Способ обнаружения локальных дефектов внутренних диэлектрических покрытий металлических аппаратов

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля локальных дефектов диэлектрических покрытий и может быть использовано для выявления дефектов в покрытиях, наносимых на внутреннюю поверхность аппаратов и изделий. Цель изобретения - расширение области применения способа и повышение его безопасности. Внутренняя полость контролируемого аппарата заполняется электролитом с погруженным в него анолом. К аноду и корпусу аппарата периодически подводят напряжение с длительностью импульсов 5...300, временем между импульсами, превышающем длительность импульса в три раза, и величиной напряжения 6...12 В. О наличии и местоположении дефекта судят по результатам измерения температурного поля наружной поверхности аппарата.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СоаЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g G 01 N 25/72

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4604041/24 — 25 (22) 09,11,88 (46) 30.08.90. Бюл. 11 - 32 (72) А.А,Туманянц, А.М.Ободов и В,Ф.Решетов (53) 536.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 834486, кл. G 01 N 25/72, !981.

Локшин В.Я. Пороки эмалированных иэделий и способы их устранения.

M.: Металлургия, 1964, с. 38. (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ

ДЕФЕКТОВ ВНУТРЕННИХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПОКРЫТИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ АППАРАТОВ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю локальных дефектов диэлектрических покрытий и может

Изобретение относится к способам контроля локальных дефектов диэлектрических покрытий, наносимых на внутреннюю поверхность аппаратов и труб, и может быть использовано для выявления дефектов стеклоэмалевых, фторо пластовых, резиновых и других покрытий химической, нефтехимической и энергетической аппаратуры, Цель изобретения — расширение области применения способа и повышение

его безопасности, Физическую основу способа составляют два процесса — капиллярное про. никновение электролита в полость дефекта и разложение соли в месте контакта электролита с металлическим корпусом аппарата. Капиллярное проникновение электролита в полость

„„SU 158918Î А 1

2 быть использовано для выявления дефектов в покрытиях, наносимых на внутреннюю поверхность аппаратов и изделий. Цель изобретения — расширение обласги применения способа и повышение его безопасности. Внутренняя полость контролируемого аппарата заполняется электролитом с погруженным в него анодом. К аноду и корпусу аппарата периодически подводят напряжение с длительностью ймпульсов 5 — 300 с, временем между импульсами, превышающим длительность импульса в три раза, и величиной напряжения 6 — 12 В. О наличии и местоположении дефекта судят по результатам измерения температурного поля на- Ж ружной поверхности аппарата. дефекта повышает чувствительность способа. Выделение тепла при разложении соли электролита только в месте дефекта внутреннего диэлектричес кого покрытия позволяет путем измерения температурного поля на наружной поверхности аппарата определить р аз мер и местонахождение д ефект а ,внутреннего покрытия.

Подача напряжения на анод в виде импульсов позволяет стабилизировать процесс выделения тепла в полости дефекта, а следовательно, повысить чувствительность и достоверность метода обнаружения дефектов во внутреннем диэлектрическом покрытии.

Длительность импульса подачи напряжения, с одной стороны, определя ет количество тепла, выделя моге

1589 80 полости дефекта, необходимого для его выявления, с другой стороны,длительная подача напряжения на анод приводит к разложению соли в слое электролита, находящегося в полости дефекта, снижению ее концентрации, а следовательно, уменьшению количества тепла, необходимого цля выявления дефекта. Во время прекращения подачи напряжения происходит ди ЬЬузия ионов

Na+Cl из общей массы электролита в слой электролита, находящегося в полости дефекта, что приводит к повьппению концентрацж ионов Ма Cl в слое электролита до начальной, Поэтому длительность импульса подачи напряжения и время между импульсами выбирается в зависимости от поставленной задачи по выявлению допустимой вели- 20 чины дефекта и толщины стенки контролируемого аппарата.

Экспериментально получено,что для выявления дефектов эмалевого покрытия с раскрытием.0,01 мм при толщине 25 стенки аппарата 20 — 40 мм необходимо подавать напряжение 6 — 12 В в ви— де импульсов длительностью 1 5

2,0 мин с периодом подачи 5-6 мин, Сокращение времени между импульсами приводит к снижению чувствительности контроля и не позволяет выявить дефекты в эмалевом покрытии с раскрытием менее 0,4 мм.

Для выявления дефектов эмалевого

:.покрытия с раскрытием 0 01 мм при толщине стенки аппарата 2-6 мм необходимо подавать напряжение 6 — 12 В в виде импульсов длительностью 10—

15 с с периодом 30 - 45 с. Увеличе40 ние времени между импульсами приводит к снижению чувствительности контроля из-за снижения вегптчины дефектного температурного контраста,связанного с распространением тепла по металлу корпуса аппарата.

При увеличении времени между импульсами в три раза вьппе оптимального чувствительность контроля снижается в пять раз.

Длительность импульса подачи напряжения определяет то количество тепла, выделяемого в полости сквозного дефекта во внутреннем диэлектрическом покрытии, которое вследствие процес55 са теплопередачи через металлическую стенку создает на наружной поверхности локальный участок с повышенной температурой по сравнению с температурой на поверхности аппарата в бездефектном месте.

