Механобиологический способ диагностики материалов и конструкций

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий по условиям прочности и предназначено для контроля процесса трещинообразования хрупких тензоиндикаторов при изменении уровня напряженности в исследуемых зонах конструкции. Механобиологический способ исследования деформаций и напряжений в деталях включает нанесение на исследуемую поверхность детали хрупкого тензочувствительного покрытия, отверждение покрытия, нагружение детали и определение зоны и направленности пластических деформаций при появлении свечения исследуемой поверхности детали. При этом в тензочувствительное покрытие добавлены грамположительные облигатно-анаэробные бактерии семейства Clostridiaceae в сухих формах, пророщенных на сухих питательных средах, исходя из расчета 100-300 мг на 1 кг покрытия. Изобретение позволяет на ранних стадиях определять локальные повреждения конструкций и материалов.

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий по условиям прочности и предназначено для контроля процесса трещинообразования хрупких тензоиндикаторов при изменении уровня напряженности в исследуемых зонах конструкции.

Известен способ исследования деформаций и напряжений в деталях, например в элементах металлических конструкций инженерных сооружений с помощью хрупко-акустического метода, предусматривающего проведение следующих действий: нанесение хрупкого тензочувствительного покрытия на исследуемую поверхность детали, отверждение покрытия, нагружение детали и определение зоны и направления пластических деформаций по образовавшимся трещинам [RU 2345324 С1, МПК G01N29/14, опубл. 2009].

Известен способ исследования деформаций и напряжений, заключающийся в том, что наносят на поверхность детали хрупкое тензочувствительное покрытие, осуществляют отверждение покрытия, нагружение детали, определяют по образовавшимся трещинам зону и направление деформаций, используя датчики акустической эмиссии [RU 2492463 С1, МПК G01N 29/14, опубл. 2013].

К недостаткам известных способов можно отнести то, что процесс диагностирования осуществляют после появления микротрещин на поверхности покрытия.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка способа для диагностики предельного состояния и раннего предупреждения об опасности разрушения конструкций и материалов в результате их технической эксплуатации.

При осуществлении заявляемого технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в обеспечении возможности регистрации процесса структурной перестройки материалов и конструкций задолго до начала разрушения конструкции путем регистрации свечения, по которому диагностируют напряженно-деформируемое состояние конструкций и материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что механобиологический способ деформаций и напряжений в деталях включает нанесение на поверхность детали хрупкого тензочувствительного покрытия, отверждение покрытия, нагружение детали и определение зоны и направленности пластических деформаций, при этом в качестве покрытия используют хрупкое тензочувствительное покрытие, в которое добавляют грамположительные облигатно- анаэробные бактерии семейства Clostridiaceae в сухих формах, пророщенных на сухих питательных средах, исходя из расчета 100-300 мг на 1 кг покрытия, а определение зоны и направленности пластических деформаций осуществляют при появлении свечения исследуемой поверхности детали.

Причинно-следственная связь между заявляемым техническим результатом и существенными признаками технического решения следующая. Благодаря способности образовывать споры, обладающие большой устойчивостью к внешним воздействиям, спорообразующие бактерии остаются жизнеспособными при самых неблагоприятных условиях. Эти формы микроорганизмов выдерживают резкие колебания температуры, отсутствие влаги и воздуха, действие различных химических соединений, обычно губительно влияющих на живые организмы. Поэтому среди бесчисленного множества самых различных форм микроорганизмов спорообразующие бактерии являются наиболее устойчивыми и приспособленными к изменениям среды. Часто при анализе разных субстратов, подвергшихся неблагоприятным воздействиям, единственными представителями микробов бывают зародыши спороносных бактерий - споры.

За счет биологических и химико-физических свойств анаэробных спорообразующих микроорганизмов существует возможность использования их в качестве индикаторов разрушения изоляционного покрытия. В ходе проведенных экспериментов в качестве микроорганизмов использованы грамположительные облигатно- анаэробные бактерии семейства Clostridiaceae. В смесь, которую используют в качестве изоляционного покрытия, можно добавить непатогенные формы анаэробных спорообразующих микроорганизмов, к которым в этой изоляционной смеси будет отсутствовать доступ активного кислорода. Такое состояние будет поддерживать жизнеспособность микроорганизмов в изоляционном покрытии до того момента, пока изоляционное покрытие не повреждено. При повреждении изоляционного покрытия даже в микротрещинах будет происходить доступ атмосферного воздуха (активного кислорода) в изоляционное покрытие, тем самым вызывая массовую гибель этих микроорганизмов в самом покрытии, непосредственно на участке, где произошло разрушение изоляционного покрытия. Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что даже при незначительном разрушении изоляционного покрытия будет происходить гибель микроорганизмов со специфическим окрашиванием разрушенного участка (свечение), тем самым идентифицируя место разрушения, на основании чего заявляемый способ может использоваться в качестве ранней диагностики разрушений изоляционных покрытий.

