Электрогазодинамический способ контроля дефектов в полимерных материалах

 

ЭЛЕКГРОГАЗОДИНАШЧЕСКИЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ, подверженных электризации , 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 поверхностью полимерного материала, и измерении напряжения, индуцированного на потенциальном злектроде, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа контроля путем расширения диапазона глубины залегания регистрируемых дефектов, изделие перед измерением напряжения на потенциальном электроде подвергают дополнительной деформации импульсами давления в диапазоне 1-8 кг/см, a измерение наi пряжения на потенциальном злектроде (Л проводят не менее чем через 2 мин после прекращения дополнительной деформации .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ИЕ 01) ВСЮ 601 N 2760

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21 ) 3653264/24-25 (22) 03.08.83 (46) 23.12.84. Бюл. ¹ 47 ° (72) В.Е. Михайленко (53) 543.25(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .¹- 161564, кл. G 01 N 29/04, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР № 126653, кл, G 01 N 29/04, 1959.

3. Михайленко В.Е. Бесконтактный электрогазодинамический способ акустической дефектоскопии.-"Дефектоскопия", 1976, № 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 поверхностью полимерного материала, и измерении напряжения, индуцированного на потенциальном электроде, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа контроля путем расширения диапазона глубины залегания регистрируемых дефектов, изделие перед измерением напряжения на потенциальном электроде подвергают дополнительной деформации импульсами давления в диапазоне 1-8 кг/см, а измерение налряжения на потенциальном электроде проводят не менее чем через 2 мин после прекращения дополнительной деформациии .

1130790

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий, предназначено для дефектоскопии изделий из полимерных материалов и может быть применено в машиностроении и других отраслях промышленности.

Известен велосиметрический способ неразрушающего контроля дефектов типа "отслоение" и "неприклей" в многослойных конструкциях, заклю- 10 чающийся в том, что на поверхность контролируемого объекта воздействуют механическим вибр атором, 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- 20 вом расстоянии от вибратора. Дефект идентифицируется по изменению скорости распространения волн Лэмба (1), Недостатком способа неразрушающего контроля является снижение чувствительности контроля в связи с уменьшением коэффициента передачи упругих колебаний от твердотельного механического вибратора к объекту контроля по мере уменьшения модуля З0 упругости контролируемого материала, что наблюдается, например, при контроле изделий из пенополиуретанов.

Известен импеджкный способ неразрушающеro контроля, при реализации

35 которого используют пьезовибратор и пьезопреобр.азователь, связанный через усилитель и систему фильтров с регистрирующим прибором, контролирующим амплитуду сигнала на фиксированной частот е, по которой судят о наличии дефекта (2g .

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 фиксированном зазоре между ударной тру— бой с расположенным соосно с ней кольцевым потенциальным электродом и по— верхностью полимерного материала и из мер ения напряжения, индуцированного на потенциальном электроде.

Принцип работы с,пособа .основан на возбуждении импульсами давления воздуха упругих колебаний в припо-. верхностных областях изделия в условиях действия электрического поля, возбуждаемого потенциальным электродом, соединенным Источником напряжения. При. этом исследуемое изделие несет на поверхности поляриз ационный заряд с плотностью G> Смещение во поверхности изделия за счет воздействия импульсов давления происходит вблизи кольцевого потенциального электрода, что приводит к возбуждению на нем переменного электрического сигнала, регистрируемого измерительным прибором, и являющегося носителем информации о наличии дефектов (3 .

Недостатком известного способа неразрушающего контроля является низкое значение плотности поляризационных зарядов G<д возбуждаемых на поверхности контролируемого покрытия потенциальным кольцевым электродом {6„„„. =1.-5 мк Кл/м@., что снижает 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 дефектов.Поставленная цель достигается тем, что в электро газодинамическом способе контроля дефектов в полимерных материалах, подверженных электризации, заключающемся в одновременной деформации изделия при .помощи импульсов 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.ен@иальном электроде подвергают дополнительной деформации импульсами давления в диапазоне 1-8 кг/см, а измерение напряжения на потенциальном электроде

11307

3 проводят не менее чем через 2 мин после прекращения дополнительной де — формации .

При этом в объекте контроля в зоне залегания дефектов возбуждают распределенный по поверхности элек-. трический заряд с плотностью С „ величина которой значительно выше, чем плотность поляризованных зарядов

Сnon . Это достигается следующим образом. Перед проведением операций

Ф неразрушающего 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 затем Z нейтролизуют путем выдержки изделия в воздухе в течение не менее 2 мин.

Внутренняя сторона изделия, обращенная к дефекту, не взаимодействует с окружающей средой, поэтому электрический заряд на ней имеет время жизни в 30-50 раэ больше по сравнению с зарядом на поверхности и величина его в процессе измерения меняется незначительно. Таким образом, создается электростатическое изображение дефекта, выявление которого .осуще35 ствляется импульсами давления сжато:го воздуха, формируемыми в ударной трубе, расположенной соосно с кольцевым электродом. Смещение покрытия в зоне дефекта приводит к смещению 40 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 5О внутренней поверхности дефекта регистрируется в течение нескольких часов. Нижняя граница диапазона давлений дополнительной деформации определя- 55 ется началом стадии соприкосновения слоев материала, разделенных дефектом, а верхнее эначенйе ограничено

90 4 режимом линейной деформации образца.

На фиг. 1 показ ана опер 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.

Пример . В качестве образцов используют клеевые конструкции пенополиуретанового покрытия 1 толщиной 30 мм и подложку 4 из сплава

АИГ-6 толщиной 3 мм. Дефект 3 типа

"неприклей" имеет размеры 40 60 мм с раскрытием дефект а О, 1-0,15 мм.

На поверхность покрытия воздействуют пневмовибратором, диапазон импульсного давления составляет 0,68 кг(см2

Снимают зависимости напряжения на потенциальном электроде от времени выдержки образца на воздухе

1! 30790 (фиг. 4) Фиг 1 мору

Э в 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 и увеличить глубину зале.гания идентифицируемых дефектов в 2,5 раза, 1

1130790

g р «кг бН фиг 4

Составитель Д. Гро мо в

Техред М. Гергель

Корректор Н, Эрдейи

Редактор Е. Лушникова

Заказ 9б03/ДСП Тираж 822

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4