Способ определения оптимальной температуры пассивации трубных элементов теплоэнергетического оборудования и устройство для коррозионных испытаний

Использование: для определения оптимальной температуры пассивации трубных элементов теплоэнергетического оборудования. Сущность изобретения заключается в том, что подготавливают эталон, подвергают его термоциклированию, при проведении которого методом рентгеновской дифракции определяют внутренние структурные напряжения I рода и II рода, строят зависимости внутренних структурных напряжений I и II рода от температуры термоциклирования, по которым определяют область одновременной релаксации внутренних структурных напряжений и соответствующую ей температуру пассивации. Технический результат: обеспечение возможности определения оптимальной температуры пассивации для различных видов сталей на основе оценок напряженного состояния теплонапряженных поверхностей. 2 н.п. ф-лы, 7 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к области подавления коррозии трубных элементов теплоэнергетического оборудования посредством оценки внутриструктурных напряжений и может найти применение на предприятиях энергетической отрасли и научно-исследовательских организациях для разработки регламента мероприятий по защите поверхностей энергетического оборудования от коррозионного разрушения.

Известны методические указания по предпусковой парокислородной очистке и пассивации пароводяного тракта теплоэнергетического оборудования (МУ 34-70-128-85), согласно которым температуру перегретого пара рекомендуют выбирать в пределах 250-450°С. При этом утверждается, что защитные свойства оксидных пленок увеличиваются с повышением температуры среды.

Для элементов пароводяного тракта, в которых заводами-изготовителями оборудования запрещается поднимать температуру среды выше допустимой для данного оборудования, защитная пленка создается при температурах в интервале 250-350°С.

Согласно изобретению (патент RU 2303745, МПК F22B37/48, опубл. http://www.fips.ru/cdfi/fips.dll?ty=29&docid=2303745&cl=9&path=http://195.208.85.248/Archive/PAT/2007FULL/2007.07.2) температура пассивации находится в интервале 90-450 °С, при этом об эффективности очистки и пассивации поверхности котельных труб судят по интенсивности роста концентрации окислов железа в очищающем агенте.

Известны способы (патенты RU 2190699, МПК C23G5/00, C23F11/02, F28G13/00, опубл. 10.10.2002, RU 2222411, МПК B22F3/24, C23C8/16, опубл. 27.01.2004), в которых предлагают выбирать температуру пассивации в интервале 400-570 °С, а процесс псевдоожижения и окисления ведут подачей воды непосредственно в рабочее пространство печи.

Недостатком описанных способов является общий подход к различным разновидностям сталей, не учитывающий их специфику и внутренние структурные напряжения, что не позволяет сузить диапазон температур пассивации и получить наибольшую защиту энергетического оборудования от коррозии.

Известно устройство для осуществления способа испытания образцов металлических мембран под напряжением (RU №2296976, МПК G01N17/00, опубл. 10.04.2007), содержащее емкость для коррозионной среды, средства для воздействия на образец нагрузками и регистрирующую аппаратуру. Нагрузочный резервуар имеет фланец, на который установлен с образованием герметично закрытой полости испытуемый образец, закрепляемый при помощи ответного фланца с отверстием определенного размера. С наружной стороны образца между испытуемым образцом и ответным фланцем установлен патрубок, образующий вместе с испытуемым образцом емкость для коррозионной среды. К резервуару подведена магистраль от источника рабочей среды для оказания одностороннего давления на образец, а также подсоединено устройство замера давления. Кроме того, установлен измерительный комплекс для измерения геометрических параметров образца.

Недостатком устройства является невозможность создания условий, соответствующих тем, в которых работают элементы энергетического оборудования.

Известно устройство для определения процесса коррозии образцов из конструкционных сплавов в потоке теплоносителя (RU №2260788, МПК G01N17/00, опубл. 20.09.2005), включающее герметичную емкость из металла, размещенный внутри герметичной емкости стакан, заполняемый теплоносителем и образцами, имеющий пористую трубу с системой капиллярных каналов, установленную в центре стакана, основной холодильник и верхний нагреватель. Причем, в центре стакана закреплены горизонтально верхнее и нижнее кольца, разделенные пористой трубой. В кольцевой полости размещено пористое кольцо с отверстиями в верхней и нижней частях. Вдоль продольной оси пористой трубы расположен вал с возможностью вращения его вокруг продольной оси стакана, средняя часть которого выполнена в виде усеченного конуса, ориентированного меньшим основанием вверх. На боковой поверхности усеченного конуса размещены образцы в виде колец. На верх стакана положен пористый диск, рядом с верхней частью боковой стенки стакана и внутри пористой трубы установлены пробирки с термопарами. На внешней поверхности боковой стенки герметичной емкости в зоне кольцевой полости присоединен основной холодильник, над основным холодильником установлен верхний нагреватель, под днищем герметичной емкости - нижний нагреватель. Вал, опорное кольцо, пористый диск, пористое кольцо, пробирки, стакан и пористая труба выполнены из керамики.

