Способ обнаружения дефектов изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему оптическому контролю и может быть использовано при обнаружении пор и трещин в металлических и диэлектрических изделиях . Цель изобретения - ускорение процесса обнаружения и уменьшение его энергозатрат, На поверхность контролируемого изделия наносят слой контрастного порошка аморфного бора, помещают в электрическое поле высокой напряженности , воздействуют при этом на контролируемое изделие ультразвуковыми колебаниями и проводят регистрацию дефектов с помощью темной тонкой диэлектрической пленки, имеющей пористую структуру, насыщенную кислородом и размещенную у поверхности контролируемого изделия. 3 з. п. ф лы, 1 ил.

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 N 21/88

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4667519/25 (22) 01.02.89 (46) 15.06.91. Бюл. ¹ 22 (71) Институт прикладной физики АН БССР (72) В, В. Кожаринов (53) 535.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 693170, кл, G 01 N 21/16, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1099259, кл. G 01 N 21/88, 1984. (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему оптическому контролю и может быть использовано при обнаружении пор и треИзобретение относится к. неразрушающему оптическому контролю и может быть использовано при обнаружении пор и трещин в металлических и диэлектрических изделиях.

Цель изобретения — ускорение процесса обнаружения и уменьшение энергозатрат, а также улучшение качества контроля путем регистрации геометрической структуры дефекта.

На чертеже показана схема осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляют в следующей последовательностии.

На поверхность контролируемого изделия 1 наносят слой 2 контрастного порошка аморфного бора и располагают темную тонкую диэлектрическую пленку 3, имеющую поры 4, насыщенные кислородом, С помощью ультразвукового преобразователя 5 возбуждают в контролируемом иэделии 1 ультразвуковые колебания. Помещают контролируемое изделие 1 в электрическое по. 5U 1656420 А1 щин в металлических и диэлектрических изделиях. Цель изобретения — ускорение процесса обнаружения и уменьшение его энергозатрат. На поверхность контролируемого изделия наносят слой контрастного порошка аморфного бора, помещают в электрическое поле высокой напряженности, воздействуют при этом на контролируемое изделие ультразвуковыми колебаниями и проводят регистрацию дефектов с помощью темной тонкой диэлектрической пленки, имеющей пористую структуру, насыщенную кислородом и размещенную у поверхности контролируемого изделия. 3 з. и. ф — лы, 1 ил. ле высокой напряженности. подключая электроды 6 к источнику 7 высокого напряжения. В области дефектов 8 и 9 возникает электрический разряд, сопровождающийся интенсивным разогревом слоя 2 контраст- СЬ ного порошка аморфного бора в атмосфере (Я избыточного кислорода, поступающего из © пор 4 темной тонкой диэлектрической плен- ф ки 3 с последующим образованием бесцветного борного ангидрида и внедрением его с дополнительной интенсификацией этого . процесса с помощью ультразвуковых колебаний, что, в конечном итоге, приводит к,1 образованию на темной тонкой эластичной пленке 3 контрастного изображения дефектов 8 и 9, которое затем после отключения источника 7 высокого напряжения и снятия пленки 3 с поверхности контролируемого изделия 1 анализируется визуально или с привлечением оптических приборов, Пример 1. На поверхность контролируемого изделия 1 наносят тонким слоем порошок аморфного бора с размером зерна

1656420

20 не более 5 10 мм, затем накладывают темную тонкую (толщиной 0,5 мм) диэлектрическую пленку, имеющую поры 4 со средним диаметром 10 мкм. В качестве контролируемого иэделия 1 использовали пластину из фторопласта толщиной 2 мм, на которой были выполнены модельные дефекты 8 и 9 в виде прямоугольного паза глубиной 0 5 мм и шириной 0 1 мм и цилиндрической приповерхностной закрытой поры диаметром 0,1 мм и высотой 0,5 мм. Ультразвуковые колебания в контролируемом изделии возбуждали с помощью пьезопреобразователей прибора ДУК-68.

Контролируемое изделие 1 помещали на один из электродов 6, а второй электрод располагали на темной диэлектрической пленке 3 с порами 4, насыщенными предварительно кислородом. На электроды б подавали напряжение с источника 7 высокого напряжения, в качестве которого использовался усилитель мощности, позволяющий давать на выходе синусоидальное регулируемое напряжение до 8 кВ мощностью до 40

Вт. В качестве электродов 6 использовались квадратные металлические пластины 20х20 мм толщиной 1 мм с закругленными краями, После подачи напряжения с источника 7 высокого напряжения на электроды 6 в зазоре между тонкой диэлектрической пленкой 3 и поверхностью контролируемого изделия 1 только в области дефектов 8 и 9 возникал интенсивный разряд, сопровождающийся свечением и интенсивным локальным разогревом поверхности контролируемого изделия 1 в области дефектов 8 и 9, В результате наличия этих электроразрядных процессов и избытка кислорода, поступающего из пор

4 в результате того же разогрева, имело место локальное (в соответствии с геометрией местоположения дефектов) образование барного ангидрида, который затем (обладая низкой вязкостью) заполняет поры

4 темной диэлектрической пленки 3, формируя тем самым контрастное иэображение дефектов 8 и 9. Время образования изображения составило 10 с.

