Способ определения пористости металлоизделий

Авторы патента:

G01N15/08 - определение проницаемости, пористости или поверхностной площади пористых материалов

Владельцы патента RU 2593525:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к определению пористости металлоизделия, полученного обработкой давлением литого изделия, и может быть использовано для определения влияния обработки давлением на пористость получаемого металлоизделия. Способ заключается в том, что металлоизделие разрезается по плоскости, которая проходит через тот объем металлоизделия, пористость которого нужно оценить, полученную после разрезания часть шлифуют в плоскости разреза. Полученные шлифованные поверхности полируются, фотографируются, фото сохраняется в виде файла на компьютере. Файл с фото открывают в графическом редакторе. Подсчитывают количество пикселей, составляющих изображение шлифа. Закрашивают цветом те области, которые соответствуют изображениям пор. Подсчитывают количество пикселей, соответствующих цвету, которым закрасили изображения пор. Число пикселей, соответствующих цвету, которым закрасили изображения пор, делят на количество пикселей, составляющих изображение шлифа. Получаемое число характеризует пористость металлоизделия в относительных единицах. Техническим результатом является определение пористости металлоизделий в относительных единицах. 2 ил.

Известен способ получения сквозной пористости материала (RU 2035035, опубликовано 10.05.1995). Способ обладаем недостатками. При использовании указанного способа необходим слой вспомогательного пористого материала, образец необходимо предварительно высушивать, насыщать сорбатом, подвергать световому излучению только под определенным углом.

Известен способ определения пористости материалов (RU 2000108998 А, дата подачи 10.04.2000, дата публикации 10.03.2002). Недостатком данного способа является ряд дополнительных измерений, в том числе объема материала, объемной влажности, необходимость использования емкости постоянного давления с возможностью задания разрежения, а также дополнительного образца.

Известен спектроскопический способ определения пористости материалов (RU 2310188 С2, опубликовано 10.11.2007). Недостатком данного способа является необходимость наличия источника ИК-излучения, построение градуировочных зависимостей по эталонным монолитным образцам.

Известен способ определения пористости материалов (SU 1106246 А1, опубликовано 20.07.2005). Для реализации данного способа необходим источник лазерного излучения и оборудование для измерения параметра импульса электрического тока.

Известен способ определения показателей заполнения и пористости тканых полотен по компьютерному изображению (RU 2366946 С2, опубликован 10.09.2009). Недостатком данного способа является необходимость строить профили яркости и анализировать их, что требует от исследователя владения узкоспецифическими навыками. Нет данных, подтверждающих возможность применять данный способ для определения показателей пористости металлоизделий.

Техническим результатом изобретения является определение пористости металлоизделий в относительных единицах. При этом пористость определяется без применения дополнительного оборудования, эталонных образцов, существенных временных затрат и не требует от исследователя узкоспециализированных навыков обработки экспериментальных данных.

Технический результат достигается тем, что металлоизделие разрезается по плоскости, проходящей через тот объем металлоизделия, пористость которого необходимо определить. Полученная после разреза часть (или части) шлифуется в плоскости разреза, полируется, фотографируется, фотография сохраняется в виде файла на компьютере. После этого файл с фотографией открывают с помощью графического редактора. С помощью графического редактора рассчитывают количество пикселей, составляющих изображение шлифа. Те области, которые на графическом изображении соответствуют порам, закрашивают отличным от цвета шлифа цветом. С помощью графического редактора определяют количество пикселей цвета, которым закрасили изображения пор. Число, равное количеству пикселей цвета, которым закрасили изображения пор, делят на число, равное количеству пикселей, составляющих изображение шлифа. Полученное значение используют как показатель пористости исследуемого объема металлоизделия в относительных единицах.

