Устройство для контроля процесса деградации защитных покрытий

Авторы патента:

G01N17 - Исследование устойчивости материалов к атмосферному или световому воздействию; определение антикоррозионных свойств

Владельцы патента RU 2492448:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для контроля процесса деградации защитных гальванических и лакокрасочных покрытий, находящихся в эксплуатационных условиях под действием внешней агрессивной среды. Устройство содержит нижнее основание, установленную на нем стопу испытуемых кольцеобразных образцов с общим центральным отверстием, опору, средство прижима, средство для контроля состояния испытуемых образцов. Также устройство содержит верхнее основание с центральным резьбовым отверстием, соосным отверстию нижнего основания, в котором установлен нагружающий винт, прижимающий с помощью опоры стопу образцов. Верхнее основание соединено с нижним при помощи упругих элементов с нанесенными тензорезисторами, включенными на вход тензометрического средства контроля напряженного состояния образцов. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение эффективности контроля процесса деградации защитных покрытий, находящихся в условиях агрессивной среды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Известно устройство для контроля коррозии [Авт. св. СССР №728057, МПК⁷ G01N 17/00, 1980 г.], содержащее патрон с внутренней конической поверхностью, находящейся в контакте с набором испытуемых металлических образцов, выполненных в виде секторов усеченного конуса, взаимодействующих верхним основанием с дисковой опорой, а нижним с агрессивной средой.

Известно устройство для контроля коррозии металлов [Авт. св. СССР №966564, МПК⁷ G01N 17/00, 1982 г.], содержащее индикатор коррозии, взаимодействующий с агрессивной средой, выполненный в виде закрепленной стопы кольцевых металлических образцов между основаниями-втулками на цилиндрическом нагревателе, установленном на валу.

Применение указанных устройств для контроля деградации поверхности образцов вследствие протекания коррозионных процессов при их контакте с агрессивной средой не позволяет в полной мере обеспечить условия эксплуатации материалов, находящихся в механически-напряженном состоянии, которое является дополнительным фактором, инициирующим разрушение поверхности из-за возможности появления микротрещин.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для контроля коррозии [Патент РФ №2017136, МПК⁷ G01N 17/00, 1994 г.]. Данное устройство содержит нижнее основание, установленную на нем стопу испытуемых кольцеобразных образцов, имеющие равные, соосные отверстия, центрирующую опору, установленную в отверстиях образцов, средство прижима, средство для контроля параметров испытуемых образцов - индикатор изменения высоты стопы образцов (вследствие образования продуктов коррозии).

Указанное устройство позволяет обеспечить определенное усилие поджатия контактных торцевых поверхностей образцов. Однако, применение данного устройства для проведения исследований на проявление следов и продуктов коррозии, требует длительного времени нахождения испытуемых образцов в агрессивной среде, поскольку деградация их контактирующих поверхностей, обусловленная диффузионными процессами, проходит лишь с внешней боковой стороны образцов, поскольку внутренние боковые поверхности образцов стопы закрыты от воздействия агрессивной среды центрирующей опорой и средством прижима, что существенно снижает эффективность использования устройства. Следует отметить, что нахождение индикатора изменения высоты стопы в агрессивной среде приводит к коррозии его конструктивных элементов (штока, шестерни, червячной передачи и пр.) и вызывает увеличение погрешности измерения и нарушение его работоспособности. Создание заданной нагрузки на контактные поверхности образцов путем изменения веса груза средства прижима и центрирующей опоры нарушает устойчивость устройства, создает опасность его опрокидывания при помещении в рабочие объемы испытательных камер. Кроме того, существенно ограничивает диапазон усилий сжатия образцов, что не позволяет использовать данное устройство для контроля процесса деградации защитных покрытий (гальванических, лакокрасочных) наносимых на металлические образцы, испытания которых требует воспроизводить условия эксплуатации, например корпусных деталей, подвергаемых локальным деформациям сжатия при закреплении на них других конструктивных элементов с помощью болтовых и винтовых соединений. Применение данного устройства не может быть использовано для контроля процесса деградации гальванических покрытий находящихся в силовом взаимодействии друг с другом, в результате которого возможно образование дендритных кристаллов в зоне контакта, которые опасны тем, что в случае роста дендритных кристаллов, представляющих металлические игольчатые образования, на поверхностях раздела конструктивных элементов, может привести к короткому замыканию электроконтактов и потере работоспособности электронных изделий, покрытых гальваническим защитным покрытием.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение его функциональных возможностей, а также повышение эффективности контроля процесса деградации защитных покрытий, находящихся в условиях агрессивной среды.

