RU2488093C1 - Способ подготовки поверхности металлических деталей к оперативному выявлению прижогов измерением работы выхода электрона - Google Patents

Способ подготовки поверхности металлических деталей к оперативному выявлению прижогов измерением работы выхода электрона Download PDF

Info

Publication number
RU2488093C1
RU2488093C1 RU2011149111/28A RU2011149111A RU2488093C1 RU 2488093 C1 RU2488093 C1 RU 2488093C1 RU 2011149111/28 A RU2011149111/28 A RU 2011149111/28A RU 2011149111 A RU2011149111 A RU 2011149111A RU 2488093 C1 RU2488093 C1 RU 2488093C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
measuring
burns
gost
potential difference
contact potential
Prior art date
Application number
RU2011149111/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011149111A (ru
Inventor
Владимир Станиславович Олешко
Original Assignee
Владимир Станиславович Олешко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Станиславович Олешко filed Critical Владимир Станиславович Олешко
Priority to RU2011149111/28A priority Critical patent/RU2488093C1/ru
Publication of RU2011149111A publication Critical patent/RU2011149111A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2488093C1 publication Critical patent/RU2488093C1/ru

Links

Landscapes

  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

Предлагаемое изобретение относится к области неразрушающего контроля металлических деталей, обработанных шлифованием и полированием в ходе их производства или ремонта. Способ подготовки поверхности металлических деталей к оперативному выявлению прижогов измерением работы выхода электрона заключается в том, что перед измерением работы выхода электрона методом контактной разности потенциалов необходимо тщательно удалить загрязнения обезжириванием детали промывкой в растворителе «Нефрас 50/170» ГОСТ 8505-80 с добавлением 1-2 мас.% антикоррозионной присадки «АКОР-1» ГОСТ 15171-78. Затем промывают деталь холодной проточной водой, протирают деталь чистой салфеткой, просушивают деталь в течение 30 с струей сухого сжатого воздуха давлением 10-20 кПа из баллона или созданного компрессором. Далее протирают контролируемый участок детали тампоном, смоченным в петролейном эфире 70-100 ТУ 6-02-1244-84, просушивают поверхность детали на воздухе комнатной температуры в течение не менее 10 мин. Затем контролируют степень очистки поверхности детали измерением контактной разности потенциалов прибором, имеющим измерительный электрод из технически чистого никеля, для титановых сплавов контактная разность потенциалов при этом должна быть не менее 240 мВ. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и достоверности определения работы выхода электрона методом контактной разности потенциалов при выявлении прижогов, возникающих при производстве, эксплуатации или ремонте деталей машин. 1 табл.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области неразрушающего контроля металлических деталей, обработанных шлифованием и полированием в ходе их производства или ремонта.
Состояние поверхности металлических деталей машин играет определяющую роль в их прочности, долговечности. Поверхность деталей взаимодействует с агрессивной окружающей средой, зачастую способствующей появлению и развитию дефектов. Опасными дефектами металлических деталей являются технологические или эксплуатационные прижоги - местные изменения структуры и фазового состава материала детали вследствие локального перегрева. Особенно склонны к прижогам детали, изготовленные из титановых сплавов. Прижоги подлежат удалению с поверхности деталей машин.
Известен способ экспрессного выявления зон на поверхности металлических деталей со шлифовочными или эксплуатационными прижогами [1]. Данный способ весьма критичен к чистоте поверхности детали перед измерением ее работы выхода электрона (РВЭ) методом контактной разности потенциалов (КРП) и требует тщательной подготовки поверхности детали к измерению [2].
Недостатками указанного способа является технология подготовки поверхности металлических деталей к измерению РВЭ методом КРП, подходящая для лабораторных условий и не совсем подходящая для условий производства деталей машин. Так, в описании изобретения, на которое выдан патент [1], на странице 7 в абзацах 3 и 4 сказано, что: «1. Поверхность контролируемой детали протирается тампоном, смоченным петролейным эфиром. 2. Через 5-7 секунд выдержки датчиком прибора «Поверхность-9» (фиг.3) сканируют по поверхности объекта контроля и отмечают границы зон, где КРП скачком возросло более чем на 5 мВ». Однако за указанные 5-7 с петролейный эфир не всегда успевает испариться с поверхности детали, что оказывает влияние на показания прибора измерения КРП. Другим недостатком описанного [1] способа является недостаточная очистка поверхности деталей перед измерением РВЭ методом КРП в условиях массового производства деталей машин в условиях машиностроительного предприятия. Это в указанных условиях снижает надежность и достоверность выявления прижогов металлических деталей измерением РВЭ методом КРП.
Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности и достоверности измерения РВЭ методом КРП при выявлении прижогов, снижение трудовых, энергетических и финансовых затрат при производстве, эксплуатации или ремонте деталей машин.
Данная цель достигается разработкой нового способа подготовки поверхности деталей к измерению РВЭ методом КРП в целях оперативного выявления прижогов.
Детали, поступающие на контроль прижогов методом КРП, после механической обработки могут иметь загрязнения поверхности в виде абразива шлифовальных кругов жиров, горюче-смазочных материалов, продуктов химического травления, пыли и других веществ и требуют очистки перед измерением РВЭ методом КРП.
Так как все металлы электроположительны, то есть легко отдают электроны, то адсорбированные поверхностью металлических деталей загрязнения, обладающие дипольным моментом, отрицательным зарядом диполя притягиваются к металлу и образуют двойной электрический слой, который увеличивает РВЭ. Двойной электрический слой на межфазной границе «Металл - загрязнение» образуется самопроизвольно в результате стремления системы уменьшить энергию Гиббса поверхностного слоя. Неполярные молекулы поляризуются под действием электростатического поля металлов и, притягиваясь к их поверхности, увеличивают РВЭ по формуле [3]:
Δφ=4π·e·N·θ·µ,
где Δφ - изменение РВЭ;
e - заряд электрона;
N - число мест с высокой энергией адсорбции на 1 см2 поверхности;
θ - доля занятых электронами мест;