Недостаток изобретения - сложность изготовления устройства и загрузки испытуемых образцов.

Наиболее близким, принятым за прототип, является изобретение «устройство для коррозионных испытаний образцов под напряжением» (RU №2110785, МПК G01N17/00, опубл. 10.05.1998), содержащее камеру, выполненную в виде цилиндрического сосуда, внутри которого установлен испытуемый образец трубы, первую торцевую крышку для камеры, первый гидроцилиндр осевого нагружения образца трубы и уплотнения. Причем, оно снабжено вторым гидроцилиндром осевого нагружения образца трубы, двумя гидроцилиндрами нагружения образца трубы изгибающим моментом, рамой, системой нагрева, второй торцевой крышкой для камеры, полыми тягами осевого нагружения образца с прокладками на них, радиаторами, а также теплоизоляцией. Полые тяги связаны с испытуемым образцом трубы по резьбе с возможностью прохождения сквозь крышки камеры. Корпусы гидроцилиндров жестко закреплены на раме. Радиаторы закреплены на штоках гидроцилиндров осевого нагружения образца трубы. Гидроцилиндры нагружения образца трубы изгибающим моментом установлены в камере радиально с возможностью взаимодействия с ним. При этом полые тяги соединены со штоками гидроцилиндров осевого нагружения образца трубы быстроразъемными соединениями и имеют штуцеры для подвода и отвода испытательной жидкой среды внутрь испытуемого образца трубы. Уплотнения размещены в торцевых крышках, а на полых тягах выполнены места для наклейки тензорезисторных датчиков.

Задача технического решения - определение оптимальной температуры пассивации для различных видов сталей на основе оценок напряженного состояния теплонапряженных поверхностей, при минимизации затрат на создание устройства и ведение испытаний.

В способе подготавливают эталон, подвергают его термоциклированию, при проведении которого методом рентгеновской дифракции определяют внутренние структурные напряжения I рода и II рода. Строят зависимости внутренних структурных напряжений I и II рода от температуры термоциклирования, по которым определяют область одновременной релаксации внутренних структурных напряжений и соответствующую ей температуру пассивации.

Область одновременной релаксации внутренних структурных напряжений - это часть полученной зависимости внутренних структурных напряжений I и/или II рода от температуры, в которой внутренние структурные напряжения I и/или II рода релаксируют до нуля при переходе из области сжимающих напряжений в область растягивающих (фиг. 1 и фиг. 2).

Устройство для коррозионных испытаний трубных элементов энергетического оборудования содержит камеру, выполненную в виде цилиндрического сосуда, внутри которого расположены испытуемые образцы, систему нагрева - электрическую печь. Причем, камера и ртутный термометр расположены в электрической печи. Один из концов камеры соединен с находящимися вне зоны обогрева игольчатым вентилем и змеевиком, на конце которого расположен манометр. Для создания требуемого теплового режима электрической печи выполнен задатчик температуры, соединенный с автоматическим тиристорным регулятором температуры и термопарой.

На фиг. 1 представлена зависимость изменения внутренних структурных напряжений I рода σ I эталона от температуры термоциклирования t.

На фиг. 2 представлена зависимость изменения внутренних структурных напряжений II рода σ II эталона от температуры термоциклирования t.

На фиг. 3 показана схема нарезки и маркировки образцов первой партии для коррозионных испытаний.

На фиг. 4 показана схема нарезки и маркировки образцов второй партии для коррозионных испытаний.

На фиг. 5 изображено устройство для проведения коррозионных испытаний.

На фиг. 6 показаны результаты изменения массы к единице поверхности (Δm1/S) образцов первой и второй партии после первого полугодия коррозионных испытаний.

На фиг. 7 показаны результаты изменения массы к единице поверхности (Δm2/S) образцов первой и второй партии после второго полугодия коррозионных испытаний.

В таблице 1 приведены результаты определения параметра элементарной кристаллической решетки в нагретом состоянии агор и после охлаждения до комнатной температуры ахол после соответствующих температур нагрева.

В таблице 2 показаны значения внутренних структурных напряжений I рода σ I в зависимости от температуры термоциклирования t.

В таблице 3 показаны результаты определения значений внутренних структурных напряжений II рода σ II в зависимости от температуры термоциклирования t.