Технический результат достигается тем, что устройство для контроля процесса деградации защитных покрытий, содержащее нижнее основание, установленную на нем стопу испытуемых кольцеобразных образцов с общим центральным отверстием, опору, средство прижима, средство для контроля состояния испытуемых образцов, дополнительно содержит верхнее основание с центральным резьбовым отверстием, соосным отверстию нижнего основания, в котором установлен нагружающий винт, прижимающий с помощью опоры стопу образцов, причем верхнее основание соединено с нижним при помощи упругих элементов с нанесенными тензорезисторами, включенными на вход тензометрического средства контроля напряженного состояния образцов. В опоре выполнены сквозные каналы, соединяющие внутреннюю полость, образованную внутренней боковой поверхностью образцов, с внешней испытательной средой. Кроме того, в нижнем основании со стороны установки испытуемых образцов выполнена проточка, диаметр которой равен внешнему диаметру образцов.

На фигуре изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит нижнее и верхнее основания 1 и 2, соответственно, скрепленные между собой с помощью упругих боковых элементов 3, на которых закреплены тензорезисторы 4, соединенные по мостовой схеме, подключенной на вход тензометрической аппаратуры (на фигуре не показана), которая располагается вне рабочего объема испытательных камер. Поверхность тензорезисторов 4 и соединительные проводники защищены от воздействия агрессивной испытательной среды герметизирующим составом. В центральной части оснований 1 и 2, соосно выполнены сквозные отверстия. Причем в отверстии верхнего основания 2 выполнена резьба для установки в нем нагружающего винта 5, имеющего на торце сферическую поверхность, а диаметр отверстия в нижнем основании 1 должен соответствовать внутреннему диаметру кольцевых испытуемых образцов 6, содержащих на поверхности испытуемое защитное покрытие 7, которые собраны в стопу, установленную соосно на цилиндрический выступ 8, образованный проточкой на нижнем основании 1. На торце верхнего испытуемого образца размещена опора 9, в центральной части которой выполнено глухое отверстие, имеющее сферическую торцевую поверхность, сопряженную со сферической торцевой поверхностью нагружающего винта 5, и отверстия, образующие сквозные каналы 10, соединяющие внутреннюю полость 11, образованную внутренней боковой поверхностью образцов 6, с внешней испытательной средой.

Устройство работает следующим образом.

Перед сборкой кольцеобразных образцов осуществляют тарировку средства контроля напряженного состояния испытуемых образцов устройства. Для этого используют разрывную машину (например, разрывную машину типа TIRAtest-2200), в захватывающих элементах которой зажимают нижнее основание 1 и головку нагружающего винта 5, ввернутого в резьбовое отверстие верхнего основания 2. Подключают тензорезисторы 4 на вход тензоаппаратуры (например ко входу измерителя статической деформации типа ИСД-3). Производят механическое нагружение растягивающим усилием, фиксируя при этом значения заданной нагрузки и соответствующие значения деформации тензорезисторов 4 с помощью тензоаппаратуры.

