Разработка устройства и методика магнитного контроля дисковых пил

спец моя.DOC

А1 ЭМК 68.01.00 СБ Сборочный чертеж
ЭМК 68.01.01 Ванна 1
ЭМК 68.01.02 Зажим цанговый 1
ЭМК 68.01.03 Катушка 1
ЭМК 68.01.04 Насадка 1
ЭМК 68.01.05 Опора 2
ЭМК 68.01.06 Перемычка 1
ЭМК 68.01.07 Пластина 2
ЭМК 68.01.08 Полюс 2
Стандартные изделия
Бел.-Рос. ун. гр. МПК-041
Устройство намагничивающее

Курсач ПиМЭМК.doc

Министерство образования Республики Беларусь
Министерство образования и науки Российской Федерации
Белорусско-Российский университет
Кафедра «Физические методы контроля»
Пояснительная записка
к курсовой работе по курсу
«Приборы и методы электромагнитного контроля»
Тема работы: Разработка устройства и методика магнитного контроля
Руководитель: Новиков В.А.
Характеристика объекта контроля
Обоснование выбора метода контроля
Анализ литературных источников с целью выбора способа контроля
Анализ литературных источников с целью разработки или
модернизации оборудования для контроля
Компоновка расчет и разработка оборудования для контроля
Описание устройства для контроля и принцип его действия
Разработка методики контроля
Разработка метрологического обеспечения средств контроля
Мероприятия по охране труда
Объективные особенности продукции которые могут проявляться при ее
создании эксплуатации или потреблении определяются как свойства
продукции. Совокупность свойств обуславливает ее пригодность
удовлетворяющую определенным требованиям в соответствии с ее
назначением называют качеством. Для качественной оценки свойств продукции
осуществляют информационный процесс в виде контроля.
Контроль – это процесс устанавливающий соответствие между
состоянием продукции и наперед заданной нормой путем получения текущих
значений физических величин сравнивая их с заданными формирования и
выдачи суждений о результатах.
Важной разновидностью контроля является неразрушающий контроль.
Неразрушающий контроль должен обеспечивать качество надежность и
безопасность эксплуатации огромного числа самых разных технических
объектов. Конечно это возможно только при условии надежности контроля
что обеспечивается не только техническими средствами но прежде всего и
человеком-оператором а также организацией процесса контроля.
В современных условиях стремительного научно-технического прогресса
роль неразрушающего контроля значительно возросла. Целью курсовой работы
является привитие навыков самостоятельного применения в исследованиях и
расчетах знаний по электромагнитному контролю полученных при изучении
теоретического курса.
Магнитный вид неразрушающего контроля применяют в основном для
контроля изделий из ферромагнитных материалов т.е. из материалов
которые способны существенно изменять свои магнитные характеристики под
воздействием внешнего магнитного поля. Операция намагничивания (помещения
изделия в магнитное поле) при этом виде контроля является обязательной.
Съем информации может быть осуществлен с полного сечения образца
(изделия) либо с его поверхности.
С помощью магнитных методов могут быть выявлены закалочные и
шлифовочные трещины волосовины закаты усталостные трещины и другие
поверхностные дефекты шириной раскрытия несколько микрометров.
Магнитопорошковый метод – один из самых распространенных методов
неразрушающего контроля стальных деталей. Он нашел широкое применение в
авиации железнодорожном транспорте химическом машиностроении при
контроле крупногабаритных конструкций в автомобильной и во многих других
отраслях промышленности. Масштабность проведения магнитопорошкового
метода объясняется высокой чувствительностью и наглядностью результатов
контроля возможностью обнаруживать как поверхностные так и
подповерхностные дефекты. При правильной технологии контроля деталей этим
методом обнаруживаются трещины усталости и другие несплошности на
начальной стадии их появления когда обнаружить их без специальных
средств невозможно. Этим методом могут быть обнаружены поверхностные
микротрещины раскрытием 1 мкм и более глубиной от 10 мкм и более. Для
успешного обнаружения несплошностей кроме знания физических основ метода
необходим производственный опыт основанный на знаниях его
технологических особенностей.
В данной курсовой работе необходимо разработать устройство и
методику магнитного контроля дисковых пил.
Исходными данными являются:
--диаметр диска пилы -400мм;
--диаметр посадочного места -20мм;
--толщина диска пилы -4мм;
--материал-сталь Р9;
--диаметры 3-х технологических отверстий -10мм.
Раскрытие минимального недопустимого дефекта 10мкм.
В качестве объекта контроля выступает дисковая пила которая
выполнена из стали Р9. Контролю подлежат трещины расположенные
радиально. Недопустимыми являются трещины с минимальным раскрытием 10мкм.
Дисковая пила служит для распиливания различных материалов в основном
Необходимо разработать конструкцию устройства намагничивания и
установку для проведения контроля. Устройство должно обеспечивать
минимальную трудоемкость и высокую достоверность контроля.
Для того чтобы выбрать метод неразрушающего контроля нужно знать
характер дефекта и его ориентацию физические свойства материала объекта
контроля форму и размеры объекта контроля условия контроля.
Существует несколько методов магнитного вида контроля:
вихретоковый магнитопорошковый магнитографический феррозондовый.
Вихретоковые методы позволяют контролировать толщину однослойных
покрытий при различных сочетаниях материалов покрытия и основы за
исключением случая диэлектрических покрытий на изделиях из диэлектриков.
Контролируется в основном поверхностный слой толщиной до 3 мм
токопроводящего материала (чаще неферромагнитного).
Магнитопорошковый метод основан на обнаружении магнитных полей
рассеяния над дефектами с помощью ферромагнитных частиц.
Магнитопорошковой дефектоскопии подвергаются исключительно ферромагнитные
материалы: некоторые стали никель кобальт гадолиний и ряд сплавов.
Данный метод в основном используют для обнаружения поверхностных и
подповерхностных трещин в ферромагнитных объектах. Метод позволяет
получить наглядную картину расположения дефектов но требует трудоемкой
зачистки контролируемого изделия и сопряжен с использованием магнитной
При правильной технологии контроля деталей магнитопорошковым
микротрещины раскрытием 1 мкм и более глубиной от 10 мкм и более. Лучше
всего выявляются трещины ориентированные под углом ((900 к направлению
намагничивающего поля. Чем меньше угол тем хуже обнаруживаются
протяженные дефекты.
Угол наклона плоских дефектов к контролируемой поверхности
практически не влияет на выявляемость если он не меньше 450. При меньших
углах дефекты выявляются хуже а если угол менее ((( то дефекты
выявляются ненадежно или вообще не обнаруживаются. Дефекты округлой формы
создают слабые магнитные поля при контроле и обнаруживаются слабо.
Из того что магнитопорошковый контроль позволяет обнаружить мелкие
нарушения сплошности следует что его осложняют все неоднородности ОК
как магнитные так и геометрические. [1].
Магнитографический метод контроля основан на записи магнитных полей
рассеяния на магнитную ленту и последующем считывании и расшифровке этой
записи. Метод характеризуется высокой производительностью наглядностью и
экономичностью не требует предварительной зачистки поверхности
контролируемого изделия. Запись на магнитную ленту дает возможность
документирования. К тому же метод относится к магнитному виду контроля
который имеет самую высокую чувствительность при обнаружении
поверхностных и подповерхностных дефектов которые являются
концентраторами напряжения то есть наиболее опасными с точки зрения
надежности изделия. Также магнитографический метод контроля является
безопасным для обслуживающего персонала [1].
Феррозондовый как и магнитопорошковый метод основан на регистрации
поля рассеяния. С помощью феррозонда напряженность магнитного поля
преобразуется в электрический сигнал что позволяет исключить трудоемкую
операцию осмотра детали и автоматизировать процесс обработки результатов
контроля. Поскольку преобразователь находится на некотором расстоянии от
поверхности ОК чувствительность здесь меньше чем в магнитопорошковом
методе. Удаление преобразователя от контролируемой поверхности позволяет
осуществлять сканирование поверхности с большими скоростями исключая
опасность повреждения преобразователя.
В настоящее время основное применение феррозондовые дефектоскопы
нашли для контроля линейно протяженных объектов – труб и рельсов. Однако
применимость метода ограничивает наличие валика усиления который
затрудняет сканировать феррозондом и не позволяет сохранять постоянным
зазор между поверхностью шва и феррозонда [1].
Таким образом анализ методов НК показал что вихретоковый метод мы
не можем использовать так как контролируемое изделие выполнено из
ферромагнитного материала. Феррозондовый метод имеет невысокую
чувствительность и используется в настоящее время для контроля
протяженных объектов поэтому его также нецелесообразно использовать. В
силу того что контролируемым объектом является диск с диаметром 400 мм и
дефекты могут располагаться в любой его части не имеет смысла
использовать и магнитографический метод.
Для нас наиболее целесообразным будет использование
магнитопорошкового метода. Он имеет достаточно высокую чувствительность и
обладает хорошей наглядностью результатов контроля.
Известно два способа магнитопорошкового контроля: способ остаточной
намагниченности (СОН) и способ приложенного поля (СПП).
При применении СОН объект контроля предварительно намагничивают
(4 5)с а затем после снятия намагничивающего поля на его поверхность
наносят дефектоскопический материал. Промежуток времени между указанными
операциями должен быть не более часа. Осмотр контролируемой поверхности
проводят после стекания основной массы суспензии.
При СПП нанесение суспензии на объект контроля производят во время
действия на него магнитного поля. Выключение намагничивающего тока
осуществляют после стекания основной массы суспензии. Осмотр детали
проводится после отключения магнитного поля т.е. при СПП индикаторные
рисунки выявляемых дефектов образуются в процессе намагничивания объекта
В ряде случаев при СПП преимущественно при контроле объектов с
применением продольного намагничивания рекомендуется предварительное
нанесение на контролируемую деталь магнитной суспензии. При этом
намагничивание начинают еще до того как суспензия успела стечь.
Например погружают деталь в ванну с магнитной суспензией затем помещают
ее в магнитное поле соленоида а после отключения поля деталь извлекают
из соленоида и осматривают.
При выборе способа магнитопорошкового контроля нужно
руководствоваться следующим. Контроль в приложенном поле позволяет
достичь как правило более высокой чувствительности (за исключением
случаев контроля деталей с выраженной текстурой когда порошок осаждается
по волокнам металла а также с грубой обработкой поверхности). Способ
контроля на остаточной намагниченности более прост в осуществлении:
возможность установки детали в любое требуемое положение; возможность
нанесения суспензии как путем полива так и путем погружения в ванну с
суспензией; простоту расшифровки результатов контроля (в меньшей степени
порошок оседает по рискам наклепу местам грубой поверхности и т. д.);
меньшая вероятность прижога деталей. Поэтому в равных условиях
предпочтение следует отдавать способу остаточной намагниченности.
СОН применяют при контроле объектов из магнитотвердых материалов с
коэрцитивной силой Нc (1000 Ам с остаточной индукцией 05 Тл и более
при условии что он может обеспечить требуемый уровень чувствительности
и если при этом толщина немагнитного покрытия не превышает 30 мкм (для
авиационных деталей - 20 мкм). Возможность достижения требуемого
условного уровня чувствительности определяется по кривым (рисунок 1). Для
этого из точек осей соответствующих Нс и Вr материала контролируемого
объекта восстанавливают перпендикуляры. Если точка пересечения
перпендикуляров лежит на кривой или выше кривой требуемого условного
уровня чувствительности то требуемый уровень чувствительности достижим.
Рисунок 1 – Определение способа контроля
Таким образом контроль СОН следует производить при одновременном
выполнении перечисленных выше условий.
В данной курсовой работе целесообразно применить способ
приложенного поля т.к. он обеспечивает более высокую чувствительность. К
тому же при использовании способа приложенного поля можно значительно
уменьшить время необходимое для контроля одного объекта т.к. рисунки
дефектов появляются еще в процессе намагничивания.
В исходных данных к курсовой работе сказано что программа
контроля составляет 5000 шт.год. Таким образом при контроле СПП
имеется возможность автоматизации контроля.
1 Расчет устройства для намагничивания постоянным полем изделий в
процессе магнитного контроля
Схема намагничивающего устройства представлена ниже:
Рисунок 2 – Расчетная схема намагничивающего устройства
Целью расчета является определение намагничивающей силы (IW)
устройства для создания в изделии необходимой индукции.
Из рекомендаций 13 толщиной полюсов намагничивающего устройства
должна быть в 2-3 раза больше толщины намагничиваемого изделия. Если же
толщина изделия 3 мм то толщина полюсов - 16 мм. Для толщины 4 мм
выберем толщину полюсов 16мм. Остальные размеры намагничивающего
устройства выбирают конструктивно исходя из существующих разработок.
Например расстояние L между полюсами электромагнита- не менее 80 мм
высота h- не менее 100 мм. Зададимся значениями из вышесказанного для
расчета нашего устройства:
d=16 мм; [pic]=1 мм.
Из закона Кирхгофа следует:
где[pic]- падение магнитного напряжения на участке магнитной цепи
Рассматриваем сумму падений магнитных напряжений в изделии [pic] в
зазорах [pic] в магнитопроводе [pic]:
Таким образом после того как подставлены данные система принимает
Строим кривую намагничивания материала изделия. С помощью выражения
(6) и значения [pic] и [pic] взятых с кривой намагничивания строим
зависимость [pic] а затем зависимость [pic] в той же системе координат.
С учётом выбранных параметров и выражений (7) (8) получаем
Рисунок 3 – Зависимость магнитных напряжений в зазоре и в
изделии от магнитного потока в изделии
Затем на отдельном графике строится кривая падения магнитного
напряжения в магнитопроводе в зависимости от протекающего в нем потока
С учётом выбранных параметров система (10) принимает вид:
Рисунок 4 – Зависимость магнитного напряжения в магнитопроводе от
Чтобы пересчитать [pic] в зависимости от [pic] запишем
уравнение Кирхгофа для точки М эквивалентной электрической схемы (схема
представлена на чертеже ).
где F- магнитный поток рассеяния шунтирующий изделие и переходный
Так как отношение потоков [pic] и F обратно пропорционально
магнитным сопротивлениям [pic] и [pic] то:
где [pic]- магнитное сопротивление потока рассеяния между полюсами
где [pic]-проводимость участка между параллельными призмами
(полюсами намагничивающего устройства).
Подставим значения из формул (16)(17)(18) в (15)получим:
где [pic] получаем из (14) и (15):
[pic] и [pic]-соответствуют оптимальному режиму намагничивания .
Для определения оптимального режима намагничивания воспользуемся
графиком для определения требуемой напряженности магнитного поля при
контроле способом приложенного поля (рисунок 5). Значение коэрцитивной
силы для материала объекта контроля (сталь Р9) можно найти в справочнике
Оно составляет 34.4 Асм. По заданию минимальная ширина раскрытия дефекта
составляет 10 мкм. Это соответствует условному уровню чувствительности Б
[ ]. Из точки Нс на графике восстанавливаем перпендикуляр до пересечения
с прямой соответствующей условному уровню чувствительности Б. Эта точка
соответствует значению Нтр=5700 Асм.
Рисунок 5 – Определение Нтр при контроле способом приложенного поля
Чтобы найти оптимальное значение индукции нужно воспользоваться
графиком кривой намагниченности материала объекта контроля (рисунок 6).
Рисунок 6 – Кривая намагниченности для стали Р9
Из точки Н=5700 Ам соответствующей оптимальному значению
напряженности восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривой.
Эта точка соответствует значению индукции равной 166 Тл.
Таким образом подставляя значения в формулу (21) получим:
Путем пересчета с использованием формулы (19) из последнего графика
получают зависимость [pic]:
Рисунок 7 – Зависимость магнитного напряжения в магнитопроводе от
магнитного потока в изделии
Затем суммируя [pic] получают зависимость [pic]. Зная сечение
изделия строят вторую ось[pic] т.е. аналогичную зависимость [pic] где
Рисунок 8 – Зависимость суммарного магнитного напряжения в
магнитопроводе от магнитного потока и индукции в изделии
По известному значению оптимальной индукции [pic] в контролируемом
сечении определяют [pic] . Затем с учетом коэффициента заполнения Кз
=0.4 и площади S окна занимаемого витками катушки в сечении
перпендикулярном осям витков определяют число витков обмоточного провода
задаваясь различными его диаметрами (d=123):
где [pic]-коэффициент заполнения окна
S[pic] -площадь окна занимаемого всеми витками катушки
равна приблизительно 80% от площади сердечника и определяется как:
[pic] витков W2=1059 витков W3=470.82 витка.
Определяем величину тока в катушке по известным намагничивающей
силе и числу витков:
где U1 – оптимальное значение намагничивающей силы
Значения токов в катушке для разных диаметров провода получились:
I1=1.133 A; I2=4.531 A; I3=10.195 A.
Определяем электрическое сопротивление обмотки:
R1=52.589 A R2=3.287 A R3=0.649 A.
Теперь определим потребляемую мощность:
Мощность получилась для всех трех случаев одинаковой и составила
Таким образом можно сделать вывод что потребляемые мощности не
зависят от диаметра провода. Диаметр провода выбирают исходя из
приемлемого числа витков катушки.
Выберем число витков катушки – 470 следовательно диаметр – 3мм.
Разработанное устройство представлено на чертеже ЭМК- 78.00.000.СБ
Его основу составляет намагничивающее устройство в качестве которого
используется П – образный электромагнит и электродвигатель на вал
которого крепится пила. Пила крепится к валу через три технологических
отверстия при помощи болтов (позиция) и гаек (позиция). Также при
контроле используется устройство для полива суспензией (позиция ) и
емкость в которую стекает с пилы магнитная суспензия.
Стоит отметить что пила при контроле находится не в вертикальном
положении а под небольшим углом. Это делается для того чтобы обеспечить
равномерный полив объекта контроля суспензией и чтобы происходило ее
медленное стекание с поверхности пилы.
Принцип действия устройства состоит в намагничивании объекта
контроля при помощи электромагнита. Намагничивание всей поверхности
пилы происходит во время ее вращения на валу электродвигателя. В это же
время из устройства полива осуществляется равномерный полив пилы
магнитной суспензией. После завершения намагничивания производится анализ
изображений дефектов полученных при помощи магнитного порошка. Делается
заключение о наличии или об отсутствии дефекта. Затем объект контроля
очищается размагничивается с него удаляется остаток магнитного
Подготовка объекта к контролю.
Подготовка объекта к контролю должна включать подготовку объекта к
операциям контроля; проверку работоспособности дефектоскопов; проверку
качества дефектоскопических материалов.
При подготовке с контролируемой поверхности необходимо удалить
продукты коррозии остатки окалины масляные загрязнения а при
необходимости следы лакокрасочных покрытий. Проверку работоспособности
дефектоскопов и качества дефектоскопических материалов осуществляют при
помощи стандартных образцов предприятий специально изготовленных или
отобранных из числа забракованных изделий с дефектами размеры которых
соответствуют принятому уровню чувствительности.
Намагничивание объекта контроля.
На вал при помощи болтов и гаек крепится объект контроля . В пиле
имеются технологические отверстия через которые и производится
крепление. Затем включается источник питания. После включения источника
питания электромагнитов пила плотно прижимается при помощи литиевых
шариков обеспечивающих необходимый зазор между пилой и электромагнитом.
Нанесение дефектоскопического материала
Одновременно с включением питания электромагнитов начинается подача
магнитной суспензии.
После намагничивания всего объекта контроля отключается источник
Осмотр контролируемой поверхности и регистрация индикаторных
Осмотр контролируемой поверхности и регистрацию индикаторных
рисунков выявляемых дефектов проводят визуально или с применением
автоматизированных систем обработки изображений.
При визуальном осмотре могут быть использованы различные оптические
устройства (лупы микроскопы эндоскопы).
Выбираемое увеличение оптического устройства зависит от
шероховатости поверхности детали типа обнаруживаемых дефектов условий
Освещенность контролируемой поверхности при использовании магнитных
порошков естественной окраски а также цветных магнитных порошков должна
быть не менее 1000 лк. При этом следует применять комбинированное
освещение (общее и местное).
Вид местоположение и ориентация недопустимых дефектов а также
необходимый уровень чувствительности контроля конкретных изделий
устанавливаются в отраслевой нормативно-технической документации на
Результаты контроля записывают в журналах протоколах или
перфокартах. Вид и объем записи устанавливают в отраслевой нормативно-
технической документации на контроль изделий.
Детали признанные годными по результатам магнитопорошкового метода
контроля должны быть при необходимости размагничены.
Способы размагничивания и проверки степени размагничивания а также
допустимую норму остаточной намагниченности каждого изделия устанавливают
в отраслевой нормативно-технической документации на контроль изделий.
Разработка метрологического обеспечения средств неразрушающего контроля
Метрологическим обеспечением называют установление и применение
научных и организационных основ технических средств правил и норм
необходимых для достижения единства и требуемой точности измерения.
Проверку работоспособности дефектоскопов и качества
дефектоскопических материалов осуществляют при помощи стандартных
образцов предприятий специально изготовленных или отобранных из числа
забракованных изделий с дефектами размеры которых соответствуют
принятому уровню чувствительности.
Испытательные образцы дисковых пил должны быть изготовлены для
данной марки стали и изготовлены тем же методом и по той же технологии
(резка закалка заточка) что и пилы качество которых подлежит контролю
магнитопорошковым методом.
Общие требования безопасности к проведению магнитопорошкового
контроля должны соответствовать ГОСТ 12.3.002-75.
К проведению магнитопорошкового контроля допускаются
дефектоскописты прошедшие аттестацию в установленном порядке а также
обучение и инструктаж по ГОСТ 12.0.004-79.
Конструкция производственного оборудования должна соответствовать
требованиям ГОСТ 12.2.049-80 и ГОСТ 12.2.003-74.
Расположение и организация рабочих мест на участке оснащение их
приспособлениями необходимыми для безопасного выполнения технологических
операций должны соответствовать требованиям безопасности по ГОСТ
2.032-78 ГОСТ 122033-78 ГОСТ 12.2.061-81 и ГОСТ 12.2.062-81.
Требования к содержанию вредных веществ температуре влажности
подвижности воздуха в рабочей зоне - по ГОСТ 12.1.005-76 и ГОСТ
1.007-76 требования к вентиляционным системам - по ГОСТ 12.4.021-75.
Требования электробезопасности - по ГОСТ 12.2.007.0-75 ГОСТ
1.019-79 «Правилам устройства электроустановок потребителей» и
«Правилам технической эксплуатации электроустановок и правилам техники
безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей»
утвержденным Госэнергонадзором.
Защитное заземление или зануление дефектоскопов - по ГОСТ 12.1.030-
Органы управления магнитопорошковых дефектоскопов создающих
постоянные магнитные поля напряженностью более 80 Асм должны быть
вынесены за пределы зоны действия этих полей.
Для приготовления суспензий не допускается использовать керосин
температурой вспышки ниже 30°С.
Отходы производства в виде отработанных дефектоскопических
материалов подлежат утилизации регенерации удалению в установленные
сборники или уничтожению.
Анализ литературных источников показал что наиболее эффективным
методом для контроля сварных соединений образцов является магнитный метод
контроля. Для решения данной задачи использовали магнитопорошковый способ
контроля. На основании результатов расчета было определено оптимальное
значение индукции Вопт = 166 Тл.
Расчетным путем были определены параметры электромагнита
намагничивающего устройства а именно диаметр обмоточного провода 3 мм
число витков обмотки 470.
Разработано устройство для магнитопорошкового контроля дисковых пил
на наличие поверхностных трещин и методика контроля позволяющая
обнаруживать трещины раскрытием от 10мкм.
Герасимов В.Г. Неразрушающий контроль: практ. пособие в 5 кн.
В.Г.Герасимов А.Д. Покровский В.В. Сухоруков: под общ. ред. В.В.
Сухорукова. – М.: Высш. шк. 1992. – кн. 3. – 312 с.
Фалькевич А.С. Магнитографический контроль сварных соединений.
А.С. Фалькевич М.Х. Хусанов – М.: Машиностроение 1966 – 176 с.: ил.
Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий.
Справочник Под редакцией д-ра техн. Наук проф. В.В. Клюева .Москва
«Машиностроение» 1976.
Приборы и методы электромагнитного контроля. Методические
указания к курсовой работе для студентов специальности Т 12.01.00П
–”Методы и приборы контроля качества и диагностики ”.-Могилев: МГТУ
04. Составитель проф. Новиков В.А.
Белорусско-Российский университет гр. МПК-041
Разработка устройства и методика магнитного контроля дисковых пил
ШПДКО 00.00.00.000 ПЗ