При производстве металлоизделий из слитков или непрерывно литых заготовок актуальной является задача определения пористости получаемого изделия. Наличие зон с повышенной пористостью в объеме заготовки ведет к анизотропии свойств и повышает вероятность возникновения дополнительных концентраторов напряжений и в конечном итоге негативно сказывается на качестве получаемых металлоизделий. Предлагаемый способ определения пористости металлоизделий не требует больших временных затрат и использования специализированного оборудования. Для реализации способа необходимо изготовить макрошлифы, отполировать их и сфотографировать, затем полученное фото обработать в любом из удобных исследователю графических редакторах.

Изобретение пояснено чертежами на фиг. 1, где представлен макрошлиф половины полой трубной заготовки и фиг. 2, на котором представлено фото шлифа, обработанное с помощью графического редактора. Примером использования предлагаемого способа является определение пористости полых трубных заготовок (гильз), полученных прошивкой круглых слитков в стане винтовой прокатки. Прошивки проводились в двухвалковом стане винтовой прокатки МИСиС-130Д. Прошивали слитки из алюминия марки АД-31, которые перед прошивкой нагревали до 400°С. В ходе экспериментов для прошивки слитков использовались три различные оправки: традиционная сплошная оправка, оправка с углублением в торцевой части и полая оправка. После прошивки гильзы снимались с прошивных оправок и остужались до температуры 20-25°С.

Остывшие до комнатной температуры гильзы разрезали вдоль по диаметральному сечению на две части. Одну из частей гильзы шлифовали и полировали (фиг. 1). Полученный шлиф фотографировали и сохранили в виде файла на компьютере. Открыли сохраненный файл на компьютере с помощью графического редактора Paint, на фото удаляли все области, не относящиеся к шлифу. Сохранили файл. С помощью программы Image expert pro 3 открыли сохраненный файл и рассчитали количество пикселей, составляющих изображение шлифа. Сохранили файл. Открыли сохраненный файл в Paint, изображения пор на шлифе закрасили зеленым цветом (фиг. 2). Сохранили файл. С помощью программы Image expert pro 3 открыли сохраненный файл и рассчитали количество пикселей зеленого цвета. Число пикселей зеленого цвета поделили на число пикселей, составляющих изображение шлифа. Полученное число характеризует пористость всего объема гильзы в относительных единицах. При этом согласно расчетам, приведенным в С.А. Салтыков Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1976 г., показано, что значение пористости, полученное в сечении, может быть использовано для характеристики пористости всего объема металлоизделия.

По результатам проведенных с помощью предлагаемого способа измерений установили, что при использовании полой оправки пористость составила 1,61%, сплошной оправки - 0,61% и оправки с углублением - 0,52%. Таким образом, установили, что предлагаемый способ может быть использован в ходе экспериментов при совершенствовании существующих и разработке новых технологий производства металлоизделий из слитков или непрерывно литых заготовок.

Способ определения пористости металлоизделия, обработанного давлением, отличающийся тем, что металлоизделие разрезается по плоскости, которая проходит через тот объем металлоизделия, пористость которого нужно оценить, полученную после разрезания часть шлифуют в плоскости разреза, полученные шлифованные поверхности полируются, фотографируются, фото сохраняется в виде файла на компьютере, файл с фото открывают в графическом редакторе, подсчитывают количество пикселей, составляющих изображение шлифа, закрашивают цветом те области, которые соответствуют изображениям пор, подсчитывают количество пикселей, соответствующих цвету, которым закрасили изображения пор, число пикселей, соответствующих цвету, которым закрасили изображения пор, делят на количество пикселей, составляющих изображение шлифа, получаемое число характеризует пористость металлоизделия в относительных единицах.

Изобретение относится к способу определения водостойкости материалов, таких как текстильные изделия, натуральные и искусственные кожи, ткани, нетканые материалы и покрытия, а также тестирования гидрофильности материалов, водоотталкивающих составов и пропиток, применяемых для придания им водостойкости.

Способ исследования сорбционных свойств углей // 2590981

Изобретение относится к определению сорбционной газоемкости углей при прогнозах газоносности угольных пластов. Способ исследования сорбционных свойств углей осуществляют следующим образом.