На фиг. 6 показаны результаты изменения массы к единице поверхности (Δm1/S) образцов первой и второй партии после первого полугодия коррозионных испытаний.

Первую партию образцов подвергают коррозионным испытаниям без предварительной обработки, вторую партию образцов предварительно прогревают в печи в воздушной среде при температуре 350-370 °С, установленной по предложенному способу в течение 25-30 минут (фиг. 1, 2, где серым цветом обозначены результаты коррозионных испытаний первой партии образцов, а черным цветом - второй партии образцов).

Изменение массы Δm1 устанавливают, как разницу массы образцов после первого полугодия коррозионных испытаний (М1) и первоначальной массой (Мисх), определенной до проведения коррозионных испытаний, S - площадь соответствующего образца, см2:

Δ m 1 S = M 1 M и с х S ,  мг/см 2

На фиг. 7 показаны результаты изменения массы к единице поверхности (Δm2/S) этих же образцов после второго полугодия коррозионных испытаний, где серым цветом обозначены результаты коррозионных испытаний первой партии образцов (без предварительной термической обработки), а черным цветом - второй партия образцов (прогретых при температуре 350-370 °С, установленной по предложенному способу, в течение 25-30 минут).

Изменение массы Δm2 устанавливают, как разницу массы образцов после второго полугодия коррозионных испытаний (М2) и массой образцов (М1), определенной после проведения первого полугодия коррозионных испытаний, S - площадь соответствующего образца, см2:

Δ m 2 S = M 2 M 1 S ,  мг/см 2

Устройство (фиг. 5) включает камеру 1, выполненную в виде цилиндрического сосуда - трубы из нержавеющей стали 12Х18Н12Т длиной 500 мм, наружным диаметром 20 мм и толщиной стенки 2,5 мм. К одному из концов камеры 1 присоединены игольчатый вентиль 2 и змеевик 3, соединенный с манометром 4. Внутри камеры 1 располагают исследуемые образцы (на чертеже не показаны). Устройство снабжено системой нагрева - электрической печью 5. Камера 1 расположена в электрической печи 5, игольчатый вентиль 2, змеевик 3 и манометр 4 расположены вне зоны обогрева электрической печи 5, в которой также предусмотрены задатчик температуры 6, автоматический тиристорный регулятор температуры 7, соединенный с термопарой 8, а также ртутный термометр 9.

Устройство работает следующим образом. Исследуемые образцы помещают в цилиндрический сосуд - камеру 1 через конец, свободный от змеевика 3. Затем ее заполняют дистиллированной водой и герметизируют, например, завариванием этого конца аргонно-дуговой сваркой. Далее заполненную дистиллированной водой камеру 1 помещают в электрическую печь 5, а игольчатый вентиль 2, змеевик 3 и манометр 4 располагают вне зоны обогрева электрической печи 5. Установление необходимого теплового режима электрической печи 5 осуществляют при помощи задатчика температуры 6. Непрерывность и стационарность при фиксированной температуре, выставленной задатчиком температуры 6 теплового режима, обеспечивает автоматический тиристорный регулятор температуры 7 по данным термопары 8. Контроль соответствия реального значения теплового режима выставленному значению задатчиком температуры 6 осуществляют ртутным термометром 9.

Игольчатый вентиль 2 позволяет сбрасывать давление в камере 1 и продувкой осуществлять деаэрацию водяного пара, получаемого в процессе нагрева печью 5 дистиллированной воды.

Заявляемое изобретение поясняется примерами.

Подготавливают эталон из котельной трубы, изготовленной из стали 20, подвергают его термоциклированию (нагревают до определенной температуры - определяют методом рентгеновской дифракции параметр элементарной кристаллической решетки в нагретом состоянии агор - охлаждают до комнатной температуры - определяют методом рентгеновской дифракции параметр элементарной кристаллической решетки при комнатной температуре ахол и затем повторяют эту последовательность действий с повышением температуры в каждом цикле нагрева) - таблица 1.

Определяют внутренние структурные напряжения I рода σ I по формуле (таблица 2):

σ I ( t ) = а t гор а t 1 гор а t гор Е гор ( t ) ,

где а t гор - параметр элементарной кристаллической решетки в нагретом до температуры t состоянии;

а t 1 гор - параметр элементарной кристаллической решетки в нагретом состоянии в предыдущем цикле нагрева;

Е гор ( t ) - модуль упругости при температуре t;

t - температура термоциклирования (t=50, 100…700 °С).