Курсач@PashaУЗК.doc

1 Анализ характеристик объекта контроля
Целью проектирования является разработка методики и технических
средств для ультразвукового контроля бесшовных труб среднего диаметра
которые изготовлены по ГОСТ 8731- 87. Эскиз контролируемого изделия
изображен на рисунке 1 размеры приведены в таблице 1.
В трубах чаще всего встречаются продольные дефекты типа трещин и
закатов ориентированные как правило вдоль образующей трубы.1 Так же
часто встречаются производственные дефекты: внутренние и наружные плены
волосовины продольные риски на внутренней и наружной поверхностях
вмятины и бугры раковины ужимы рванины и др. При эксплуатации на
трубах могут появиться поверхностная язвенная и межкристаллическая
коррозия усталостные трещины и др.2
Таблица 1 – Основные размеры трубы.
Рисунок 1 – Эскиз заданного изделия
Материал изделия – сталь Cт20 микроструктура которой представляет
собой зёрна со средним размером около 60 мкмлит.
Механические характеристики материала изделия приведены ниже в
таблице 2.3 Коэффициент затухания ( = 0009 для продольных и поперечных
Таблица 2-Механические характеристики материала
Параметр Плотность Модуль Средний диаметр Шерохова- Модуль
( кгм3 упругостизерна[pic] м тость сдвига G
E Па поверхности Па
Значение 7859 204·101060·10-6 RZ40 7968·1010
Исходя из этих характеристик можно определить акустические свойства
стали. Коэффициент Пуассона равен
Скорость СL продольных волн определяется как
Скорость Сt продольных волн определяется модулем сдвига
Поверхностные волны распространяются в стали со скоростью СS
Найдём волновое сопротивление для продольных и поперечных волн
Акустические характеристики материала изделия приведены ниже в
Таблица 3 - Акустические характеристики материала изделия.
Мате Модуль Модуль Плотность ДиэлектриСкорость звука мсВолново
риал упругостисдвига ческая е
Е Па G Па проницаем сопроти
Ст20 206(109 805(101783(103 028 5760 3184 456
Наиболее опасные дефекты внутренние несплошности. Для контроля
трещин расположенных на внутренней и наружной поверхностях а так же
несплошностей используют несколько схем прозвучивания.1 Подлежат
выявлению дефекты с размером bmin=1.5(10-3 м.
Сравнительный анализ известных методик и технических средств контроля
УЗ контроль производится в соответствии с ГОСТ 17410 – 78 5 и
другими документами регламентирующими методику контроля и критерии
оценки качества труб по его результатам.
Ультразвуковой контроль труб осуществляют эхо - методом теневым или
зеркально-теневым методами. Выбор метода определяется сортаментом и
назначением трубы а также ориентацией наиболее вероятных дефектов.
закатов ориентированные как правило вдоль образующей трубы. Для
выявления их используют схему прозвучивания (поперек образующей) в
радиальном направлении (рисунок 3 а). Реже встречающиеся поперечные
дефекты (трещины) обнаруживаются при направлении ультразвукового пучка
вдоль образующей (рисунок 3 б). Трубы особо ответственного назначения
контролируют по этим схемам в двух встречных направлениях а также на
наличие расслоений. Последнее осуществляется прямым или раздельно-
совмещенным преобразователем при ориентации пучка нормально поверхности
(рисунок 3 в) и поперечными волнами (рисунок 3 г).
Применение нормальных волн наиболее эффективно для труб малых и
средних диаметров с небольшой толщиной стенки. С увеличением диаметра и
толщины стенки большая эффективность контроля достигается при
прозвучивании поперечными волнами. Как правило при контроле используют
два направления прозвучивания - хордовое (радиальное) и вдоль трубы.
Наиболее распространен вариант контроля в локальной иммерсионной ванне с
вращением или трубы или акустического блока с преобразователями вокруг
Для того чтобы УЗК распространялись вдоль трубы пластину излучателя
необходимо установить под углом α к образующей трубы.2
Рисунок 3 - Схемы прозвучивания труб на выявление продольных (а)
поперечных (б) дефектов и расслоений продольными (а) и поперечными (г)
Для обнаружения дефектов на поверхности и в стенках труб с целью
повышения точности обнаружения дефектов предложен способ при котором
осуществляется выбор оптимального направления ввода ультразвуковых
колебаний в трубу.6 Сущность способа заключается в том что при угле
ввода α = 15 - 30 ультразвуковых колебаний к внутренней поверхности
трубы угол преломления ультразвуковых колебаний в материале трубы равен
менее 90°. Вследствие этого значительно повышается точность обнаружения
дефектов расположенных на поверхности и в стенках трубы ввиду
отсутствия эхо-сигналов отраженных от границы раздела материала трубы и
воздуха. При углах ввода 35° α 15° точность обнаружения дефектов
существенно ухудшается так как при этом наряду с эхо-сигналами от
дефекта появляются эхо-сигналы отраженные от границы раздела материала
трубы и воздуха что значительно затрудняет обнаружение дефектов в
контролируемой трубе.6
С целью повышения производительности контроля за счет повышения
скорости сканирования предложен способ эхо импульсного контроля труб.
Суть этого способа заключается в изменении частоты повторения зондирующих
импульсов смещении пьезоэлектрического преобразователя вдоль
акустической оси и установлении задержки стробимпульса равной суммарной
длительности зондирующего импульса и эхосигнала от поверхности трубы.7
Для повышения чувствительности при УЗ контроле используют
фокусировку ультразвуковых колебаний с помощью призматического
преобразователя что позволяет увеличивать ультразвуковую энергию
вводимую в контролируемое изделие. Для этого центральную ось
контролируемого изделия размещают в фокусе системы а фокусирующую
поверхность призмы выполняют с учетом соотношения:
где Rп - расстояние описываемое кривизну излучающей поверхности
призмы; RИЗД - радиус контролируемого изделия; n - коэффициент
преломления на границе раздела материал призмы - контактная жидкость; γ -
угол ввода ультразвуковых колебаний в цилиндрическое изделие равный (-
α) где - угол падения колебаний на границу раздела материал призмы -
контактная жидкость; α - угол преломления колебаний. На рисунке 4
представлена схема реализации способа содержащая призматический
преобразователь содержащий пьезопластину 1 и призму 2 контактную
жидкость 3 и контролируемое изделие 4.
Рисунок 4 – Схема реализации способа
Недостатком известного способа являются не номинальные условия ввода
ультразвуковых колебаний в контролируемое изделие при котором происходит
наименьшее рассеивание энергии колебаний.8
Контроль осуществляют сканированием всей поверхности трубы
ультразвуковым пучком по одной из установленных техническими условиями
схем прозвучивания. Шаг сканирования (шаг подачи трубы) должен быть не
больше половины штрихового фокуса преобразователя. Штриховой фокус
определяют экспериментально как расстояние между положениями
преобразователя при которых амплитуда эхосигнала от отражателя и
иммерсионной ванне в виде нити (диаметром не более 03 мм) уменьшается
от максимума на 2 дБ в обе стороны.
В большинстве случаев контроль труб осуществляют с помощью
автоматизированных установок. Для повышения чувствительности в трубных
установках используют фокусирующие акустические системы с вогнутыми
цилиндрическими линзами. Рабочая частота прозвучивания 2—10 МГц в
зависимости от толщины стенки и коэффициента затухания в металле.1
Для сканирования бесшовных труб предложены устройства описанное в
С целью повышения надежности контроля устройство 9 (рисунок 5)
снабжено дополнительными захватными рычагами 4 направляющими
соединяющими между собой корпус 1 основные 2 и дополнительные 4
захватные рычаги и дополнительным ультразвуковым преобразователем 6.
Рычаги основной 3 и дополнительный 6 ультразвуковые преобразователи
установлены с возможностью перемещения по направляющей 5. Корпус 1
выполнен в виде торцевого упора для взаимодействия в процессе контроля с
торцовой гранью трубы 10 а механизм прижатия захватных рычагов к
контролируемой трубе выполнен в виде ходового винта 7 снабженного
поворотной рукояткой 8 с правой и левой нарезками от его середины
кинематически связанного с рычагами. Контроль производится путем
перемещения преобразователей по направляющим и поворотом направляющих
вокруг трубы. Кроме того устройство содержит ходовые гайки 9
установленные в захватные рычаги 2 и 4.9
С целью упрощения конструкции механизм 10 синхронного перемещения
ультразвуковых преобразователей выполнен в виде трособлочной системы
состоящей из двух закрепленных на основании стоек двух блоков с одной
тросовой канавкой закрепленных на первой стойке двух блоков с двумя
тросовыми канавками закрепленных на второй стойке трех тросов первый
из которых кинематически связывает между собой блоки с двумя тросовыми
канавками второй и третий - по одному ролику с одной и двумя тросовыми
канавками а ползуны прикреплены соответственно ко второму и третьему
тросам. Контроль производится при перемещении ультразвуковых
преобразователей синхронно с обеих сторон стенки контролируемой трубы.
При подходе к концу трубы происходит остановка реверсивного двигателя
перемещения преобразователей и включение привода поворота контролируемой
трубы которая поворачивается на полосу контроля и останавливается а
реверсивный привод начинает перемещать преобразователи в противоположную
Рисунок 5 – Устройство для УЗ контроля труб.
С целью повышения точности контроля за счет привязки координат
дефекта к шагам сканирования изделий переменного диаметра был разработан
дефектоскоп для контроля изделий цилиндрической формы функциональная
схема которого изображена на рисунке 6.11
сигналу с генератора 2 импульсов пьезопреобразователь 1 зондирует
ультразвуком изделие. Отраженные сигналы поступают на автоматический
сигнализатор 4 дефектов и сигнализатор 5 донного импульса. Триггер 6
открывает и закрывает элемент И 7 на время действия донного импульса
пропорциональное диаметру изделия. Счетчик 8 подсчитывает это время в
импульсах с генератора 15 опорной частоты. Счетчик 14 подсчитывает
импульсы с датчика 13 линейной скорости за время совершения изделием
одного оборота. При равенстве показаний счетчиков 8 и 14 вырабатывается
команда на поступательное перемещение i изделия на один шаг и на сброс
показаний счетчиков 8 и 14. Это позволяет при расшифровке результатов
контроля на дефектограмме точнее определить координаты дефекта. [pic]
Рисунок 6 - Функциональная схема дефектоскопа для контроля изделий
цилиндрической формы 11.
На основе анализа приведенной литературы выбираем эхо-импульсный
метод для контроля бесшовных труб в иммерсионной ванне. Данный метод
обладает наибольшей чувствительностью высокой скоростью сканирования
высокой помехоустойчивостью простотой реализации и соответствует
конструктивным особенностям изделия (односторонний доступ). Однако
недостатком являются большие потери энергии в иммерсионной ванне.
Прозвучивание стенки трубы производится наклонным преобразователем по
поверхности стенки изделия хордовой схемой прозвучивания сканирование
осуществляется по спирали.
Анализ акустического тракта