Способ определения смачиваемости минеральных порошков // 2583335

Изобретение относится к способам определения гидрофобных свойств минералов и может быть использовано при разработке методов изучения эффективности действия активирующих смесей на гидрофобность минеральных порошков.

Способ определения поверхностных свойств горных пород // 2582693

Изобретение относится к области исследования горных пород. Техническим результатом является получение дополнительной информации о свойствах нефтеводонасыщенных пород-коллекторов нефти с помощью стандартного петрофизического оборудования.

Способ оценки эффективности микрофильтрующих устройств, предназначенных для переливания крови и ее компонентов // 2582285

Изобретение относится к медицине, в частности к лабораторным методам оценки способности микрофильтрующих устройств удерживать микроагрегаты, присутствующие в переливаемой крови или ее компонентах.

Способ определения давления начала конденсации в пористой среде // 2580858

Изобретение относится к газовой промышленности и предназначено для исследования газоконденсатных смесей в пористой среде, а именно для определения давления начала конденсации в пористой среде.

Устройство для испытания стыков полотнищ геомембраны на водопроницаемость // 2578417

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для изучения водопроницаемости геомембраны и стыков ее полотнищ. Устройство для испытания стыков полотнищ геомембраны на водопроницаемость включает емкость с герметично закрывающейся крышкой (2) и эластичной диафрагмой (4).

Способ измерения удельной поверхности материалов // 2569347

Изобретение относится к области физико-химического анализа, а именно к измерению удельной поверхности (УП) дисперсных, пористых и компактных материалов. Предварительно перед сорбцией камеру с источником, соединенную с камерой с исследуемым материалом, продувают инертным газом и вакуумируют.

Способ определения коэффициента фильтраци плывунного грунта // 2564910

Изобретение относится к области исследований параметров грунтов мелиорируемых земель. На верхней поверхности образца грунта размещают грузик.

Способы инспекции сосудов по выделению газов // 2561759

Настоящее изобретение относится к области техники производства сосудов с покрытием для хранения биологически активных соединений или крови. Способ инспектирования продукта процесса покрытия, где покрытие было нанесено на поверхность подожки с образованием поверхности с покрытием.

Способ моделирования движения отдельных фаз многофазного/многокомпонентного потока, проходящего через пористую среду // 2593853

Изобретение относится к способу вычисления или оценки параметров отдельных фаз многофазного/многокомпонентного потока, проходящего через пористую среду с применением трехмерного цифрового представления пористой среды и метода расчетной гидродинамики для вычисления скоростей потока, давлений, насыщений, векторов внутренней скорости и других параметров потока. В способе применяется способ ввода несмачивающих и смачивающих текучих сред в поры на впускной поверхности трехмерного цифрового представления пористой среды и новый вариант применения управления процессом для получения квазистационарного состояния потока при низких впускных концентрациях несмачивающей текучей среды. В дополнение, способ настоящего изобретения уменьшает время, требуемое в моделировании для выполнения гидродинамических вычислений. Полученные в результате значения скорости потока несмачивающей текучей среды, смачивающей текучей среды, насыщения и другие параметры используются для построения графиков кривых относительной проницаемости при вытеснении несмачивающей фазы смачивающей и дренировании. Компьютеризованные системы и программы для выполнения способа также созданы. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 ил.

Стандартный образец для метрологического обеспечения средств измерений общей и удельной поверхности и способ его изготовления // 2596227