µ - дипольный момент адсорбата.
Наибольшими дипольными моментами µ обладают жиры, углеводы, вода. Доля занятых мест электронами θ зависит от плотности мест с высокой энергией адсорбции (ступени Френкеля, ребра кристаллов, дислокации и др.). Поэтому с увеличением дефектности поверхности адсорбция интенсифицируется и очищать такую поверхность сложнее.
Наиболее доступным и эффективным здесь является применение жидких растворителей. Основополагающими критериями при выборе таких жидкостей являются: высокая активная растворяющая способность, время и полнота испарения с поверхности объекта контроля, доступность, отсутствие токсичности, малая стоимость.
В целях разработки способа подготовки поверхности металлических деталей перед измерением РВЭ проведены экспериментальные на деталях (лопатках компрессоров газотурбинных двигателей) из сплавов ВТ3-1, ВТ5-1, ВТ8, ВТ9 и ОТ4-1. Из лопаток, изготовленных из указанных сплавов, были вырезаны образцы с плоской поверхностью. Поверхность образцов была последовательно обработана наждачной бумагой, затем притиркой с применением микропорошков зернистостью М5 для получения одинаковой шероховатости. Шероховатость поверхности образцов контролировалась с помощью профилометра модели 283. Для исключения влияния на РВЭ механической обработки образцы были выдержаны в течение 15 суток на воздухе при комнатной температуре. Затем образцы были промыты в растворе состава: вода - 85 мас.%, сода кальцинированная Na2CO3 - 15 мас.%. Сушкой после промывки в течение 10 ч при комнатной температуре подготовка образцов к экспериментальным исследованиям была закончена.
Непосредственно при проведении экспериментальных исследований поверхность образцов очищалась: ацетоном техническим ГОСТ 2768-84, или бензолом чистым для анализа ГОСТ 5955-75, или петролейным эфиром 70-100 ТУ 6-02-1244-84, или этанолом медицинским 95 мас.%. Критерием величины активной растворяющей способности жидкости было принято увеличение КРП (уменьшение РВЭ). Измерения КРП проводились с помощью прибора с динамическим конденсатором до и после протирки образцов тампоном, смоченным растворителем, при комнатной температуре.
Продолжительность испарения жидкостей с поверхности образцов оценивалась по стабилизации КРП.
Результаты исследований представлены в таблице.
Таблица
Результаты исследований
Растворитель ΔU, мВ Время испарения t, мин Уравнение, описывающее ΔU(t)
Ацетон технический ГОСТ 2768-84 51 100 ΔU=67,935·ln(t)-261,84
Бензол чистый для анализа ГОСТ 5955-75 49 200 ΔU=60,832·ln(t)-273,29
Петролейный эфир 70-100 ТУ 6-02-1244-84 76 10 ΔU=99,014·ln(t)-151,93
Этанол медицинский 95 мас.% 27 70 ΔU=82,925·ln(t)-239,21
По результатам проведенных исследований сделан вывод о том, что наибольшее увеличение КРП ΔU=76 мВ, свидетельствующее о большей активной растворяющей способности, обеспечивает очистка образцов петролейным эфиром. Петролейный эфир имеет наименьшее время испарения t=10 мин с поверхности образцов. Петролейный эфир испаряется с поверхности полностью, относительно дешев, мало токсичен [4, 5].
Перед началом оперативного выявления прижогов измерением РВЭ методом КРП согласно способу, изложенному в [1], предлагается очищать поверхность металлической детали следующим способом:
1. Обезжирить деталь промывкой в растворителе «Нефрас 50/170» ГОСТ 8505-80 с добавлением 1-2 мас.% антикоррозионной присадки «АКОР-1» ГОСТ 15171-78.
2. Промыть деталь холодной проточной водой.
3. Протереть деталь чистой салфеткой.
4. Просушить деталь в течение 30 с струей сухого сжатого воздуха давлением 10-20 кПа из баллона или созданного компрессором.
5. Протереть контролируемый участок детали тампоном, смоченным в петролейном эфире 70-100 ТУ 6-02-1244-84.
6. Просушить поверхность детали на воздухе комнатной температуры в течение не менее 10 мин.
7. Проконтролировать степень очистки поверхности детали измерением КРП прибором, имеющим измерительный электрод из технически чистого никеля (для титановых сплавов КРП должна быть не менее 240 мВ).
При промывке деталей из титановых сплавов согласно пункту 1 присадку «АКОР-1» допускается не добавлять.
Температура холодной воды при промывке деталей согласно пункту 2 в условиях цеха машиностроительного предприятия не контролируется.
Сушка поверхности деталей струей сухого сжатого воздуха аналогично пункту 2 после пункта 6 не рекомендуется, так как при этом возможно загрязнение деталей парами масла из компрессора или редуктора.
В случае показаний КРП измерительным прибором менее установленной величины (240 мВ для титановых сплавов) необходимо повторить подготовку поверхности детали начиная с пункта 1. КРП менее установленной величины свидетельствует о высокой РВЭ детали, вызванной недостаточной очисткой ее поверхности.
Внедрение разработанного способа подготовки поверхности металлических деталей к измерению РВЭ методом КРП позволит увеличить надежность и эффективность оперативного выявления прижогов, и, тем самым, повысить надежность машин и механизмов, экономическую эффективность их производства, эксплуатации и ремонта.
Источники информации
1. Патент РФ на изобретение №2407996 C2. Кочаров Э.А., Олешко B.C. Неразрушающий способ экспрессного выявления зон на поверхности металлических деталей со шлифовочными или эксплуатационными прижогами. Опубл. 27.12.2010. Бюл. №36.
2. Кочаров Э.А., Олешко B.C. Энергосберегающая технология контроля прижогов титановых лопаток компрессоров газотурбинных двигателей по флюктуациям работы выхода электрона // Наукоемкие технологии. - 2009. - №2. - Том 10. - С.73-76. - ISSN 1999-8465.
3. Кочаров Э.А. Физические методы в контроле материалов и разработке наукоемких технологий. Монография. - М.: ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, 2008. - 477 с.
4. Кузнецов В.В., Олешко B.C., Сметанников Н.П. Разработка методики очистки лопаток компрессоров газотурбинных двигателей перед контролем технологических прижогов измерением работы выхода электрона // Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий. Сборник материалов XXIII Всероссийской межвузовской научно-технической конференции. Часть 1. - Казань: Издательство «Отечество», 2011. - С.184-185. - ISBN 978-5-9222-0412-5.
5. Олешко B.C., Павленко В.Ф. [и др.]. Разработка метода неразрушающего контроля прижогов деталей газотурбинных двигателей при их производстве и ремонте. Отчет о научно-исследовательской работе №111/109323. Шифр «Фаворит-12». - М.: ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е.Жуковского и Ю.А.Гагарина», 2011. - 166 с.