На основе предыдущего пункта выбираем эхо-импульсный метод для
контроля бесшовных труб в иммерсионной ванне. Данный метод обладает
наибольшей чувствительностью высокой скоростью сканирования высокой
помехоустойчивостью простотой реализации и соответствует конструктивным
особенностям изделия (односторонний доступ). Прозвучивание стенки трубы
производится прямым преобразователем по поверхности стенки изделия
хордовой схемой прозвучивания.
Произведем анализ акустического тракта. В бесшовных трубах возможны
дефекты в виде поверхностных трещин и внутренних несплошностей. Эти
дефекты моделируются двугранным углом и диском соответственно
расположенным перпендикулярно плоскости симметрии трубы. Амплитуды
эхосигналов от моделей дефектов и искусственных отражателей мало
отличаются когда их размеры больше длины волны ультразвука.
Амплитуда А сигнала от дефекта произвольной формы и ориентации при
произвольном расположении излучателя и приемника может быть рассчитана по
общему выражению акустического тракта эхо-метода
[pic] - коэффициенты прозрачности (по амплитуде) контактного слоя
под излучателем и приемником;
[pic] - функции описывающие ослабление сигнала на оси поля
излучения преобразователя и поля отражения дефекта;
[pic] - функции направленности полей излучателя дефекта и
[pic] - функция затухания.
Очевидно что для рассматриваемой в задаче совмещенной схемы
где D – коэффициент прозрачности по энергии;
Ф2 – функция направленности поля излучения – приема преобразователя.
Отдельные функциональные множители вычисляют в зависимости от схемы
контроля (рисунок 7).
Рисунок 7 – схемы обнаружения внутренних несплошностей (а) и трещин
Отдельные функциональные множители определяются следующим образом.
Коэффициент прозрачности [pic] для прошедшей продольной волны
можно найти по формуле
где Zl и Zt – удельные волновые сопротивления нижней среды для
прошедших продольной и сдвиговой волн соответственно;
Z1 – удельное волновое сопротивление верхней среды;
α – угол преломления волны.
Ослабление сигнала на оси дискового излучателя
Sa – площадь мнимого источника (мнимой пьезопластины);
λ – длина волны в материале объекта контроля;
r – длина пути ультразвука от мнимого источника до дефекта.
Построение мнимого источника показано на рисунке 8. Видно что
Рисунок 8 – Схема построения мнимого источника УЗ колебаний
Из рисунка 8 видно что
где – угол ввода УЗ колебаний;
h – глубина залегания дефекта с учетом схемы прозвучивания.
Путь в призме до мнимого источника находят так:
где rп0 – действительный путь в призме;
Сз С – скорости УЗ-волн в призме и изделии;
и α – номинальные углы ввода и призмы преобразователя.
Функция направленности круглого преобразователя определяется
– угол между направлением луча и акустической осью;
К – волновое число К=2λ.
Для приближенного описания поля в пределах основного лепестка
круглого преобразователя применяют приближенную формулу
Очевидно что при вычислении Аmax расчеты существенно упрощаются
поскольку =0 и следовательно Ф=1.
Ослабление сигнала на оси отраженного поля определяется по
формулам приведенным ниже.
Для дискообразного дефекта (площадь Sb =b2)
где Sb-площадь апертуры отражателя т.е. его проекции на плоскость
перпендикулярную направлению зеркального отражателя;
r – расстояние от отражателя до мнимого приемника.
Для схемы 7б (двугранный угол)
Коэффициенты отражения на плоском дефекте Rb и донной поверхности
R[pic] можно определить по формулам
где Zt – уде льные волновые сопротивления материала объекта контроля
для поперечной волны;
Z1 – удельное волновое сопротивление материала объекта контроля для
Направленность отраженного поля Фb для дискообразного дефекта
рассчитывается по формуле
где α – угол ввода УЗ волны в объект контроля;
b – угол наблюдения источника в отраженном поле.
При вычислении Аmax расчет ведется по центральному лучу диаграммы
направленности при этом b=0 и следовательно Фb=1.
Функцию затухания определяют по действительному пути
пройденному ультразвуком от пьезопластины до дефекта и обратно она
описывается экспоненциальным законом:
где и п – коэффициенты затухания в материалах изделия и призмы
rп0 – расстояние в призме до пьезопластины;
Теоретический расчет акустического тракта сводится к подстановке
полученных функциональных множителей в выражение (3).
Расчет и конструирование преобразователей
1 Выбор типа УЗ – волн и направления их распространения в изделии
УЗ контроль бесшовных труб производится в соответствии с ГОСТ
Направление волн должно быть таким чтобы обеспечивалось надежное
выявление наиболее опасных дефектов (трещин). Большая эффективность
контроля достигается при прозвучивании продольными волнами в иммерсионной
При УЗ контроле необходимо обеспечить направление распространения
волны перпендикулярно плоскости дефекта (трещины). Трещины обычно
ориентированы вдоль направляющей трубы. При контроле таких трещин (модель
– двухгранный угол) необходимо чтобы дефект находился в области
максимальной амплитуды и ориентирован перпендикулярно оси распространения
волны. Трещины плоскость которых ориентирована параллельно плоскости
симметрии трубы (модель – диск) контролируются прямым преобразователем
2 Рассчет углов ввода УЗ волн в трубу
Рассчет углов ввода УЗ волн в трубу будем осуществлять исходя из
максимального пробега УЗ волны в объекте контроля т.е. по максимальной
Преломленная УЗ волна распространяется в трубе под углом α который
рассчитывается по следующей формуле:
где R1 – наружный радиус трубы R1= 35-57мм;
R2 – внутренний радиус трубы R2= 24-46мм.
Рисунок 5 – Схема расчета угла ввода УЗ волн в трубу.
Найдем углы ввода УЗ волны для минимальных и максимальных радиусов.
Зная углы ввода УЗ волны в трубе найдем углы наклона по теореме
где с1 и с – скорости волн в воде и изделииметод.
Выполним проверку на присутствие продольных волн в объекте контроля
где [pic] - угол расхождения пучка лучей.
Это условие выполняется значит в объекте контроля будут
распространяться продольные волны.
3 Расчет прямого преобразователя
Прямой пьезоэлектрический преобразователь состоит из пьезопластины
демпфера и корпуса. Основным элементом преобразователя является
пьезопластина имеющая как правило круглую форму. Для расчета
пьезопластины необходимо определить рабочую частоту на которой работает
пьезопреобразователь.
Оптимальное значение рабочей частоты можно определить решая задачу
достижения максимальной предельной чувствительности на основе анализа
формул акустического тракта при заданном значении максимальной
акустической чувствительности дефектоскопа PminP0 где Pmin - наименьший
акустический сигнал регистрируемый аппаратурой [3]. Для прямого
преобразователя в случае отражения от диска должно выполняться условие:
В выражении (26) частотно зависимыми являются величины ( и (. При
этом в области (>10 коэффициент затухания определяется формулой4:
где А и В – константы
- средний диаметр зерна материала.
Для стали константы A=01; B=105 а средний диаметр зерна =006 мм.
А в области 4( ( (10 формулой:
График зависимости коэффициента затухания от частоты представлен в
Решая задачу о максимуме чувствительности с учетом формул (26) (27)
и (28) можно записать уравнение для нахождения оптимальной частоты при
контроле объектов с мелкозернистым материалом:
BD3f4opt+0.5Afopt-1x=0 (29)
Перебором значений получаем fопт=16МГц.
При выборе частоты с точки зрения выявляемости минимальных дефектов
следует учитывать что когда длина волны превосходит размер дефекта
амплитуда отраженного или экранированного сигнала уменьшается с
уменьшением размера дефекта гораздо быстрее чем для более коротких волн.
Отсюда формируется условие:
где b - характеристический размер дефекта.
(=323025(106=129(10-315(10-3 (31)
После нахождения оптимального значения частоты находим рабочую
частоту fp МГц из чисел ряда регламентированного ГОСТом: 05; 08;
; 12; 15; 18; 20; 25; 30; 50; 75; 10; 15. Выберем стандартную
рабочую частоту fp=5 МГц. Проверим условие (30) для данной частоты:
(=32302.5(106=129(10-315(10-3 (м) (32)
Выбор материала пьезопластины является требуемыми характеристиками
преобразователя и условиями контроля 12.
Выберем в качестве материала пьезопластины ЦТС-19 так он обладает
высоким коэффициентом электромеханической связи =04 который определяет
эффективность возбуждения и приема пластиной акустических волн и
достаточно высоким значением диэлектрической постоянной =1525±325 что
позволяет применить соединительный электрический кабель с большой
удельной емкостью12 его основные характеристики приведены в таблице 3.
Таблица 3- Характеристики ЦТС-19
Скорость ПлотностХарактеристичеДиэлектрическаПьезомдульКоэфф.
звука ь ский импеданс я постоянная (D 1012 электромеха
С 10-3 ( 10-3. Z 10-6 Па см КлН нической
Толщина пластины h1 выбирается полуволновой для рабочей частоты fp
на которой ведется контроль
где c1 – скорость звука в материале пьезопластины мс;
fp – рабочая частота МГц.
Радиус пьезопластины a определяем из отношения af=12..15 мм МГц.
Материал демпфера выбирается из рекомендаций 4. Толщина демпфера
должна обеспечить уменьшение амплитуды ультразвуковых колебаний не менее
чем на 60 дБ вследствие затухания. Выберем в качестве материала демпфера
эпоксидную смолу ЭД-6. Для нее затухание [pic] на частоте 5 МГц
составляет 185 м-1.метод Определим толщину демпфера по формуле:
Получили h = 0.0186(м).
Далее определим параметры ближней и дальней зоны преобразователя по
угол раскрытия основного лепестка
Материал протектора при излучении в жидкость должен быть по
характеристическому акустическому импедансу Z2 возможно ближе к значению
где Z1 и Z3 – характеристические импедансы пьезопластины и воды.
Материал протектора выберем органическое стекло у которого Z2 =
4. Характеристики материала протектора даны в таблице 4.1
Таблица 4.1 – Параметры органического стекла
Плотность Скорость Скорость Скорость КоэффициентХарактеристи
ρ [pic] продольной поперечной поверхностнозатухания ческий
волны Сl волны Сt й волны Сs м-1 импеданс
[pic] [pic] [pic] Z2 Па см
80 2670 1120 1050 [pic] 314
Толщина протектора выбирается четвертьволновой
где С2 – скорость звука в материале протектора.
Таким образом преобразователь состоит из следующих составных
элементов: пьезопластины демпфера протектора и корпуса.
Пьезопластина – является основным элементом ПЭП к посеребренной
поверхности которой припаивается экранированный провод для приложения
электрического поля и всё помещается на протектор. Далее пьезопластина
заливается эпоксидной смолой с наполнителем (демпфер). Данная конструкция
помещается в корпус приклеивается к его стенкам подключается к разъему.
Корпус преобразователя обеспечивает прочность конструкции а также
экранирование пьезоэлемента и выводов от электронных помех. Электрические
контакты выполняются пайкой легкоплавкими припоями особенно на
пьезокерамической пластине во избежании её располяризации. Пьезопластину
приклеивают к протектору с помощью клея ЛБС1 (ГОСТ 901 – 78).
На корпус преобразователя затем наносятся маркировочные значки 3.
Конструкция прямого преобразователя представлена на чертеже
ПМАК 79.00.00.000 ПЗ