Группа изобретений относятся к области исследований материалов путем определения их химических или физических свойств, а именно к метрологическому обеспечению средств измерений общей и удельной поверхности. Стандартный образец 1 включает в себя контейнер 2 и содержит материал-адсорбент 3. Контейнер 2 выполнен с возможностью обеспечивать сообщение внутреннего пространства контейнера с присоединительным портом измерительного прибора и изоляцию внутреннего пространства контейнера от остального окружающего пространства. Материал-адсорбент 3 выполнен в виде свернутого листа адсорбирующей пленки и помещен в указанный контейнер. Способ изготовления стандартного образца 1 включает изготовление материала-адсорбента 3 из листа адсорбирующей пленки путем его сворачивания, и помещение изготовленного материала-адсорбента в контейнер 2. Обеспечивается повышение точности аттестации стандартного образца для метрологического обеспечения средств измерений общей и удельной поверхности, повышение устойчивости его сорбционных свойств под продолжительным воздействием внешней среды, повышение точности измерений с использованием стандартного образца, повышение его прочности, упрощение его изготовления и использования. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Зондовый пермеаметр // 2597665

Изобретенеие относится к устройству для измерения гидравлической проводимости пористых материалов на месте и более конкретно относится к зондовому пермеаметру для использования по отношению к скважинной инфильтрации, причем зонд измеряет гидравлическую проводимость почвы. Устройство для измерения гидравлической проводимости, используя инфильтрацию скважины, содержит вертикальную трубку, включающую в себя базовую часть, имеющую круглое поперечное сечение с первым диаметром, и верхнюю часть, имеющую верхний конец и круглое поперечное сечение со вторым диаметром, причем второй диаметр значительно меньше первого диаметра. Также трубка включает промежуточную часть, между базовой частью и верхней частью. Причем промежуточная часть имеет диаметр, который постепенно изменяется вдоль вертикальной оси, в котором вертикальная трубка образована из одного цельного куска, по существу, прозрачного материала. При этом верхнее уплотнение и Мариотова трубка расположены внутри вертикальной трубки, причем Мариотова трубка имеет нижний конец, расположенный вблизи базовой части, и верхний конец, расположенный выше верхнего конца верхней части. Причем Мариотова трубка проходит через верхнее уплотнение. При этом верхнее уплотнение содержит пробку, а Мариотова трубка проходит через отверстие в пробке, которое немного меньше, чем внешний диаметр Мариотовой трубки, образуя воздухонепроницаемое уплотнение. Техническим результатом является обеспечение возможности простоты конструкции, устойчивых результатов, меньшего количества ошибок. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ определения пористости металлопокрытия из присадочного металлического порошка // 2608859

Способ может быть использован при восстановлении изношенных поверхностей деталей электроконтактной приваркой металлических порошков. Осуществляют приварку присадочного материала, содержащего стальную сетку и порошок. Определяют пористость полученного металлопокрытия как отношение объема пор, пустот и несплошностей к его общему объему. Используют присадочный материал, выполненный в виде заполненного гранулами металлического порошка контейнера из стальной сетки, просветы которой меньше размеров упомянутых гранул. Площадь контейнера выбирают в соответствии с площадью восстанавливаемой поверхности с учетом его продольной и поперечной деформации при приварке. Предварительно определяют массу и объем проволок сетки контейнера и гранул металлического порошка. После приварки упомянутого присадочного материала на изношенную поверхность измеряют толщину металлопокрытия и определяют его общий объем. Вычисляют объем пор, пустот и несплошностей в прослойке из металлического порошка с учетом упомянутого объема проволок сетки контейнера и гранул металлического порошка. Способ позволяет получить качественное металлопокрытие и упростить определение его пористости. 4 ил., 1 пр.

Способ количественного анализа распределения твердых частиц загрязнителя, проникших в пористую среду при фильтрации // 2613903