Способ осуществляют следующим образом.

Способ опробован на деталях металлических образцов, длина - 258 мм, ширина - 20 мм, толщина 5,9 мм.

Предварительно в изоляционное хрупкое тензочуствительное покрытие добавляют микроорганизмы - грамположительные облигатно-анаэробные бактерии семейства Clostridiaceae в сухих формах, пророщенных на сухих питательных средах, исходя из расчета 100-300 мг на 1 кг покрытия. Указанное количество определено в ходе проведенных экспериментов, в результате которых установлено, что введение меньшего количества не дает требуемого свечения для установления факта напряженно-деформируемого состояния материала и конструкций, на которое нанесено изоляционное покрытие, а введение большего количества избыточно. В качестве изоляционного покрытия используют, например, или хрупкое тензочувствительное покрытие, например, на основе карамели (RU 2492463 С1, опубл. 2013) или хрупкое покрытие на основе резорциноформальдегидной смолы (RU 2417241 С2, RU 2313551 С1).

На поверхность исследуемой детали изоляционное покрытие наносят тонким слоем любым известным способом, например кистью. Отверждение покрытия происходит до 20 часов (в зависимости от состава хрупкого тензочувствительного покрытия) при температуре от 10 до 32°С. Далее проводят процесс нагружения исследуемой детали, испытание на прогиб путем закрепления конца детали. При разрушении изоляционного покрытия, вызванного деформаций конструкций и материалов, будет происходить гибель микроорганизмов со специфическим окрашиванием разрушенного участка (свечение), тем самым идентифицируя место разрушения. Все готовые бактериальные формы Клостридий (термоустойчивые штаммы) в сухих питательных средах устойчивы к внешним воздействиям и способны выдерживать значительные (нормальные условия) температуры - как низкие (50 -70°С), так и высокие (+120° С). По свечению диагностируют напряженно-деформируемое состояние конструкций и материалов, при этом регистрация процесса структурной перестройки материала осуществляется задолго до разрушения конструкций в процессе технической эксплуатации, что позволяет обеспечить оценку прочности, выявление дефектов и зон максимальных напряжений в условиях стендовых и натурных испытаний образцов и деталей. Вслед за характерным свечением, связанным с гибелью микроорганизмов, можно проводить измерение концентрации аэрозолей в приповерхностном слое хрупкого тензочувствительного покрытия, акустико-эмиссионные измерения сигналов образования трещин в хрупком тензочувствительном покрытии.

Заявляемое техническое решение позволяет на более ранних стадиях определять локальные повреждения металлических конструкций и материалов.

Механобиологический способ исследования деформаций и напряжений в деталях, включающий нанесение на поверхность детали хрупкого тензочувствительного покрытия, отверждение покрытия, нагружение детали и определение зоны и направленности пластических деформаций, отличающийся тем, что в качестве покрытия используют хрупкое тензочувствительное покрытие, в которое добавляют грамположительные облигатно- анаэробные бактерии семейства Clostridiaceae в сухих формах, пророщенных на сухих питательных средах, исходя из расчета 100-300 мг на 1 кг покрытия, а определение зоны и направленности пластических деформаций осуществляют при появлении свечения исследуемой поверхности детали.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для раннего прогнозирования качества корнеобразования срезанных зеленых черенков плодово-ягодных культур.

Изобретение относится к области биохимии и касается способа получения аналитической тест-системы (MRM-теста) для мультиплексной идентификации и количественного измерения содержания интересующих белков в биологическом образце по содержанию соответствующих им протеотипических маркерных пептидов, включающего выявление уникальных для белка протеотипических маркерных пептидных последовательностей; отбор по меньшей мере двух маркерных протеотипических пептидных последовательностей белка; предсказание фрагментов пептидов; предсказание MRM-теста в виде перечня маркерных пептидов, их фрагментов и наилучших параметров детекции; синтез маркерных пептидов; определение профиля переходов синтетических маркерных пептидов; оптимизацию MRM-теста в соответствии с полученными профилями; очистку пептидов; подготовку биологического образца; идентификацию белка в биологическом образце с заколом синтетических пептидов; определение значений времени удержания маркерных пептидов с внесением установленных значений в MRM-тесты; проведение мультиплексных калибровочных измерений; количественное измерение содержания маркерных пептидов в биологическом образце; и суждение о содержании интересующих белков в биологическом образце.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу определения микропримесей мышьяка и сурьмы в лекарственном растительном сырье. Способ заключается в переводе соединений мышьяка и сурьмы в соответствующие гидриды путем восстановления смесью, содержащей 40%-ный раствор иодида калия, 10%-ный раствор аскорбиновой кислоты, 4 M раствор соляной кислоты и цинк металлический.