МагнКурсВлад.doc

Министерство образования Республики Беларусь
Министерство образования и науки Российской Федерации
Белорусско-Российский университет
Кафедра «Физические методы контроля»
Пояснительная записка
к курсовой работе по курсу
«Приборы и методы электромагнитного контроля»
Тема работы: Разработка устройства и методика магнитного контроля
Руководитель работы: Новиков В.А.
Характеристика объекта контроля
Обоснование выбора метода контроля
Анализ литературных источников с целью выбора способа контроля
Анализ литературных источников с целью разработки или
модернизации оборудования для контроля
Расчет и разработка оборудования для контроля
Компоновка описание устройства для контроля и принцип его действия
Разработка методики контроля
Разработка метрологического обеспечения средств контроля
Мероприятия по охране труда
Магнитный вид неразрушающего контроля применяют в основном для
контроля изделий из ферромагнитных материалов т.е. из материалов
которые способны существенно изменять свои магнитные характеристики под
воздействием внешнего (намагничивающего) магнитного поля. Операция
намагничивания (помещения изделия в магнитное поле) при этом виде
контроля является обязательной. Съем информации может быть осуществлен с
полного сечения образца (изделия) либо с его поверхности.
В зависимости от конкретных задач неразрушающего контроля (НК)
марки контролируемого материала требуемой производительности метода
могут использоваться те или иные первичные информативные параметры.
Различают следующие методы магнитного вида контроля:
) магнитопорошковый (МП);
) магнитографический (МГ);
) феррозондовый (ФЗ);
) эффект Холла (ЭХ);
) пондеромоторный (ПМ);
) магниторезисторный (МР).
Из перечисленных методов только магнитопорошковый требует
обязательного участия в контрольных операциях человека; остальные методы
позволяют получать первичную информацию в виде электрических сигналов
что делает возможным полную автоматизацию процессов контроля. Методы МП и
МГ обнаружения несплошностей являются контактными т.е. требуют
соприкосновения преобразователя с поверхностью изделия; при остальных
методах контроля съем информации осуществляется бесконтактно.
С помощью магнитных методов могут быть выявлены закалочные и
шлифовочные трещины волосовины закаты усталостные трещины и другие
поверхностные дефекты шириной раскрытия несколько микрометров. Такие
методы как ФЗ ЭХ И МГ можно использовать на грубых поверхностях при
этом минимальная глубина выявляемых дефектов составляет трехкратную
высоту шероховатости поверхности. Методы ФЗ ЭХ И удобно применять для
контроля цилиндрических изделий. Метод МГ успешно применяют для контроля
Из геометрических параметров с помощью магнитных методов наиболее
часто определяют толщину немагнитных покрытий на магнитной основе 3.
В данной курсовой работе необходимо разработать устройство и
методику магнитного контроля осей на наличие трещин неизвестной
ориентации находящиеся под слоем немагнитного покрытия [pic]мкм чёрного
Рисунок 1.1 – Контролируемое изделие
Ось выполнена из стали 45 в состоянии поставки. Раскрытие минимального
недопустимого дефекта 2 мкм. Рассмотреть для случая комбинированного
В качестве объекта контроля выступает ось которая выполнена из
стали 45. Контролю подлежат трещины неизвестной ориентации находящиеся
под слоем немагнитного покрытия [pic]мкм чёрного цвета.
Тип дефектов: поверхностные трещины. Недопустимыми являются трещины
с минимальным раскрытием 2мкм. Оси относятся к деталям общего
назначения которые применяются во всех без исключения машинах и
механизмах где есть относительное движение отдельных элементов
механических систем. Общее количество таких деталей огромно что и
вызывает необходимость их контроля. Для осей как правило характерно
усталостное разрушение когда наибольшие местные напряжения вызывают
появление усталостных трещин которые увеличиваются по мере роста числа
циклов нагружения и при достижении определенных линейных размеров
вызывают разрушение оси.
Магнитные методы контроля основаны на обнаружении магнитных потоков
(полей) рассеяния создаваемых несплошностями (различными дефектами или
неоднородностями структуры) в намагниченных изделиях из ферромагнитных
Магнитопорошковый метод – один из самых распространённых методов
неразрушающего контроля стальных деталей. Он нашёл широкое применение в
авиации железнодорожном транспорте химическом машиностроении при
контроле крупногабаритных конструкций в автомобильной и во многих других
отраслях промышленности. Масштабность проведения магнитопорошкового
метода объясняется высокой чувствительностью и наглядностью результатов
контроля возможностью обнаруживать как поверхностные так и
подповерхностные дефекты. Методом магнитного порошка выявляются резко
выраженная структурная неоднородность и дефекты сварного шва.
Чувствительность метода магнитной порошковой дефектоскопии зависит
от многих факторов: от способа намагничивания вида и силы тока глубины
залегания дефектов размера ферромагнитных частиц порошка и наконец от
того использовался ли порошок в сухом виде или в виде суспензии.
Разрешающая способность магнитного метода порошковой дефектоскопии резко
падает по мере углубления дефектов.
В некоторых случаях чувствительность метода порошковой дефектоскопии
может быть настолько высокой что «магнитный рисунок» появляется не
только при наличии микродефектов но и вследствие неоднородности
Индукционный метод контроля требует высокой скорости перемещения
преобразователя при контроле с приложенным полем. Он применяется
преимущественно для обнаружения раковин непроваров и других скрытых
дефектов. Существенным недостатком индукционного метода контроля является
малая его чувствительность к тончайшим поверхностным дефектам типа
волосовин шлаковых включений и т.д.
Вихретоковый вид контроля позволяет обнаружить дефекты на глубине до
мм. Область применения вихретокового вида — контроль качества
электропроводящих объектов: металлов сплавов графита полупроводников и
т.д. Вихретоковые методы зарекомендовали себя на практике как безопасные
и надежные методы приемлемые для производств где предъявляются высокие
требования к качеству контроля состояния оборудования в рамках жестких
ограничений норм и условий.
Магнитографический метод контроля обладает особой
чувствительностью при выявлении протяжённых поверхностных и
подповерхностных дефектов объекта контроля безопасен для обслуживающего
персонала и позволяет много кратно использовать магнитные ленты.
Важнейшим недостатком магнитографического метода является возможность
фиксации ложных сигналов при наличии грубой чешуйчатости и других
неровностей сварного шва. Поэтому на современном уровне наиболее
эффективные результаты магнитографический метод даёт при использовании
его для контроля сварных соединений выполненных автоматической сваркой
под флюсом и другими механизированными методами сварки плавлением в
изделиях толщиной до 25 мм (ГОСТ 25225-82).
Проанализировав данные методы контроля и исходя из исходных данных
я пришёл к выводу что в данной курсовой работе рационально будет
использовать магнитопорошковый контроль так как при магнитопорошковом
контроле хорошо выявляются поверхностные и подповерхностные дефекты вида
трещин. Также не мало важным фактором является и то что наиболее четко
выявляются дефекты наибольший размер которых ориентирован под прямым или
близким к нему углом относительно направления магнитного
потока).Магнитопорошковый контроль целесообразен для выявления
поверхностных дефектов не обнаруживаемых при визуальном контроле.
Габаритные размеры объекта контроля и его форма способствуют упрощенному
устройству намагничивания и простоты реализации этого метода.
Определим максимальную относительную магнитную проницаемость (r max
материала оси. С этой целью строим основную кривую намагничивания
материала оси проводим касательную к ней через начало координат. Кривая
намагничивания представлена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Кривая намагничивания материала ОК
Для точки касания вычисляем
Если (r max 40 то производить магнитопорошковый контроль в
соответствии с ГОСТ 21105-87 нельзя. В нашем случае (r max > 40 что
подтверждает правильность выбора метода.1
При выборе способа магнитопорошкового контроля нужно
руководствоваться следующим. Контроль в приложенном поле позволяет
достичь как правило более высокой чувствительности (за исключением
случаев контроля деталей с выраженной текстурой когда порошок осаждается
по волокнам металла а также с грубой обработкой поверхности). Способ
контроля на остаточной намагниченности более прост в осуществлении:
возможность установки детали в любое требуемое положение; возможность
нанесения суспензии как путем полива так и путем погружения в ванну с
суспензией; простоту расшифровки результатов контроля (в меньшей степени
порошок оседает по рискам наклепу местам грубой поверхности и т. д.);
меньшая вероятность прижога деталей. Поэтому в равных условиях
предпочтение следует отдавать СОН.
При применении СОН объект контроля предварительно намагничивают
(4 5)с а затем после снятия намагничивающего поля на его поверхность
наносят дефектоскопический материал. Промежуток времени между указанными
операциями должен быть не более часа. Осмотр контролируемой поверхности
проводят после стекания основной массы суспензии.
При СПП нанесение суспензии на объект контроля производят во время
действия на него магнитного поля. Выключение намагничивающего тока
осуществляют после стекания основной массы суспензии. Осмотр детали
проводится после отключения магнитного поля. Таким образом при СПП
индикаторные рисунки выявляемых дефектов образуются в процессе
намагничивания объекта контроля.
В ряде случаев при СПП преимущественно при контроле объектов с
применением продольного намагничивания рекомендуется предварительное
нанесение на контролируемую деталь магнитной суспензии. При этом
намагничивание начинают еще до того как суспензия успела стечь.
Например погружают деталь в ванну с магнитной суспензией затем помещают