Изобретение относится к анализу образцов пористых материалов применительно к исследованию свойств околоскважинной зоны нефте/газосодержащих пластов. Смешивают окрашенные катионным красителем твердые частицы с гранулами сыпучей среды, близкой по цвету к исследуемой пористой среде, и приготавливают по меньшей мере три калибровочных эталона при различных известных массовых концентрациях окрашенных частиц. Фотографируют приготовленные эталоны и проводят цифровой анализ полученных изображений на основе аддитивной цветовой модели RGB. Получают профили распределения интенсивности красного, зеленого и синего цветов для каждого эталона. На основе анализа полученных профилей выбирают норму для количественной характеристики изменения красного, зеленого и синего цветов во всех калибровочных эталонах и получают единую калибровочную кривую. Приготавливают суспензию из окрашенных твердых частиц и осуществляют прокачку суспензии через образец исследуемой пористой среды. Затем образец пористой среды разделяют на две части вдоль направления течения суспензии при осуществлении прокачки и фотографируют скол образца при тех же условиях, при которых были получены изображения калибровочных эталонов. Проводят цифровой анализ полученного изображения скола образца на основе аддитивной цветовой модели RGB и получают двумерное распределение интенсивности красного, зеленого и синего цветов на сколе образца. Определяют фоновые значения интенсивности красного, зеленого и синего цветов и определяют двумерное распределение массовой концентрации окрашенных твердых частиц суспензии на основе полученного двумерного распределения интенсивности красного, зеленого и синего цветов на полученном изображении скола образца, используя фоновые значения интенсивности красного, зеленого и синего цветов, выбранную норму и калибровочную кривую. Достигается упрощение и повышение информативности анализа. 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

Устройство измерения параметров пористости материалов // 2615037

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при оценке качества пористых материалов, например керамики, металлокерамики. Устройство измерения параметров пористости материалов содержит неподвижные измерительные камеры 1, насос 7, соединенный через клапан 8 с неподвижными измерительными камерами 1, ЭВМ 13, соединенную с неподвижными измерительными камерами 1 с одной стороны и насосом 7 с другой. Также устройство содержит датчик температуры 15, связанный с ЭВМ 13, датчик времени, встроенный в ЭВМ 13, рабочую камеру 2, соединенную с атмосферой, систему управления измерением, соединенную с насосом 7 с одной стороны и ЭВМ 13 - с другой. Устройство также содержит датчики давления 11, установленные на неподвижных измерительных камерах 1 и рабочей камере 2. При этом устройство дополнительно снабжено подвижными измерительными камерами 3 с установленными на них датчиками давления 11, расположенными внутри неподвижных измерительных камер 1 на контролируемом материале, и газовой емкостью 17, соединенной с подвижными измерительными камерами 3 посредством клапана 16. При этом рабочая камера 2 установлена внутри одной из неподвижных измерительных камер 1 с возможностью перемещения, датчик температуры 15 установлен на неподвижной измерительной камере 1, а система управления измерением оборудована механизмом обеспечения автоматического перемещения подвижных измерительных камер 3 внутри неподвижных измерительных камер 1. Техническим результатом является повышение точности измерения. 1 ил.

Устройство для моделирования щелевого протока жидкости // 2617178

Изобретение относится к материалам и технологиям, применяемым при обработке подземных пластов, в частности к инструментальным методам и устройствам, подходящим для моделирования прохождения жидкостей для обработки скважины через трещину, образованную в подземном пласте. Устройство для моделирования щелевого протока жидкости включает в себя корпус испытательной кюветы, имеющей первую внешнюю поверхность, вторую внешнюю поверхность, полость, простирающуюся между первой внешней поверхностью и второй внешней поверхностью, а также первую увлажняемую текстурированную пластину и вторую увлажняемую текстурированную пластину, которые расположены внутри указанной полости. Зазор для потока жидкости определяется между первой увлажняемой текстурированной пластиной и второй увлажняемой текстурированной пластиной. Источник света располагают между второй увлажняемой текстурированной пластиной и второй внешней поверхностью, а смотровое окно формируют в первой внешней поверхности. Первая увлажняемая текстурированная пластина и вторая увлажняемая текстурированная пластина могут быть прозрачными. Техническим результатом является создание устройства для моделирования щелевого протока жидкости для обеспечения возможности испытательной жидкости открывать зазор, имитируя, таким образом, образование трещин. 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