Затем, пользуясь методикой, описанной в работе (Любимова Л.Л. Методика рентгенометрического анализа внутриструктурных напряжений //Известия Томского политехнического университета. - 2003. - Т. 306 - №4. - C. 72-77), определяют внутренние структурные напряжения II рода σ II по формуле (таблица 3):

σ II ( t ) = n 2 гор ( t ) 4 t g [ ϑ 2 гор ( t ) ] Е гор ( t ) ,

где n 2 гор ( t ) - часть уширения второй дифракционной линии от напряжений в нагретом до температуры t состоянии;

ϑ 2 гор ( t ) - угол дифракции в нагретом до температуры t состоянии;

Е гор ( t ) - модуль упругости при температуре t;

t - температура термоциклирования (t=50, 100…700 °С).

Строят зависимости внутренних структурных напряжений I и II рода от температуры - фиг. 1 и фиг. 2 соответственно, по которым определяют область одновременной релаксации внутренних структурных напряжений и соответствующую ей температуру пассивации.

Температура пассивации, соответствующая области релаксации внутренних структурных напряжений I рода σ I эталона согласно фиг.1, составляет 350-370 °С, для внутренних структурных напряжений II рода σ II эталона - 300-400 °С. Таким образом, область одновременной релаксации внутренних структурных напряжений эталона из котельной трубы, изготовленной из стали 20, составляет 350-370 °С.

Пример коррозионных испытаний

Первую партию образцов изготавливают, нарезая трубу (сталь 20) на 16 равных частей и маркируя их, как показано на фиг. 3. Вторую партию изготавливают аналогичным способом (фиг. 4).

С целью создания структурных дефектов, ускоряющих процесс развития коррозии, каждый из образцов первой партии подвергают внешней механической нагрузке от 18 до 455 МПа с помощью стандартного гидравлического пресса.

Каждый из образцов второй партии подвергают внешней механической нагрузке 350 МПа с помощью стандартного гидравлического пресса, после чего прогревают в печи в воздушной среде при температуре 350-370 °С в течение 25-30 минут.

Каждый из образцов первой и второй партий взвешивают.

Коррозионные испытания первой и второй партии образцов проводят в устройстве для коррозионных испытаний (фиг. 5).

Все образцы первой и второй партий помещают внутрь камеры 1 через конец, свободный от змеевика 3, после чего ее заполняют дистиллированной водой и герметизируют завариванием этого конца аргонно-дуговой сваркой. Затем камеру 1 помещают в электрическую печь 5, а игольчатый вентиль 2, змеевик 3 и манометр 4 расположены вне зоны обогрева электрической печи 5. Устанавливают при помощи задатчика температуры 6 тепловой режим электрической печи 5 равным 230-235 ºС. Непрерывность и стационарность при фиксированной температуре, выставленной задатчиком температуры 6 теплового режима, обеспечивает автоматический тиристорный регулятор температуры 7 по данным термопары 8. Контроль соответствия реального значения теплового режима выставленному значению задатчиком температуры 6 осуществляют ртутным термометром 9.

После первого полугодия все образцы первой и второй партий извлекают из камеры 1, взвешивают, устанавливая изменение массы к единице поверхности (Δm1/S) образцов первой и второй партии в сравнении со значением до проведения коррозионных испытаний (фиг. 6). Затем все образцы первой и второй партий снова помещают внутрь камеры 1, герметизируют и повторяют коррозионные испытания в течение второго полугодия.

По истечении второго полугодия коррозионные испытания прекращают. Все образцы первой и второй партий извлекают из камеры 1, взвешивают, устанавливая изменение массы к единице поверхности (Δm2/S) в сравнении со значением, полученным при взвешивании после коррозионных испытаний в течение первого полугодия (фиг. 7).

Полученные результаты коррозионных испытаний образцов первой и второй партий позволяют утверждать, что оптимальной температурой пассивации стали является 350-370°С, при которой на поверхности образцов создается тончайшая прочная оксидная пленка. Возникающая оксидная пленка блокирует концентрацию напряжений на острие кромки трещины, необходимых для ее продвижения. Тем самым интенсивность коррозии снижается на один-два порядка.

Разработанное устройство для коррозионных испытаний позволяет воссоздать условия, соответствующие тем, при которых работают элементы энергетического оборудования - стационарный тепловой режим и контакт с агрессивной средой - перегретым паром.

Для получения достоверных результатов коррозионных испытаний образцов срок их продолжительности должен быть не менее 5-6 месяцев, обычно он составляет 12 месяцев (Аколькин П.А. Коррозия и защита металла теплоэнергетического оборудования. - М.: Энергоиздат, 1982. - 304 с., стр.243).

