности дефекта ,от величины импульсного давления при дополнительной деформации Предлагаемый способ позволяет повысить чувствительность электрогазодинамического контроля дефектов изделий, подверженных электризации, 5 например, из пенополиуретанов иувеличить глубину залегания идентифицируемых дефектов в 2,5 раза, 1фиг 4 Эрдей ДСП Тираж 822Государственного комитета СССРелам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. аказ 9 бО ВНИИПИ по 11303одписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель Д. ГромовРедактор Е. Лушникова Техред М.Гергель Коррек