Пример 2. На поверхность контролируемого иэделия 1 наносят тонким слоем 2 порошок аморфного бора с размером зерна не более 5 10 мм. Контролируемое изделие 1 помещают на один из электродов 6, а второй электрод 6 располагают с фиксированным воздушным зазором. На электроды

6 подают напряжение с источника 7 высокого напряжения, достаточное для образования локального (в области дефектов 8 и 9) тлеющего разряда, который сопровождается свечением и интенсивным локальным разогревом поверхности контролируемого

55 изделия 1, В результате газоразрядных процессов в соответствии с местоположением дефектов 8 и 9 идет образование борного ангидрида, который при наличии дефекта 8 проникает в него и образует на поверхности контролируемого изделия 1 изображение, которое фиксируется виэуал ьно.

Пример 3. На поверхность контролируемого изделия 1 наносят тонким слоем 2 порошок аморфного бора с размером зерна не более 5 10 мм. Накладывают темную тонкую (толщиной 0,5 мм. в этом случае понятие "тонкая" трактуется в сравнении с величиной зерна аморфного бора и ее толщина должна быть порядка 5-10 размеров зерен аморфного бора, чтобы, с одной стороны, процесс накопления аморфного бора в порах пленки шел достаточно эффективно, а с другой стороны, толщина пленки ограничена воэможностями усилителя мощности, так как, чем толще пленка, тем больше напряжение должно быть на выходе усилителя мощности) диэлектрическую пленку 3, имеющую поры 4 со средним диаметром 10 мкм), Контролируемое изделие 1 помещают на один из электродов 6, а второй электрод б располагают над темной тонкой диэлектрической пленкой 3 с порами 4. На электроды 6 подают напряжение с источника 7 высокого напряжения, ддстаточное для образования локального (в области дефектов 8 и 9) тлеющего разряда, сопровождающегося свечением и интенсивным локальным разогревом поверхности контролируемого изделия 1. В результате газоразрядных процессов в соответствии с геометрией и местоположением дефектов 8 и 9 идет образование борного ангидрида, который, обладая низкой вязкостью при высоких температурах, проникая в поры 4, формирует контрастное световое (на общем темном фоне пленки 3) изображение геометрии и местоположения дефектов 8 и 9, Пример 4. На поверхность контролируемого изделия 1 наносят тонким слоем 2 порошок аморфного бора с размером зерна не более 5 10 мм. Накладывают темную тонкую диэлектрическую пленку 3. имеющую поры 4 со средним диаметром - 10 мкм, Контролируемое изделие 1 помещают на один из электродов 6, а второй электрод располагают над темной тонкой диэлектрической пленкой 3 с порами 4. На электроды

6 подают напряжение с источника 7 высокоm напряжения, достаточное для образования локального (в области дефектов 8 и 9) тлеющего разряда, сопровождающегося свечением и интенсивным локальным разогревом поверхности контролируемого изделия 1, Одновременно с подачей напряжения

165б420 позволяет значительно уменьшить энергозатраты и время обнаружения дефектов, а в ряде случаев расширить область применения.

Формула изобретения

Составитель B.Калечиц

Техред M.Ìîðãåèòàë Корректор A.Îñàóëåíêî

Редактор А. Ревин

Заказ 2048 - Тираж 412 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 в контролируемом изделии 1 с помощью ультразвукового преобразователя 5 возбуждают ультразвуковые колебания. В результате газоразрядных процессов в соответствии с геометрией и местоположе- 5 нием дефектов 8 и 9 идет образование борного ангидрида, который, обладая низкой вязкостью при высоких температурах, проникает в поры 4. Процесс проникновения интенсифицируется ультразвуковыми коле- 10 баниями, способствуя тем самым повыше.нию локальной плотности барного ангидрида впорах 4 и,,естественно,,повышению контактности (качества) получаемых изображений, геометрии дефекта, сокраще- 15 нию времени экспонирования.

Сравнительные эксперименты показали, что помимо сокращения энергозатрат за счет отказа от необходимости разогрева до высокой температуры (что в ряде случаев 20 вообще нежелательно) и ускорения процесса обнаружения, имеет место и повышение выявляемости, так как дефекты 8 и 9 в контролируемом изделии 1 из фторопласта нельзя было обнаружить, поскольку разогрев 25 фторопласта в течение получаса при

800 С невозможен.

Преимуществом предлагаемого способа является также расширение области применения, так как для обеспечения 30 достаточного контраста при визуализации дефекта в известных способах необходимо, чтобы контролируемое изделие было темным. Это ограничение при осуществлении предлагаемого способа отпадает. 35

Таким образом, применение предлагаемого (по сравению с известными) способа

1. Способ обнаружения дефектов изделий, заключающийся в том, что на поверхность контролируемого изделия наносят слой контрастного порошка аморфного бора, нагревают иэделие и осуществляют визуальный контроль, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса обнаружения и уменьшения его энергозатрат, в процессе визуального контроля помещают контролируемое изделие в электрическое поле с напряженностью, превышающей порог образования локального тлеющего разряда.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю u, и и с я тем, что, с целью улучшения качества контроля, путем регистрации геометрической структуры дефекта, после нанесения слоя аморфного бора размещают на поверхности контролируемого изделия небелую диэлектрическую пленку, имеющую пористую структуру, 3. Способ по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что насыщают кислородом пористую структуру небелой диэлектрической пленки перед размещением ее на контролируемом изделии.

4, Способ по и. 1, отличающийся тем, что в процессе визуального контроля возбуждают ультразвуковые колебания г контролируемом изделии.