1. Способ определения оптимальной температуры пассивации теплоэнергетического оборудования, в котором подготавливают эталон, подвергают его термоциклированию, при проведении которого методом рентгеновской дифракции определяют внутренние структурные напряжения I рода и II рода, строят зависимости внутренних структурных напряжений I и II рода от температуры термоциклирования, по которым определяют область одновременной релаксации внутренних структурных напряжений и соответствующую ей температуру пассивации.

2. Устройство для коррозионных испытаний трубных элементов энергетического оборудования, содержащее камеру, выполненную в виде цилиндрического сосуда, внутри которого расположены испытуемые образцы, систему нагрева - электрическую печь, отличающееся тем, что камера и ртутный термометр расположены в электрической печи, один из концов камеры соединен с находящимися вне зоны обогрева игольчатым вентилем и змеевиком, на конце которого расположен манометр, а для создания требуемого теплового режима электрической печи выполнен задатчик температуры, соединенный с автоматическим тиристорным регулятором температуры и термопарой.



 

Похожие патенты:

Использование: для определения концентрации примесей в монокристалле. Сущность изобретения заключается в том, что в нейтронном спектрометре обратного рассеяния изменяют температуру эталонного кристалла до момента, когда межплоскостное расстояние эталонного кристалла совпадет с межплоскостным расстоянием исследуемого кристалла, и вычисляют относительное изменение межплоскостного расстояния исследуемого кристалла в данной точке.

Использование: для регистрации кривых дифракционного отражения. Сущность изобретения заключается в том, что пучок рентгеновского излучения заданного диапазона от источника рентгеновского излучения пропускают через две диафрагмы, а интенсивность рентгеновского излучения, подвергшегося дифракции в исследуемом кристалле, определяют с помощью детектора при последовательном изменении параметров условий снимаемого рентгеновского рефлекса, в котором параметры условий дифракции изменяют модуляцией межплоскостного расстояния снимаемого рентгеновского рефлекса посредством ультразвукового излучения, генерируемого электроакустическим резонатором, при этом исследуемый кристалл размещают за первой диафрагмой по ходу рентгеновских лучей, сканируют условия дифракции путем модуляции межплоскостного расстояния в кристалле-анализаторе, акустически связанном с электроакустическим резонатором, причем исследуемый кристалл размещают в положении брэгговской дифракции выбранного рефлекса, а параметры условий дифракции сканируют с помощью детектора, соединенного с блоком регистрации стоячей волны, на который подают синхроимпульс с генератора, использующегося для возбуждения ультразвуковых колебаний в электроакустическом резонаторе.

Использование: для недеструктивного исследования тела человека. Сущность изобретения заключается в том, что сканирующее устройство для визуализации с обратнорассеянным пучком излучения содержит источник излучения, фиксированную экранирующую плиту и вращающееся экранирующее тело, расположенное между источником излучения и сканируемым объектом соответственно, в котором фиксированная экранирующая плита является стационарной относительно источника излучения, а вращающееся экранирующее тело выполнено с возможностью вращения относительно фиксированной экранирующей плиты.

Изобретение относится к использованию мягкого рентгеновского излучения для исследования сверхгладких оптических поверхностей и многослойных элементов, в частности для аттестации оптических элементов дифракционного качества.

Использование: для определения концентрации элемента в веществе сложного химического состава. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют облучение пробы анализируемого вещества монохроматическим гамма- или рентгеновским излучением с одновременной регистрацией интенсивностей характеристического излучения и некогерентно рассеянного этой же пробой первичного излучения, при этом установление концентрации определяемого элемента проводят по аналитическому параметру, учитывающему влияние фона характеристического излучения.

Использование: для досмотра людей. Сущность изобретения заключается в том, что система для осуществления сканирования имеет два сканирующих модуля, которые размещены параллельно друг другу, кроме того, в противостоящем положении друг относительно друга.

Использование: для определения термостойкости изделий из сверхтвердой керамики на основе кубического нитрида бора. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют термообработку испытуемых образцов в вакууме или в инертном газе с последующим анализом, при котором определяют степень превращения алмазоподобных форм нитрида бора в графитоподобную фазу с гексагональной структурой и по ней судят о величине термостойкости изделий, при этом перед термической обработкой образцы дробят до величины фракций размером 100÷500 мкм, а анализ образцов производят рентгенофазовым методом.