Для подготовки устройства для испытаний образцов, содержащих на своей поверхности защитное гальваническое или лакокрасочное покрытие 7, устанавливают их на цилиндрический выступ 8, образованный проточкой на нижнем основании 2, формируя испытуемые образцы в виде стопы и центрируя на нем с помощью разъемной цилиндрической оправки (на фигуре не показана). На верхнем торце стопы испытуемых образцов 6 размещают опору 9. Вворачивают в резьбовое отверстие верхнего основания 2 нагружающий винт 5, приводя в контакт его торцевую сферическую поверхность со сферической поверхностью глухого отверстия опоры 9. С помощью нагружающего винта 5 задают усилие прижима, контролируемое с помощью тензоаппаратуры, размещенной вне рабочего объема испытательной камеры, соответствующее необходимому напряженному состоянию испытуемых образцов 6, которое поддерживают в течение всего испытательного цикла на заданном уровне.

Устройство с установленными испытуемыми образцами 6 помещают в камеру с агрессивной средой (например, в камеру морского тумана или климатическую камеру) и подвергают их заданным испытательным воздействиям. По завершению режима, моделирующего ускоренный режим испытаний, проводят анализ состояния поверхностей испытанных образцов 6, находящихся в зонах контакта и примыкающих к ним, выявляя очаги деградации покрытий 7:

- точечной, щелевой коррозии, коррозии пятнами, сквозной коррозии на образцах, содержащих на поверхности гальванические покрытия, находящиеся в заданном механически напряженном состоянии;

- нитевидной, точечной коррозии металла под лакокрасочным покрытием вследствие наличия в нем пор, нарушения сплошности и отслаивания от поверхности образца из-за низкой стойкости к воздействию внешней испытательной среды при заданном механически напряженном состоянии;

- наличия образования и роста дендритных кристаллов на поверхностях раздела соединений образцов с нанесенными гальваническими покрытиями, находящимися при заданном механически напряженном состоянии.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от прототипа, поскольку позволяет повысить эффективность процесса проявления и контроля деградации защитных покрытий при проведении ускоренных испытаний различного рода соединений материалов за счет введения новых конструктивных признаков, обеспечивающих:

- доступ воздействия агрессивной среды с внутренней стороны кольцевых образцов;

- расширение диапазона нагружающих усилий, их контроль и регулирование в процессе испытаний, при малых габаритах и массе устройства, что является немаловажным, поскольку рабочие объемы испытательных камер ограничены в размерах и предельной загрузочной массе.

Кроме того, введение новых конструктивных признаков позволяет расширить функциональные возможности устройства, а именно, обеспечить проведение контроля возможности образования и роста дендритных кристаллов на границе раздела гальванических покрытий на контактирующих образцах, находящихся в механически напряженном состоянии. Результаты контроля крайне необходимы при выборе защитных гальванических покрытий для радиоэлектронных блоков для исключения возможности короткого замыкания электрических выводов иглообразными дендритными кристаллами.

Результаты исследования, полученные с помощью устройства, могут быть использованы при выборе защитных покрытий, наносимых на конструктивные элементы приборов и радиоэлектронной аппаратуры, работающей в условиях с агрессивной внешней средой.

1. Устройство для контроля процесса деградации защитных покрытий, содержащее нижнее основание, установленную на нем стопу испытуемых кольцеобразных образцов, имеющие равные, соосные центральные отверстия, опору, средство прижима, средство контроля состояния испытуемых образцов, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит верхнее основание с центральным резьбовым отверстием, соосным отверстию нижнего основания, в котором установлен нагружающий винт, прижимающий с помощью опоры стопу образцов, причем верхнее основание соединено с нижним при помощи упругих элементов с нанесенными тензорезисторами, включенными на вход тензометрического средства контроля напряженного состояния образцов, а в опоре выполнены сквозные каналы, соединяющие внутреннюю полость, образованную внутренней боковой поверхностью образцов, с внешней испытательной средой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нижнем основании со стороны установки испытуемых образцов выполнена проточка, диаметр которой равен внешнему диаметру образцов.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам оценки работоспособности сварных соединений в условиях одновременного воздействия циклических нагрузок и коррозионных сред, и может быть использовано для решения научно-исследовательских задач.