Металлическая стенка аппарата обладает определенным термическим сопротивлением, а также высоким значением температуропроводности. Эти факторы оказывают влияние на величину дефектного температурного контраста, разности температур дефектного и бездефектного участков наружной поверхности аппарата. Увеличение термического сопротивления стенки апп ар ат а и р аст ек ание ло к аль но ro пятна прогрева при увеличении толщины ст енки аппарат а пр и постоянном точечном источнике тепла уменьшает в еличину дефектно ro температурноro контраста, необходимого для достоверного выявления дефектов.

Экспериментально установлено,что для выявления дефектов эмалевого покрытия с раскрытием не менее 0,01 мм при толщине металлической стенки аппарата 20-40 мм необходимо подавать напряжение 6-12 В в виде импульсов длительностью 2-3 мин, Более длительная подача напряжения приводит к снижению чувствительности контроля из-за снижения концентрации ионов Na Cl в полости дефекта. Уменьшение длительности импульса в два раза меньше оптимальной также приводит к снижению чувствительности контроля, пропуску дефектов с раскрытием менее 0,4 мм, При уменьшении толщины метаЛлической стенки аппар ат а целесообразно уменьшать длительность импульса подачи напряжения с целью сокращения времени контроля и побочных эффектов, связанных с локальным нагревом корпуса аппарата, например деформацией стенки аппарата из-за температурнь1х напряжений, Однако использование импульсов подачи напряжения длительностью менее

55 с при толщине стенки аппарата 1 мм не позволяет выявлять дефекты эмалевого покрытия с раскрытием более 23 мм и более, Повьппение чувствительности контроля также требует реализации путей максимального выделения тепла в полости дефекта. Это возможно осуществить путем использования высокого напряжения. Применение высокого напряжения в условиях эксплуатапии аппаратов or

5 15 раничено требованием электробезопасности процесса контроля, Выбор напряжения 6-12 В для проведения контроля качества покрытия обусловлен не только электробезопасностью процесса, а также повышением чувствительности и достоверности контроля. Использование напряжения

6-12 В для разложения соли электролита, например NaC1, приводит к выделению на корпусе аппарата ионов соли Na> и тепла.

Дальнейшее повышение напряжения, подаваемого на анод, приводит также к разложению воды и образованию в полости дефекта газообразного водорода,,который вытесняет электролит из полости дефектов, и процесс электролиза прерывается, Все это приводит к нестабильности процесса выделения тепла в полости дефекта, а следовательно, снижению чувствительности и достоверности контроля, возможности пропуска дефектов эмали типа трещин, сколов, мелких пор. Использование напряжения 6-12 В для предлагаемого способа контроля требует применения электролитов с высокой электропроводностью и содержащих соли, имеющие высокий тепловой эффект при электролитическом разложении. Электролит . также не должен вызывать коррозию аппарата и его деталей в процессе контроля и иметь низкую стоимость, потому что для контроля аппаратов больших габаритов требуется значитель ное количество электролита.

Наиболее оптимальными являются электролиты на основе поваренной соли NaC1. Эта соль обладает высокой растворимостью, ее растворы обладают высокой электропроводностью, а главное, при электролитическом разложении молекулы NaC1 выделяется самое большое количество тепла (427 кал..)

Hs всех доступных и дешевых солей.

Пример. В эмалированную трубу диаметром 25 мм, толщиной стенки

2,5 мм, длиной 6 м вставляют по осевой электрод — медную проволоку диаметром 2 — 3 мм, концы труб заглушены резиновыми пробками. Одна из про89180 6 бок снабжена воздушником и отверстием для заливки электролита. Заливают через отверстие электролит—

IX-ный раствор NaCl на электрод по.— дают положительное напряжение 9 В, . трубу предварительно эаземпяют. Напряжение подают, импульсами длительностью 10-15 с с периодом 30-45 с в течение 4 мин. Визуализацию теплового поля наружной поверхности трубы проводят с помощью тепловизора. На теплограмме фиксируют места локального нагрева поверхности трубы. Вырезка мест локального нагрева трубы показала наличие сквозных дефектов в эмалевом покрытии трубы, определенных по предлагаемому способу.

Предлагаемый способ позволяет вы20 являть дефекты без визуального доступа к внутренцей полости изделий и тем самым расширить область применения способа за счет использования его для изделий, доступ к внутренним

25 полостям которых невозможен. Кроме того, повышается безопасность процес. са контроля путем снижения электронапряжения, а также производительность контроля.

Формул а из о б ре те ния.Способ обнаружения локальных дефектов внутренних диэлектрических покрытий металлических аппаратов, включающий заполнение внутренней полости заземленного аппарата электро-, литом, погружение в него анода и подачу на него электрического напряже40 ния с последующей регистрацией наличия и местоположения дефекта, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения. безопасности, напряжение

45 на анод подают периодически с длительностью импульса 5 — 300 с, временем между импульсами, превышающим длительность импульса в три раза, и величиной напряжения 6 — 12 В, а о

M наличии и местоположения дефекта судят по результатам измерения температурного поля .наружной поверхности аппарата.