Группа изобретений относится к области экологии и воздухотехнического оборудования и предназначена для измерения качества воздуха. Для измерения качества воздуха осуществляют отбор проб воздуха с первой частотой выборки, чтобы получить множество проб качества воздуха при использовании первого датчика.

Изобретение относится к судебной медицине, а именно к определению использования гладкоствольного оружия для нанесения огнестрельных повреждений. Предложенный способ включает выделение частиц на преграде, изучение их визуально, помещение выделенных частиц на предметное стекло в 2-3 капли дистиллированной воды, при нагревании до температуры плавления парафина на поверхности воды образуется прозрачная тонкая пленка, а при охлаждении формирующиеся кусочки приобретают первоначальные физико-механические свойства парафина, что свидетельствует об использовании гладкоствольного оружия для нанесения огнестрельных повреждений.

Изобретение относится к области фундаментальной физики и может быть использовано при исследовании теплофизических свойств сверхтекучих квантовых жидкостей. Платина-платинородиевые термопары 1 и 2 погружают в расплав чистого борного ангидрида 5.
Изобретение относится к области океанологии, в частности сейсмологии и гидробиологии, и может быть использовано для экспресс-оценки повышенной геофизической активности в морских акваториях, приводящей к землетрясениям.

Изобретение относится к измерению качества травяного покрова по видовым комплексам трав и травянистых растений на пробах, преимущественно на пойменных лугах, и может быть использовано в экологическом и технологическом мониторинге территорий с травяным покровом.
Группа изобретений относится к области маркирования нефти и нефтепродуктов и может быть использована для мониторинга транспорта нефти и нефтепродуктов, в частности для контроля потоков нефти в нефтепроводах, контроля автомобильного транспорта с углеводородной продукцией, для своевременного обнаружения утечки и хищения продукции, а также для локализации последствий происшествия.

Изобретение относится к экологии, в частности к способам экологического мониторинга окружающей среды, и может быть использовано для экспресс-оценки экологического состояния территории при строительстве пастбищ.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля валов турбоагрегатов, преимущественно турбоагрегатов электростанций, включающих турбину и электрический генератор.

Изобретение относится преимущественно к области исследований материалов, а именно к обнаружению локальных дефектов или нерегулярностей на подвергнутых механической обработке поверхностях деталей машин, в частности на поверхности цилиндра двигателя внутреннего сгорания, далее ДВС, после обработки хонингованием.

Изобретение относится к диагностике технического состояния стальных деталей, а именно к способам выявления микротрещин, обусловленных наличием водорода в сталях.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в микроэлектронике при производстве интегральных микросхем на активных и пассивных подложках и в дифракционной оптике при производстве дифракционных микропрофилей.

Изобретение относится к области испытания материалов на усталость и предназначено для определения момента появления в металле необратимых повреждений, характеризующегося образованием в металле микротрещин в процессе его нагружения.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и предназначено для использования в диагностике состояния механизмов и машин, испытывающих статические и динамические нагрузки и требующих повышенных мер контроля и обеспечения безопасности, например, погрузо-разгрузочных строительных машин (башенных кранов).

Изобретение относится к неразрушающему контролю упругих твердых тел акустическими методами и может найти применение в строительстве и в машиностроении, в частности авиадвигателестроении.

Изобретение относится к методам использования вакуумных датчиков для выполнения "мониторинга за техническим состоянием структуры" (SHM) и способам несъемного соединения материала чувствительного элемента с корпусом согласно преамбуле пунктов формулы 1, 15, 46 и 47.

Предлагаемое изобретение относится к медицинской микробиологии и касается способа оценки адгезивных свойств холерных вибрионов. Представленный способ включает следующие стадии: а) проводят подготовку монослоя клеток HuTu-80 путем их выращивания в пластиковых флаконах объемом 50 мл, по 100-150 тыс.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий по условиям прочности и предназначено для контроля процесса трещинообразования хрупких тензоиндикаторов при изменении уровня напряженности в исследуемых зонах конструкции. Механобиологический способ исследования деформаций и напряжений в деталях включает нанесение на исследуемую поверхность детали хрупкого тензочувствительного покрытия, отверждение покрытия, нагружение детали и определение зоны и направленности пластических деформаций при появлении свечения исследуемой поверхности детали. При этом в тензочувствительное покрытие добавлены грамположительные облигатно-анаэробные бактерии семейства Clostridiaceae в сухих формах, пророщенных на сухих питательных средах, исходя из расчета 100-300 мг на 1 кг покрытия. Изобретение позволяет на ранних стадиях определять локальные повреждения конструкций и материалов.

Наверх