Способ и устройство для осуществления контакта блока контроля параметров электрохимической защиты с трубой с нанесенным утяжеляющим бетонным покрытием // 2484448

Изобретение относится к системе мониторинга коррозионных процессов на стальных подземных и подводных сооружениях, находящихся под слоем бетона, для определения опасности коррозии стали и контроля эффективности электрохимической защиты.

Установка для испытаний металлического урана // 2483292

Изобретение относится к области химии урана, а именно к коррозионным исследованиям металлического урана в герметичных контейнерах, и может быть использовано для определения скорости коррозии урана в газообразных средах различного химического состава в различных условиях (различных по температуре и давлению газовой среды) с целью прогнозирования коррозионного состояния урановых деталей в условиях их реального использования или хранения.

Способ оценки устойчивости текстильного материала к действию светопогодных факторов // 2481567

Изобретение относится к текстильному материаловедению и предназначено для оценки устойчивости прочностных свойств материалов, эксплуатируемых на открытом воздухе и подверженных действию светопогодных факторов, по показателю поступившей в зону расположения образцов энергии суммарной, прямой и рассеянной/солнечной радиации, снижающей разрывную нагрузку материала на 35% от исходной.

Устройство для измерения поляризационного потенциала трубопроводов // 2480734

Изобретение относится к системе контроля эффективности электрохимической защиты подземных трубопроводов, находящихся под катодной поляризацией. .

Способ экспериментального определения градиента длительной прочности нагруженного и корродирующего бетона и устройство для его осуществления // 2473878

Изобретение относится к области строительства, в частности к определению изменения длительной прочности бетона во времени эксплуатируемых под нагрузкой в условиях внешней агрессивной среды бетонных и железобетонных конструкций.

Устройство для оценки защищенности от коррозии по величине смещения от естественного потенциала // 2471171

Изобретение относится к системе контроля эффективности электрохимической защиты заглубленных, полузаглубленных (емкости) в грунт, под слоем бетона, а также морских стальных сооружений, находящихся под катодной защитой.

Система автоматической коррекции работы станций катодной защиты // 2465570

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для контроля процесса коррозионной защиты и автоматической коррекции величины защитного потенциала по длине трубопровода для его эффективной защиты.

Биметаллический датчик контактной коррозии // 2463576

Изобретение относится к технике коррозионного мониторинга подземных трубопроводов, в частности к биметаллическим датчикам контактной коррозии, и может быть использовано в газовой, нефтяной и смежных отраслях промышленности.

Устройство для измерения коррозии трубопроводов // 2463575

Изобретение относится к устройствам для измерения коррозии, в частности к устройствам для измерения коррозии в трубопроводах, и может найти применение в различных областях техники.

Способ управления кондиционером воздуха, кондиционер воздуха и устройство для измерения параметров окружающей среды // 2495334

Способ управления является способом управления кондиционером воздуха, чтобы переводить состояние в замкнутом пространстве в предварительно определенное целевое состояние. Способ управления включает в себя этапы, на которых: устанавливают целевое значение для управления физической величиной; измеряют физическую величину в различных положениях в замкнутом пространстве и вычисляют скользящее среднее измеренных значений физической величины, измеренных в каждом из различных положений. Причем управляют кондиционером воздуха таким образом, что среднее значение между максимальным значением и минимальным значением множества вычисленных скользящих средних значений является целевым значением. Технический результат заключается в возможности точного контроля заданной температуры в замкнутом пространстве. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

Установка для коррозионных испытаний // 2502981

Изобретение относится к испытательной технике, предназначенной для определения влияния агрессивных сред на коррозионные свойства материалов и может быть использовано при разработке мероприятий по антикоррозионной защите оборудования в нефтяной, газовой, нефтехимической и других отраслях промышленности. Установка включает рабочий вал с приводом вращательного движения, герметичный контейнер, закрепленный на валу и частично заполненный коррозионной жидкостью, исследуемый образец, установленный в полости контейнера с помощью средств крепления, и трубки для подвода и отвода испытательного газа, снабженные регулирующими элементами. При этом герметичный контейнер выполнен в форме полого тора, в полости которого образец расположен вдоль меридиональных линий тора. Уровень коррозионной жидкости в герметичном контейнере установлен ниже внутренней образующей тора. Корпус герметичного контейнера и средства крепления образца изготовлены из диэлектрического материала или покрыты диэлектрическим материалом. Образец представлен в виде одного или нескольких проволочных элементов. Техническим результатом является повышение точности коррозионных испытаний. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ оценки стойкости стальных изделий против локальной коррозии // 2504772