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения. Для предотвращения брака по механическим свойствам непрерывно отожженной металлической заготовки и обеспечения максимального выхода годного осуществляют управление непрерывной термообработкой металлических заготовок, которое включает неразрушающий непрерывный контроль получаемой в результате термообработки характеристики механических свойств, при этом в качестве контрольной характеристики используют значение удельных энергозатрат, проводят сравнение значений текущих энергозатрат со значениями энергозатрат, полученными из предварительно установленных регрессионных зависимостей механических свойств от удельных энергозатрат, обеспечивающими получение необходимых механических свойств, и регулируют режим термообработки заготовки, обеспечивая попадание величины удельных энергозатрат в интервал допустимых значений.

Использование: для определения зарядового состояния атомов в субнанослойных пленках на поверхности металлов и полупроводников. Сущность: заключается в том, что поверхность анализируемого объекта облучают ионами инертных газов низких энергий, регистрируют энергетический спектр отраженных ионов от поверхности, измеряют энергетическое положение и величины пиков адатомов субнанослойной пленки и пиков атомов адсорбента (подложки) в энергетическом спектре отраженных ионов, по энергетическому положению пиков в спектре определяют типы адатомов и атомов подложки, затем такие измерения проводят на тест-объекте с различными концентрациями адатомов в пределах от чистой поверхности адсорбента (подложки) до одного моноатомного слоя, далее определяют зависимости величин пиков тест-подложки и адатомов от концентрации адатомов, по отношениям величин пиков адатомов и подложки анализируемого объекта и тест-объекта соответственно определяют концентрацию адатомов на поверхности анализируемого объекта, затем с использованием спектров для чистых массивных материалов подложки и адатомов по линейной экстраполяции определяют величины пиков для найденных концентраций, затем по отношениям измеренных пиков адатомов и подложки анализируемого объекта к линейно-экстраполированным величинам пиков определяют зарядовое состояние адатомов и атомов подложки (адсорбента).

Использование: для неразрушающего исследуемую поверхность контроля температурных условий эксплуатации и разрушения трубных элементов паровых и водогрейных котлов.

Использование: для испускания лучей и формирования изображений посредством проникающего излучения. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для испускания лучей содержит: цилиндр; источник излучения, расположенный в цилиндре, для испускания луча; и коллиматор, расположенный в цилиндре. Коллиматор позволяет испущенному источником излучения лучу формировать секториальные пучки лучей во множестве положений в осевом направлении цилиндра. Цилиндр имеет формирующую узкие пучки часть, расположенную вдоль осевой длины цилиндра, соответствующей упомянутому множеству положений. Секториальные пучки лучей принимают форму узких пучков посредством формирующей узкие пучки части, когда цилиндр поворачивается вокруг оси вращения. Технический результат: обеспечение возможности повышения качества изображения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Использование: для рентгеноспектрального определения размеров наночастиц в образце. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют последовательное облучение в режиме прохождения и в режиме отражения исследуемой области образца пучками монохроматизированных рентгеновских лучей с энергией, соответствующей их минимальному и максимальному поглощению вблизи К-краев поглощения рентгеновского излучения атомами элементов, входящих в состав исследуемой области образца, регистрацию кривых малоуглового рассеяния рентгеновских лучей в режиме прохождения при первом и втором взаимно перпендикулярных положениях образца и в режиме отражения от исследуемой области образца при вращении образца в плоскости регистрации и при неподвижном кристалле-монохроматоре и определение размеров наночастиц по форме кривых малоуглового рассеяния рентгеновских лучей. Технический результат: обеспечение возможности определения наноразмерных образований в толще материала, в том числе нерегулярных и/или хаотически распределенных наночастиц в образце. 11 ил.