Способ определения сплошности покрытия при его деформации // 2618720

Изобретение может быть использовано для определения сплошности диэлектрических (например, полимерных) покрытий на металлическом прокате (например, стальном) в процессе выполнения деформации образцов с диэлектрическими покрытиями. Способ включает операцию подключения к измерительному прибору электролитической ячейки и образца с испытуемым покрытием и операцию создания контакта испытуемого покрытия с электропроводной жидкостью, которой предварительно заполняют электролитическую ячейку. Способ согласно изобретению дополнен операцией подключения источника тока в электрическую цепь, образованную металлическим образцом с испытуемым покрытием, электролитической ячейкой и измерительным прибором, и операцией, при осуществлении которой одновременно выполняют непрерывную деформацию металлического образца с испытуемым покрытием и непрерывный контроль сплошности нанесенного на него испытуемого покрытия. Изобретение обеспечивает возможность оперативного исследования сплошности диэлектрических (например, полимерных) покрытий и оперативного определения с высокой точностью прочности диэлектрических покрытий в процессе непрерывной деформации металлических образцов с диэлектрическими покрытиями, например при вытягивании в металлическом образце с покрытием лунки по Эриксену. 1 з.п. ф-лы.

Устройство для определения фазовых проницаемостей // 2629030

Изобретение относится к области исследования фазовых проницаемостей коллекторов нефти и газа. Техническим результатом является повышение точности измерения электрического сопротивления образца, что в свою очередь обеспечивает повышение точности определения его водонасыщенности. Это достигается тем, что устройство, содержащее кернодержатель с установленным в нем в резиновой манжете исследуемым образцом, термостат, обеспечивающий поддержание постоянной температуры в исследуемом образце, плунжерные насосы для подачи в исследуемый образец рабочих жидкостей (нефти и воды) при пластовом давлении, насос для создания горного давления, трубопроводы для подачи и отвода рабочих жидкостей, регулятор противодавления, контейнеры с рабочими жидкостями, мерную колбу для измерения уровня жидкости на выходе из кернодержателя, датчики давления, дифференциальный манометр для измерения перепада давления на исследуемом образце, измеритель сопротивления образца, содержит блок для смешивания рабочих жидкостей, установленный во входном трубопроводе. 1 ил.

Способ экспрессного определения защитных свойств воздухопроницаемых защитных материалов по парам химических веществ при различных условиях массообмена // 2631013

Изобретение относится к области исследований показателей качества материалов и изделий, в частности - к оценке защитных свойств воздухопроницаемых материалов на основе активированных углеродсодержащих сорбентов при воздействии паров химических веществ. Заявленный способ экспрессного определения защитных свойств воздухопроницаемых защитных фильтрующе-сорбирующих материалов по парам химических веществ при различных условиях массообмена заключается в установлении интервала времени от начала воздействия потока химического вещества через фильтрующе-сорбирующий материал с объемной скоростью, равной величине воздухопроницаемости исследуемого образца, до достижения за образцом критериального значения концентрации пара и при этом определение концентрации паров осуществляют в режиме реального времени без пробоотбора и пробоподготовки путем последовательных циклов регистрации и обработки спектров поглощения в воздушном потоке методом ИК-спектрометрии в интервале от 0,1 ppm до концентрации насыщенных паров, рассчитывают значения коэффициента массопередачи βдин на каждом цикле измерений, а полученные данные используют для аппроксимации результатов на любые другие условия массообмена с погрешностью в пределах 10% по формулеτ=τдин⋅β*,где τ - время достижения заданной концентрации химического вещества для определяемых условий массообмена, мин;τдин _ время достижения заданной концентрации химического вещества в условиях конвективного массообмена, мин;β* - коэффициент массопередачи, нормированный к требуемым условиям массообмена, отн. ед. Техническим результатом является разработка способа, обеспечивающего экспрессность оценки защитных свойств воздухопроницаемых материалов, исключение из цикла анализа операций пробоотбора и пробоподготовки, объективность и высокую достоверность результатов определения паров химического вещества, возможность прогнозирования защитных свойств материалов на другие условия массообмена с погрешностью, не превышающей 10%. 2 ил., 3 табл.