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к контролю коррозионной стойкости против локальной коррозии стальных изделий, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах. Способ заключается в том, что от изделий отбирают пробы, изготавливают образцы с полированной поверхностью, поверхность образцов обрабатывают в растворе 3-10% ионов роданида в течение 3-5 часов при pH 8,0-9,0, затем проводят количественный анализ пораженных и непораженных коррозией участков посредством компьютерных функций программы обработки графических изображений, а о коррозионной стойкости изделий судят по доле поврежденной поверхности. Достигается повышение информативности и достоверности оценки. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 ил.

Способ оценки стойкости сварных изделий из низкоуглеродистых сталей к коррозионному растрескиванию под напряжением // 2506564

Изобретение относится к области исследования устойчивости металлов и сплавов к воздействию агрессивных сред и может быть использовано, в частности, для оценки надежности и долговечности сварных труб, предназначенных для строительства нефтегазопроводов. Согласно предлагаемому способу от изделия отбирают образец из области сварного соединения, изготавливают из образца поперечный шлиф, поверхность которого подготавливают травлением, и осуществляют измерение микротвердости по продольным линиям, расположенным по наружному шву, центру и внутреннему шву. Затем по каждой линии определяют средние значения микротвердости основного металла и металла в ЗТВ. Далее вычисляют разницу этих значений и среднюю величину разницы микротвердости основного металла и металла в ЗТВ, по которой оценивают стойкость сварного шва к коррозионному растрескиванию под напряжением. Техническим результатом является сокращение длительности и упрощение производимых операций для получения достоверной экспресс-оценки стойкости сварных изделий к коррозионному растрескиванию под напряжением. 1 табл.,1 ил.

Способ прогнозирования аварийного технического состояния трубопровода канализационной системы // 2508535

Способ прогнозирования аварийного технического состояния трубопровода канализационной системы применяют в канализационной системе мегаполиса или крупного промышленного района и могут использовать для диагностики технического состояния водоочистных сооружений и трубопроводов со сточными водами. В зоне контролируемого участка трубопровода размещают, по меньшей мере, два датчика технического состояния. Затем периодически снимают показания с датчиков и сравнивают их значения с заданным пороговым значением. По результатам упомянутого сравнения судят о техническом состоянии данного участка трубопровода. В качестве датчика технического состояния применяют газоанализатор. Причем все датчики располагают на соответствующих торцах контролируемого участка трубопровода и связывают их с блоком управления и обработки информации, который предварительно располагают вне зоны контролируемого участка трубопровода. Таким образом образуют измерительный комплекс для контроля за развитием коррозии на внутренней поверхности трубопровода канализационной системы. Техническим результатом является упрощение процесса прогнозирования технического состояния всей внутренней поверхности участка трубопровода канализационной системы при обеспечении постоянного контроля за причинами возникновения и развитием коррозии на этой поверхности. 2 ил.

Устройство для контроля проникновения локальной коррозии в металлические конструкции // 2510496