Использование: для классификации материалов относительно их эффективных атомных чисел на основании регистрации проникающего излучения, рассеянного от них в обратном направлении. Сущность изобретения заключается в том, что исследуемый объект сканируют проникающим излучением, характеризуемым некоторым распределением энергий, и проникающее излучение, рассеянное исследуемым объектом, регистрируют путем создания сигнала первого датчика, различающего материалы с высоким и низким эффективным атомным числом при первом наборе условий относительно распределения энергий проникающего излучения, и создания сигнала второго датчика, различающего материалы с высоким и низким эффективным атомным числом при втором наборе условий относительно распределения энергий проникающего излучения. Происходит создание изображения, основанного на функции сигнала первого датчика и сигнала второго датчика, причем также происходит объединение сигнала первого датчика и сигнала второго датчика с созданием разностного изображения, обеспечивающего возможность различения материала с высоким значением Z и материала с низким значением Z. Технический результат: повышение степени разрешения по энергии при обратном рассеянии рентгеновского излучения объектом. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Использование: для оценки технического состояния деталей посредством рентгеноструктурного контроля. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют снятие с детали рентгенограммы, по которой определяют остаточные напряжения сжатия, определение управляющего критерия и сравнение его с предельным значением, при этом при малоцикловой усталости для детали с n количеством концентраторов напряжений в качестве управляющего критерия используют среднее значение параметра напряженного состояния, далее среднее значение параметра напряженного состояния детали с n количеством концентраторов напряжений сравнивают с минимальным и максимальным предельными значениями, деталь возвращают в эксплуатацию, если среднее значение параметра напряженного состояния детали с n количеством концентраторов напряжений больше максимального предельного значения, или деталь снимают с эксплуатации, если среднее значение параметра напряженного состояния меньше минимального предельного значения, так как деталь находится в предельном состоянии на стадии образования дефекта, или деталь направляют на ремонт в случае, если среднее значение параметра напряженного состояния детали находится между минимальным и максимальным предельными значениями или принимает эти значения, то есть если деталь находится в «преддефектном» состоянии. Технический результат: обеспечение возможности оценки технического состояния деталей в концентраторах напряжений или на поверхностях, близких к концентраторам напряжений, расположенных в плоскости вдоль направления распространения предполагаемого дефекта вглубь металла, а также повышение точности получаемых результатов для непосредственных концентраторов напряжений. 3 ил.

Использование: для определения компонентного состава потока многофазной жидкости. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для определения компонентного состава потока многофазной жидкости содержит источник рентгеновского излучения и детектор, установленные по разные стороны трубы, по которой протекает поток многофазной жидкости, датчик для измерения давления, подключенный к трубе, датчик контроля и стабилизации интенсивности рентгеновского луча, источник рентгеновского излучения и волнодисперсионный спектрометр закреплены на одной оси, перпендикулярной оси симметрии трубы так, чтобы излучение от источника рентгеновского излучения к волнодисперсионному спектрометру проходило через окна, врезанные в трубу, причем в корпусе волнодисперсионного спектрометра расположен кристаллический монохроматор-анализатор, установленный под углом к лучу от источника рентгеновского излучения так, чтобы выполнялось условие Брэгга для линии излучения из спектра источника рентгеновского излучения, за кристаллическим монохроматором-анализатором по направлению распространения дифрагированного луча установлен сцинтилляционный счетчик ионизирующего излучения, а датчик контроля и стабилизации интенсивности рентгеновского излучения установлен за кристаллическим монохроматором-анализатором на одной оси с источником рентгеновского излучения. Технический результат: повышение точности и скорости анализа компонентного состава потока многофазной жидкости. 2 ил.

Использование: для исследования нанометрических несовершенств монокристаллических полупроводниковых пластин и гетероструктур, а также диэлектрических подложек. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют измерение угла дифракции от исследуемой плоскости с помощью рентгеновской однокристальной дифрактометрии со скользящим квазипараллельным рентгеновским пучком с суммарной расходимостью и сходимостью пучка 12′-24′ асимметричных отражений от кристаллографических плоскостей, расположенных под углом более 10° к базовой плоскости, совпадающей с поверхностью интерфейса гетероструктуры, и поворот гетероструктуры до получения максимального отражения, при этом выбирают новую базовую плоскость, совпадающую с одной из наклоненных к интерфейсу кристаллографических плоскостей, относительно которой проводят экспозиции для асимметричных съемок с углами падения и отражения, соответствующими данной кристаллографической плоскости таким образом, что угол падения на новую базовую плоскость составляет сумму брегговского угла для исследуемой плоскости и угла ее разворота относительно новой базовой плоскости. Технический результат: обеспечение возможности экспонирования плоскостей, не подлежащих экспонированию другими способами. 8 ил.