ее в магнитное поле соленоида а после отключения поля деталь извлекают
из соленоида и осматривают.
СОН применяют при контроле объектов из магнитотвердых материалов с
коэрцитивной силой Нc (1000 Ам с остаточной индукцией 05 Тл и более
при условии что он может обеспечить требуемый уровень чувствительности
и если при этом толщина немагнитного покрытия не превышает 30 мкм (для
авиационных деталей - 20 мкм). Возможность достижения требуемого
условного уровня чувствительности определяется по кривым (рисунок 4.1).
Для этого из точек осей соответствующих Нс и Вr материала
контролируемого объекта восстанавливают перпендикуляры. Если точка
пересечения перпендикуляров лежит на кривой или выше кривой требуемого
условного уровня чувствительности то требуемый уровень чувствительности
Таким образом контроль СОН следует производить при одновременном
выполнении перечисленных выше условий.
В зависимости от размеров выявляемых дефектов при МПД установлено
три условных уровня чувствительности для дефектов с минимальным
раскрытием (: А если (=20 мкм( Б если (=10 мкм( (( если (=(( мкм(
Минимальная протяженность дефекта – 05 мм. Считается что глубина
несплошности в 10 раз превышает ее ширину. Требуемый уровень
чувствительности задается техническими условиями на объект контроля.
Поэтому если например применяемая технология контроля позволяет
обнаружить дефект раскрытием 15 мкм то достигается уровень
чувствительности В и не достигаются А и Б. Уровни чувствительности
названы условными потому что они определены для идеальных дефектов в
форме щели с параллельными стенками перпендикулярными поверхности
Для создания требуемой напряженности поля при намагничивании
деталей путем пропускания по ним тока необходимы большие плотности тока.
В этих случаях целесообразно применять импульсный ток. Импульсный ток
обеспечивает отсутствие прижогов которые опасны как зародыши дефектов.
Проанализировав данные способы магнитопорошкового контроля и
исходя из исходных данных я пришёл к выводу что в данной курсовой
работе рационально будет использовать СПП так как материал оси имеет
коэрцитивную силу Нс=640 Ам и это не удовлетворяет условиям применения
СОН. А при заданной чувствительности А коэрцитивная сила Вr =05 Тл что
также не удовлетворяет условиям применения СОН. 1
Анализ литературных источников с целью разработки или модернизации
оборудования для контроля
В практике магнитного контроля получили применение следующие типы
намагничивающих устройств:
Устройство для дефектоскопии цилиндрических изделий. Используется в
любых отраслях машиностроения например для дефектоскопии труб втулок
цилиндрических стержней и т.п. ферромагнитных изделий. Целью изобретения
является повышение надежности за счет точного базирования исключения
заклинивания и неподвижной установки преобразователя. Устройство содержит
корпус узел транспортирования с приводными роликами и преобразователь
дефектоскопа отличающееся тем что с целью повышения надежности
преобразователь установлен в корпусе неподвижно а устройство снабжено
втулками по числу приводных роликов выполненных так что ось отверстия
каждой втулки расположена под углом к ее торцу тремя осями
установленными параллельно между собой и направлению перемещения изделий.
Ролики установлены на осях с помощью втулок рядами в плоскостях
перпендикулярных осям а ролики расположенные на одной из осей
выполнены в виде жестких концентрических колец с упругой прокладкой между
Установка для магнитной дефектоскопии изделий типа гильз.
Используется для обнаружения локальных дефектов с применением магнитных
суспензий. Целью изобретения является расширение информативности и
повышение производительности что достигается за счет сокращения холостых
В процессе контроля изделие поступает на барабан роторного типа где
в полость изделия вводятся подвижные электроды и осуществляется
намагничивание изделия и погружение в ванну с суспензией. Затем изделие
поступает с помощью барабана в зону визуального контроля подвижные
электроды посредством пружин и копиров выводятся из изделия и
осуществляется контроль изделия.
Установка позволяет контролировать торцы изделий. Транспортирование
детали и одновременный контроль сокращают вспомогательное время а
значит повышается производительность труда. Применение подпружиненного
сферического упора позволяет контакту плотно без перекосов прижиматься к
торцу стержня тем самым снижаются потери тока при намагничивании
значит повышается надежность установки.
Таким образом изучив все доступные мне источники я пришел к
выводу что для повышения надежности контроля следует использовать
подпружиненные сферические упоры которые позволяют контакту плотно
прижиматься к объекту контроля и тем самым снижать потери тока при
намагничивании. Повысить производительность контроля можно за счет
организации замкнутой симметричной цепи намагничивания и использования П-
образного магнита. 3.
1 Расчет устройства для намагничивания постоянным полем изделий в
процессе магнитного контроля
Схема намагничивающего устройства представлена на рисунке 6.1.
Рисунок 6.1 – Расчетная схема намагничивающего устройства
Целью расчета является определение намагничивающей силы (IW)
устройства для создания в изделии необходимой индукции.
Из рекомендаций 4 толщина полюсов намагничивающего устройства
должна быть в 2-3 раза больше толщины намагничиваемого изделия. Если же
толщина изделия 3 мм то толщина полюсов- 16 мм. Остальные размеры
намагничивающего устройства выбирают конструктивно исходя из
существующих разработок. Например расстояние L между полюсами
электромагнита- не менее 100 мм высота h- не менее 100 мм. Расчет
выполняют принимая допущение что растекание магнитного потока в изделии
отсутствует т.е. размеры проекции устройства на изделие и изделия равны.
Зададимся значениями из вышесказанного для расчета нашего
d=30 мм; [pic]=1 мм.
Из закона Кирхгофа следует:
где[pic]- падение магнитного напряжения на участке магнитной цепи
Рассматриваем сумму падений магнитных напряжений в изделии [pic] в
зазорах [pic] в магнитопроводе [pic]:
Строим кривую намагничивания материала изделия.
Рисунок 6.2 – Кривая намагничивания материала изделия
С помощью выражения (5) и значения [pic] и [pic] взятые с кривой
намагничивания строим зависимость [pic] а затем зависимость [pic] в той
же системе координат.
С учётом выбранных параметров и выражений (6) (7) получаем
Рисунок 6.3 – Зависимости магнитных напряжений в зазоре Uу и в
изделии Uи от магнитного потока в изделии
Строим кривую намагничивания материала магнитопровода. В данном
Рисунок 6.4 – Кривая намагничивания материала магнитопровода
Затем на отдельном графике строится кривая падения магнитного
напряжения в магнитопроводе в зависимости от протекающего в нем потока
С учётом выбранных параметров система (10) принимает вид:
Рисунок 6.5 – Зависимость магнитного напряжения в магнитопроводе от
магнитного потока в нем
Чтобы пересчитать [pic] в зависимости от [pic] запишем
уравнение Кирхгофа для точки М эквивалентной электрической схемы (схема
представлена на чертеже ).
где F- магнитный поток рассеяния шунтирующий изделие и переходный
Так как отношение потоков [pic] и F обратно пропорционально
магнитным сопротивлениям [pic] и [pic] то:
где [pic]- магнитное сопротивление потока рассеяния между полюсами
где [pic]-проводимость участка между параллельными призмами
(полюсами намагничивающего устройства).
Подставим значения из формул (15)(16)(17) в (14)получим:
где [pic] получаем из (13) и (14):
[pic] и [pic]-соответствуют оптимальному режиму намагничивания .
Путем пересчета с использованием формулы (18) из последнего графика
получают зависимость [pic]:
Рисунок 6.6 – Зависимость магнитного напряжения в магнитопроводе от
магнитного потока в изделии
Затем суммируя [pic] получают зависимость [pic]. Зная сечение
изделия строят вторую ось[pic] т.е. аналогичную зависимость [pic] где
Рисунок 6.7 – Зависимость суммарного магнитного напряжения в
магнитопроводе от магнитного потока и индукции в изделии
По известному значению оптимальной индукции [pic] в контролируемом
Затем с учетом коэффициента заполнения Кз =0.4 и площади S окна
занимаемого витками катушки в сечении перпендикулярном осям витков
определяют число витков обмоточного провода задаваясь различными его
где [pic]-коэффициент заполнения окна
S[pic] -площадь окна занимаемого всеми витками катушки
равна приблизительно 80% от площади сердечника и определяется как:
[pic] витков W2=1161 витков W3=516 витков.
Определяем величину тока в катушке по известным намагничивающей
силе и числу витков:
где U1 – оптимальное значение намагничивающей силы
Значения токов в катушке для разных диаметров провода получились:
I1=0.06 A; I2=0.27 A; I3=0.62 A.
Определяем электрическое сопротивление обмотки:
R1=83.49 A R2=4.1 A R3=0.78 A.
Теперь определим потребляемую мощность:
Мощность получилась для всех трех случаев одинаковой и
Таким образом можно сделать вывод что потребляемые мощности не
зависят от диаметра провода. Диаметр провода выбирают исходя из
приемлемого числа витков катушки.
Выберем число витков катушки – 516 следовательно диаметр –
Компоновка описание устройства для контроля и принципа его действия
Разработанное устройство состоит из следующих блоков: блок
намагничивания цанговый зажим устройство для полива магнитной
суспензией ванна трубка. Основной узел установки – блок намагничивания.
В качестве намагничивающего устройства используется П-образный
Объект контроля (ось) подлежит намагничиванию. Таким образом
получаем индикаторные рисунки дефектов с помощью дефектоскопического
материала в частности магнитной суспензии изображения полученные с
помощью которого подлежат расшифровке. Делается заключение о наличии или
об отсутствии дефекта. Затем объект контроля (ось) очищается затем
размагничивается и с неё ветошью удаляется остаток магнитной суспензии.
Устройство представлено на чертеже ЭМК 68.01.00 СБ
Подготовка объекта к контролю.
На первоначальном этапе происходит визуально-оптический контроль