Claims (1)

  1. Способ подготовки поверхности металлических деталей к оперативному выявлению прижогов измерением работы выхода электрона, отличающийся тем, что перед измерением работы выхода электрона методом контактной разности потенциалов необходимо тщательно удалить загрязнения обезжириванием детали промывкой в растворителе «Нефрас 50/170» ГОСТ 8505-80 с добавлением 1-2 мас.% антикоррозионной присадки «АКОР-1» ГОСТ 15171-78, промыть деталь холодной проточной водой, протереть деталь чистой салфеткой, просушить деталь в течение 30 с струей сухого сжатого воздуха давлением 10-20 кПа из баллона или созданного компрессором, протереть контролируемый участок детали тампоном, смоченным в петролейном эфире 70-100 ТУ 6-02-1244-84, просушить поверхность детали на воздухе комнатной температуры в течение не менее 10 мин, проконтролировать степень очистки поверхности детали измерением контактной разности потенциалов прибором, имеющим измерительный электрод из технически чистого никеля, для титановых сплавов контактная разность потенциалов при этом должна быть не менее 240 мВ.
RU2011149111/28A 2011-12-02 2011-12-02 Способ подготовки поверхности металлических деталей к оперативному выявлению прижогов измерением работы выхода электрона RU2488093C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149111/28A RU2488093C1 (ru) 2011-12-02 2011-12-02 Способ подготовки поверхности металлических деталей к оперативному выявлению прижогов измерением работы выхода электрона