Изобретение относится к контролю протекания коррозионных процессов и может быть применено для определения степени опасности проникновения локальной коррозии, в частности питтинговой коррозии, в металлические конструкции (реакторы, теплообменники, емкости, трубопроводы и т.д.), контактирующие с электропроводными коррозионными средами. Устройство для контроля локальной коррозии, которое состоит из объектов воздействия коррозионной среды - металлических пластин, имеющих заранее меньшую и различную между собой толщину, чем стенка металлической конструкции, и изготовленных из того же материала, что и металлическая конструкция. При этом одна сторона каждой пластины обращена в сторону коррозионной среды, а другая путем известных способов электрически и механически присоединена к протектору тех же размеров, что и пластина, изготовленному из металла, имеющего более отрицательный потенциал коррозии в данной среде, чем металл пластины. Каждые пластина и протектор образуют датчики, которые электрически изолированы друг от друга, а протектор и от среды, антикоррозионным диэлектрическим покрытием, причем каждый датчик помещен в общий корпус из коррозионно-стойкого диэлектрического материала и имеет через блок переключателей и токоизмерительный прибор электрический контакт с металлической конструкцией. Техническим результатом изобретения является повышение надежности дистанционного диагностирования коррозионного состояния металлических конструкций, контактирующих с коррозионной средой, независимо от давления, температуры, движения среды и типа конструкции. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Способ определения плотности дефектов поверхности оптической детали // 2515119

Изобретение относится к области силовой лазерной оптики и касается способа определения плотности дефектов поверхности оптической детали. Способ включает в себя облучение участков поверхности оптической детали пучком импульсного лазерного излучения с гауссовым распределением интенсивности, регистрацию разрушения поверхности, наиболее удаленного от точки максимальной интенсивности пучка лазерного излучения, определение соответствующего этому разрушению значения интенсивности пучка εi, определение зависимости плотности вероятности f(ε) разрушения поверхности оптической детали от интенсивности излучения и выбор наименьшего значения интенсивности пучка εimin. Плотность дефектов поверхности оптической детали D определяется по формуле: , где r0 - радиус пучка по уровню exp(-1) от максимальной интенсивности пучка излучения. Технический результат заключается в повышении точности и уменьшении трудоемкости измерений. 3 ил.

Способ контроля стойкости трубных сталей против коррозионного растрескивания под напряжением // 2515174

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к контролю стойкости трубных сталей, предназначенных для эксплуатации в агрессивных (водородсодержащих) средах, оказывающих коррозионное воздействие на материалы. Способ контроля стойкости трубных сталей против коррозионного растрескивания под напряжением заключается в том, что из сталей изготавливают образцы, в которых определяют общее содержание водорода в исходном состоянии, в состоянии после искусственного старения в течение 10-40 часов при температурах 50-300°C и после дополнительной термической обработки при температуре 850-1000°C в течение 10-60 минут в печи в воздушной атмосфере с последующим охлаждением на воздухе, а перед термической обработкой обеспечивают влажность атмосферы в рабочем пространстве печи не менее 50%. При этом о стойкости стали против коррозионного растрескивания судят по изменению содержания водорода в процессе старения и термической обработки по сравнению с его содержанием в исходном состоянии. Техническим результатом является обеспечение информативности при небольшой длительности проведения контроля на стойкость против коррозионного растрескивания с учетом химического состава и микроструктуры, наличия и распределения неметаллических включений, являющихся ловушками водорода.

Способ контроля стойкости трубных сталей против коррозионного растрескивания под напряжением // 2515174

Портативная лабораторно-полевая дождевальная установка // 2519789

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к агропочвоведению, и может быть использовано для воспроизводства дождя в лабораторных и полевых условиях. Портативная лабораторно-полевая дождевальная установка включает горизонтальную раму с панелью, емкость для воды, фильтр, подающий и напорный водоводы с вентилем, дождеватель, состоящий из последовательно закрепленных ниппеля, толстой гибкой трубки с хомутами, втулки и закрепленного в ней пучка тонких гибких трубок. Емкость для воды закреплена выше рамы на вертикальных стойках с подвесной скобой. Между напорным водоводом и ниппелем установлен поплавковый механизм, состоящий из корпуса с закрепленной на нем сбоку на дренажной трубке резиновой грушей с дренажным отверстием и последовательно установленных в нем гнезда иглы, иглы и поплавка с направителем. Каплеобразующие концы тонких гибких трубок дождевателя закреплены на горизонтальной панели по спирали Архимеда с одинаковым шагом. Техническим результатом изобретения является повышение равномерности и стабильности распределения дождя по площади полива и упрощение конструкции установки. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.