осей. Ось осматривается визуально на наличие видимых дефектов: трещин
дефектов нарушения сплошности. Оси должна соответствовать требованиям
ГОСТ 21105-87 или другому нормативно-техническому документу
утвержденному в установленном порядке. С поверхности контролируемых
объектов должны быть удалены грязь снег лед и другие посторонние
наслоения затрудняющие намагничивать объект и препятствующие нанесению
дефектоскопического материала.
Способ магнитопорошкового контроля.
Выбрали способ приложенного поля. Методику выбора описали в 4 пункте
пояснительной записки.
Намагничивание объекта контроля.
Вид намагничивания – комбинированный. Способ намагничивания –
пропускание тока по объекту и при помощи магнита. Намагничивание
производится пропусканием электрического тока через ось и магнитного
потока от электромагнита. Ось устанавливается на намагничивающее
устройство. Для этого в устройстве предусмотрены латунные шарики которые
обеспечивают устойчивость. На концы устанавливается цанговый зажим
проводящий электрический ток через ось.
Схема намагничивания приведена на рисунке 8.1
Рисунок 8.1 – Схема намагничивания объекта контроля.
При комбинированном намагничивании двумя токами одного вида:
переменным синусоидальным или выпрямленным однополупериодным и
двухполупериодным их фазы должны быть сдвинуты относительно друг друга.(
ГОСТ 21105-87). Выберем переменный синусоидальный . Режим намагничивания
определяется Нс=2700 Асм.
Требуемая шероховатость поверхности
Условный уровень чувствительности А достигается при параметре
шероховатости контролируемой поверхности Ra ( 25 мкм
Нанесение дефектоскопического материала
Одновременно с включением питания электромагнитов начинается подача
магнитной суспензии. После намагничивания всего объекта контроля
отключается источник питания.
Осмотр контролируемой поверхности и регистрация индикаторных
Осмотр контролируемой поверхности и регистрацию индикаторных
рисунков выявляемых дефектов проводят визуально или с применением
автоматизированных систем обработки изображений.
При визуальном осмотре могут быть использованы различные оптические
устройства (лупы микроскопы эндоскопы).
Выбираемое увеличение оптического устройства зависит от
шероховатости поверхности детали типа обнаруживаемых дефектов условий
Освещенность контролируемой поверхности должна быть не менее 1000
лк. При этом следует применять комбинированное освещение (общее и
Вид местоположение и ориентация недопустимых дефектов а также
необходимый уровень чувствительности контроля конкретных изделий
устанавливаются в отраслевой нормативно-технической документации на
Результаты контроля записывают в журналах протоколах или
перфокартах. Вид и объем записи устанавливают в отраслевой нормативно-
технической документации на контроль изделий.
Детали признанные годными по результатам магнитопорошкового метода
контроля должны быть при необходимости размагничены.
Способы размагничивания и проверки степени размагничивания а также
допустимую норму остаточной намагниченности каждого изделия устанавливают
в отраслевой нормативно-технической документации на контроль изделий.
Объект контроля размагничивается после чего уровень остаточной
намагниченности на проконтролированных участках не должен превышать 5
Удаление остатков суспензии. Например протирка ветошью насухо
удаление нитрокраски.
Электропитание осуществляется от сети переменного тока с
напряжением 127 и 220 В. Все электрооборудование размещено в пульте
управления установленного рядом со станом.
Разработка метрологического обеспечения средств неразрушающего контроля
Контроль испытательного образца должен производиться таким образом
чтобы поверхность оси удовлетворяла требованиям ГОСТ 21105-87.
Контрольный образец изготавливают из высокохромистых сталей
с содержанием хрома 10 - 15% длиной 110 +- 10 мм шириной 20 +-
мм и толщиной 4 - 5 мм.
После предварительной механической обработки заготовку
образца шлифуют на глубину 02 - 03 мм с шероховатостью
поверхности Ra не более 16 мкм и азотируют.
Азотирование образца проводят в атмосфере аммиака в три
этапа: - азотирование при температуре 540 +- 15 -С с
выдержкой при этой температуре 20 +- 1 ч при степени диссоциации
- азотирование при температуре 580 +- 15 -С с выдержкой при
этой температуре 20 +- 1 ч при степени диссоциации раствора 60 +-
- охлаждение образца в печи в атмосфере аммиака до 200
последующей выдержкой на воздухе.
После азотирования рабочие (широкие) поверхности образцов
шлифуют на глубину не более 005 мм (с обильным охлаждением).
Толщину азотированного слоя измеряют с помощью микроскопа на
приготовленном микрошлифе.
Для получения искусственных трещин образец устанавливают на
две опоры стола винтового пресса и через призму плавно изгибают
появления характерного хруста свидетельствующего о
азотированного слоя. За глубину образовавшихся трещин
толщину азотированного слоя. Ширину (раскрытие)
трещин измеряют на микроскопе.
Полученные образцы маркируют подвергают контролю методом
магнитопорошковой дефектоскопии и фотографируют либо
дефектограмму другим способом.
Аттестацию контрольных образцов проводит метрологическая
служба или лаборатория неразрушающего контроля.
Образцы после контроля размагничивают очищают от следов
магнитного индикатора сушат и хранят в отдельной коробке в
Технология изготовления дефектограмм.
Дефектограмма представляет собой зафиксированный отпечаток
индикаторного рисунка дефектов выявленных магнитопорошковым
методом на образце или объекте. Ниже изложен способ изготовления
дефектограмм с использованием нитрокраски и липкой прозрачной
Дефектограмму изготавливают в следующей последовательности:
- образец промывают чистым керосином нефрасом или другим
- намагничивают образец;
- наносят на образец тонкий слой трансформаторного масла или
масла МС-8П и протирают сухой чистой ветошью;
- наносят на поверхность образца краскораспылителем небольшой
слой (толщиной 5 - 10 мкм) белой или желтой нитрокраски либо
краски-проявителя для цветной или люминесцентной дефектоскопии
(через такой слой краски слегка видна поверхность образца);
- подсушивают слой краски в течение 10 - 15 мин.;
- на образец наносят магнитную суспензию.
При использовании суспензии на водной основе образец высушивают
выдержкой на воздухе. Следы керосино-масляной суспензии удаляют
погружением образца в бензин.
Для закрепления валиков магнитного порошка осевшего над
дефектами на поверхность образца кратковременно в течение (1 -
) с наносят из краскораспылителя тонкий слой нитрокраски.
Подсушивают слой краски в течение 5 - 10 мин.
На образец накладывают прозрачную липкую ленту.
Снимают с образца липкую ленту на которой должен остаться
слой краски и индикаторный рисунок (дефектограмма).
Накладывают дефектограмму на лист белой писчей бумаги или
бумаги для черчения на которой указывают тип номер образца и
дату изготовления дефектограммы.
Для удобства применения дефектограмму помещают между двумя
скрепленными тонкими пластинами из органического стекла
При проведении работ по магнитопорошковому контролю
специалист должен руководствоваться ГОСТ 12.2.003 ГОСТ 12.3.002
СНиП 12-03-99 "Безопасность труда в строительстве. Часть I. Общие
требования" СНиП 12-04-2002 "Безопасность труда в строительстве.
Часть II. Строительное производство" Правилами технической
эксплуатации электроустановок потребителей и Межотраслевыми
правилами по охране труда (правилами безопасности) при эксплуатации
электроустановок (ПОТ РМ-016-2001. РД 153-34.0-03.150-00).
Уровень шума создаваемый на рабочем месте дефектоскописта
не должен превышать норм допустимых по ГОСТ 12.1.003.
При организации работ по контролю должны соблюдаться
требования пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004.
Перед допуском к проведению контроля все лица участвующие
в его выполнении проходят инструктаж по безопасным приемам
выполнения работ с регистрацией в журнале по установленной форме.
Инструктаж должен проводиться периодически в сроки установленные
приказом по организации (предприятию).
Запрещается работа на неустойчивых конструкциях и в местах
где возможно повреждение проводки электропитания дефектоскопов.
Подключение дефектоскопов к сети переменного тока
осуществляют через розетки оборудованные защитным контактом в
соответствии с требованиями ПУЭ на специально оборудованных постах.
При отсутствии на рабочем месте стационарных розеток подключение
дефектоскопа к электрической сети проводит электротехнический
персонал с соответствующей группой допуска по электробезопасности.
Требования к подключению дефектоскопов должны соответствовать
Правилам устройства электроустановок.
Рабочее место выполняющего контроль специалиста должно быть
удалено от сварочных постов и защищено от лучистой энергии сварочной
Ответственность за соблюдение правил безопасности персоналом
при проведении контроля возлагается на руководителя лаборатории
неразрушающего контроля.
Анализ литературных источников показал что наиболее приемлемым при
контроле осей является магнитопорошковый метод.
На основании результатов расчета и рекомендаций литературы
определены параметры электромагнита намагничивающего устройства:
Сечение полюса d=30 мм;
Число витков провода W=1162 витков;
Сопротивление обмотки R=30.03 Ом.
Разработаны устройства для магнитопорошкового контроля осей
на наличие поверхностных трещин и методика контроля позволяющие
обнаруживать трещины раскрытием от 2мкм.
Приборы и методы электромагнитного контроля. Методические
указания к курсовой работе для студентов специальности Т 06.01 –
”Приборостроени ”.-Могилев: МГТУ 2001.-28 с. Составитель проф. Новиков
Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий.
Справочник Под редакцией д-ра техн. Наук проф. В.В. Клюева .Москва
«Машиностроение» 1976.
Х.Кухлинг Справочник по физике:Пер. с нем.-М.:Мир 1982.-520
Неразрушающий контроль материалов и изделий.: Справочник.
Под ред. Г.С. Самойловича. – М.: Машиностроение 1976. – 456 с.: ил.
Белорусско-Российский университет гр. МПК-041
Разработка устройства и методика магнитного контроля осей
ШПДКО 00.00.00.000 ПЗ