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149111/28A RU2488093C1 (ru) 2011-12-02 2011-12-02 Способ подготовки поверхности металлических деталей к оперативному выявлению прижогов измерением работы выхода электрона

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011149111A RU2011149111A (ru) 2013-06-10
RU2488093C1 true RU2488093C1 (ru) 2013-07-20

Family

ID=48784501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011149111/28A RU2488093C1 (ru) 2011-12-02 2011-12-02 Способ подготовки поверхности металлических деталей к оперативному выявлению прижогов измерением работы выхода электрона

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2488093C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2644982C2 (ru) * 2016-07-07 2018-02-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) Способ определения поверхностной энергии металлических деталей авиационной техники

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU958947A1 (ru) * 1981-01-27 1982-09-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Инструментальный Институт Способ обнаружени и исследовани дефектных слоев,возникающих на поверхности стальных изделий при шлифовании и заточке
FR2607935A1 (fr) * 1986-12-08 1988-06-10 Inst Francais Du Petrole Dispositif et methode de mesure de la difference de potentiel de volta d'un materiau relativement a un materiau de reference
RU2188875C2 (ru) * 1999-06-04 2002-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Машиностроительное предприятие "Звездочка" Способ подготовки поверхности деталей из титановых сплавов к оксидированию
RU2407996C2 (ru) * 2008-07-22 2010-12-27 Эдуард Авакович Кочаров Неразрушающий способ экспрессного выявления зон на поверхности металлических деталей со шлифовочными или эксплуатационными прижогами

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU958947A1 (ru) * 1981-01-27 1982-09-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Инструментальный Институт Способ обнаружени и исследовани дефектных слоев,возникающих на поверхности стальных изделий при шлифовании и заточке
FR2607935A1 (fr) * 1986-12-08 1988-06-10 Inst Francais Du Petrole Dispositif et methode de mesure de la difference de potentiel de volta d'un materiau relativement a un materiau de reference
RU2188875C2 (ru) * 1999-06-04 2002-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Машиностроительное предприятие "Звездочка" Способ подготовки поверхности деталей из титановых сплавов к оксидированию
RU2407996C2 (ru) * 2008-07-22 2010-12-27 Эдуард Авакович Кочаров Неразрушающий способ экспрессного выявления зон на поверхности металлических деталей со шлифовочными или эксплуатационными прижогами

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2644982C2 (ru) * 2016-07-07 2018-02-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) Способ определения поверхностной энергии металлических деталей авиационной техники

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011149111A (ru) 2013-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104947070B (zh) 一种二硫化钼薄膜的制备方法及二硫化钼薄膜
CN107262916B (zh) 铝合金表面超疏水微结构的纳秒激光二次扫描制备方法
US20240060010A1 (en) Cleaning solution and methods of cleaning a turbine engine
EP3153604A1 (en) Cleaning solution and methods of cleaning a turbine engine
JP2014181405A (ja) 洗浄組成物及び方法
CN106757299A (zh) 一种镍基合金金相组织的电解抛光腐蚀剂及其使用方法
RU2488093C1 (ru) Способ подготовки поверхности металлических деталей к оперативному выявлению прижогов измерением работы выхода электрона
TWI411033B (zh) 粘接之矽電極的清理
Almohallami et al. How dry is dry?-A critical analysis of surface conditions used in dry metal forming
KR101792078B1 (ko) 반응기 표면의 선택적 에칭
CN114799217B (zh) 基于飞秒激光加工实现增材制造NiTi合金表面超疏水的方法
CN104651902A (zh) 铝合金表面的疏水结构的制备方法
CN111074279A (zh) 靶材腐蚀剂及其应用方法
RU2541436C1 (ru) Способ плазмохимической обработки подложек из поликора и ситалла
CN110670115B (zh) 一种适用于沉积态gh3536合金的腐蚀剂及其腐蚀方法
JP2019027961A (ja) スケール付着の定量評価方法
CN106092708A (zh) 一种300m钢晶粒度的腐蚀显现方法
Cheng et al. Biomimetic super-hydrophobic surfaces for use in enhanced dropwise condensation
CN105344647B (zh) 一种冰核采样膜片的清洗方法
JP5352203B2 (ja) 真空機器用表面処理アルミニウム材の製造方法
Kang et al. Influence of compressive stress in TGO layer on impedance spectroscopy from TBC coatings
CN115305474A (zh) 无损去除钢铁表面防护涂层的清洗方法及应用
CN112945676B (zh) 一种通过介质阻挡放电技术制备纯铝金相样品的方法
Brasche et al. A Study of Drying and Cleaning Methods Used in Preparation for Fluorescent Penetrant Inspection—Part II
Nurdin et al. Pomelo peels extract as green corrosion inhibitor for mild steel in hydrochloric acid 1 m

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131203