Использование: для определения структуры молекулярных кристаллов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют подготовку поликристаллического или порошкообразного материала, воздействуют на него монохроматическим рентгеновским излучением, региструют дифракционную картину, определяют угловые положения центров тяжести всех линий, осуществляют индицирование полученной картины, определяют параметры элементарной ячейки и пространственной группы, выполняют разложение полученной дифракционной картины на сумму интегральных интенсивностей, производят поиск структуры путем построения узловой сетки и определяют геометрию молекулы расчетными методами, определяют параметры структуры и выполняют построение теоретической дифракционной картины, сравнивают полученную теоретическую рентгенограмму с экспериментальной и уточняют структуру, при этом определение положения атомов в молекулярном кристалле осуществляется построением узловой сетки и анализом наиболее вероятных точек положения атомов по определенным формулам и дискретным уточнением различных структурных факторов и электронной плотности в каждой точке полученной узловой сетки с оценкой вероятности. Технический результат: обеспечение возможности проведения анализа как молекулярной, так и кристаллической структуры поликристаллических образцов и порошкообразных материалов без проведения сложной операции пробоподготовки и без проведения большого количества теоретических расчетов для определения основных характеристик структуры. 7 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройству компьютерной томографии. Устройство содержит канал сканирования, стационарный источник рентгеновского излучения, размещенный вокруг канала сканирования и содержащий множество фокальных пятен излучения и множество стационарных детекторных модулей, размещенных вокруг канала сканирования и расположенных напротив источника рентгеновского излучения. При этом линии удлинения внешних сторон секториальных пучков излучения, излучаемых из двух фокальных пятен излучения, соответственно размещенных на одном конце и другом конце множества фокальных пятен излучения, пересекаются в точке пересечения, и линия, образованная соединением точки пересечения с центральной точкой поверхности приема излучения каждого из детекторных модулей, перпендикулярна поверхности приема излучения каждого из детекторных модулей, при наблюдении в плоскости, пересекающей канал сканирования. Использование изобретения позволяет увеличить скорость анализа данных. 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Использование: для контроля атомно-молекулярного и надмолекулярного строения целлюлозы в исходном состоянии и после различных физико-химических воздействий. Сущность изобретения заключается в том, что образцы целлюлозных объектов изготавливают в форме плоскопараллельных пластинок или прессованных таблеток и устанавливают в держателе так, чтобы в геометрии на отражение оси волокон были параллельны отражающим плоскостям, а в геометрии на просвет - перпендикулярны, что дает возможность определить толщину и длину элементарной фибриллы соответственно. Для определения степени кристалличности выбирают область углов рассеяния, в которой полностью регистрируется максимум, соответствующий рассеянию аморфной составляющей, рентгенограмму в этой области разделяют на пики, соответствующие рассеянию аморфной составляющей и отражениям от кристаллографических плоскостей, попадающим в тот же диапазон углов. По интегральным ширинам отражений устанавливают размеры кристаллитов в заданных кристаллографических направлениях. Для определения периодов и углов элементарной ячейки используют дополнительный держатель, позволяющий осуществлять вращение образца в своей плоскости, дифрактограмму регистрируют во всем интервале углов рассеяния с минимально возможным шагом по углу, а затем анализируют, используя структурные характеристики различных полиморфных модификаций целлюлозы. Технический результат: обеспечение возможности комплексных исследований изменений структуры аморфно-кристаллических целлюлоз, происходящих на атомном, молекулярном и надмолекулярном уровнях при одновременном сокращении времени, затрачиваемого на каждое исследование, и повышение точности определения периодов элементарной ячейки до четвертого знака после запятой. 4 ил., 6 табл.

Изобретение относится к области медицинской техники и предназначено для внутриполостной гамма-лучевой терапии злокачественных новообразований. Комплекс содержит средство для размещения больного, источник излучения, размещенный в средстве для его хранения, средство для перемещения источника излучения из средства для его хранения в выбранный канал облучения и его возврата по выполнении сеанса облучения и средства контроля и управления. Комплекс снабжен хранилищем, имеющим возможность перемещения, содержащим источник излучения, размещенный в средстве для его хранения, три ампулопровода для внутриполостной гамма-лучевой терапии шейки и тела матки, влагалища, прямой кишки, мочевого пузыря и полости рта, ампулопровод для внутриполостной гамма-лучевой терапии пищевода, бронхов и трахеи и шестнадцать ампулопроводов для внутритканевой гамма-лучевой терапии, средство для перемещения источника излучения из средства для его хранения в выбранный канал облучения и средство для выбора канала облучения, расположенное в верхней части хранилища и соединенное с каждым из ампулопроводов. Каждому из ампулопроводов соответствует канал облучения. Использование изобретения обеспечивает универсальность комплекса, а также надежность и безопасность его использования. 1 ил.

Использование: для определения оптимальной температуры пассивации трубных элементов теплоэнергетического оборудования. Сущность изобретения заключается в том, что подготавливают эталон, подвергают его термоциклированию, при проведении которого методом рентгеновской дифракции определяют внутренние структурные напряжения I рода и II рода, строят зависимости внутренних структурных напряжений I и II рода от температуры термоциклирования, по которым определяют область одновременной релаксации внутренних структурных напряжений и соответствующую ей температуру пассивации. Технический результат: обеспечение возможности определения оптимальной температуры пассивации для различных видов сталей на основе оценок напряженного состояния теплонапряженных поверхностей. 2 н.п. ф-лы, 7 ил., 3 табл.

Наверх