поперечное нам устр2000.frw

Графики лист 2.cdw

Рисунок 6.8 - Зависимость mr от индукции
в контролируемом сечении
Определение оптимального режима
Выбор опримального метода намагничивания
Рисунок 6.7 - Кривая намагничивания материала изделия

Графики лист Влад.cdw

Рисунок 6.3 - Зависимость магнитных напряжений в зазоре U
от магнитного потока в изделии
Рисунок 6.6 - Зависимость магнитного напряжения в
магнитопроводе от магнитного потока в нем
Рисунок 6.4 - Зависимость магнитного напряжения в
магнитопроводе от индукции в изделии
Рисунок 6.5 - Зависимость магнитнога напряжения
в магнитопроводе от магнитного потока в изделии
Рисунок 6.2 - Эквивалентная электрическая
схема намагничивающего устройства
Формула для нахождения падения магнитного напряжения в
Формула для нахождения магнитного напряжения в
Уравнение Кирхгофа для точки М эквивалентной электрической
Расчет электромагнита
намагничивающего устройтсва
Рисунок 6.1 - Расчетная схема намагничивающего устройства
Следствие из закона Кирхгофа
Формула для нахождения магнитного напряжения в зазорах

Магнитопорошковый неразрушающий контроль.doc

Магнитопорошковый неразрушающий контроль
Магнитный неразрушающий контроль – метод неразрушающего контроля
основанный на регистрации магнитных полей рассеяния возникающих над
дефектами или на определении магнитных свойств объекта контроля.Магнитная
дефектоскопия – выявление дефектов типа нарушения сплошности материала
объекта контроля методами магнитного НК.По способу получения первичной
информации различают следующие методы магнитного контроля:
магнитопорошковый (МП) магнитографический (МГ) феррозондовый (ФЗ)
индукционный (И) эффекта Холла (ЭХ) пондеромоторный (ПМ)
магниторезисторный (МР).Из перечисленных методов только магнитопорошковый
требует обязательного участия человека.
Магнитнопорошковый контроль
Метод магнитного НК основанный на использовании в качестве индикатора
составов на основе порошка из ферромагнетика.
Магнитные индикаторы – это магнитные суспензии порошки полимеризующиеся
смеси которые применяются для регистрации магнитных полей рассеяния над
дефектами при магнитопорошковом контроле.
Области применения магнитопорошкового метода контроля
Магнитопорошковый метод применяют для обнаружения поверхностных и
подповерхностных дефектов в объектах различной формы и размеров
изготовленных из ферромагнитных материалов. С его помощью могут быть
выявлены трещины различного происхождения волосовины закаты непровары
сварных соединений и другие дефекты шириной раскрытия несколько
Метод может быть использован для контроля объектов с немагнитным покрытием.
Регламентирующие документы:
Российские стандарты
ГОСТ 24450-80 Контроль неразрушающий магнитный. Термины и определения.
ГОСТ 21105-90 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод.
ГОСТ 8.283-78 Дефектоскопы электромагнитные. Методы и средства поверки.
ГОСТ 26697-85 Контроль неразрушающий. Дефектоскопы магнитные и
вихретоковые. Общие технические требования.
Европейские стандарты
EN ISO 9934-1 Неразрушающий контроль. Магнитопорошковый контроль. Часть 1
EN ISO 9934-2 Неразрушающий контроль. Магнитопорошковый контроль. Часть 2
Материалы для обнаружения.
EN ISO 12707 Июнь 2000 Неразрушающий контроль- Терминология – Термины
используемые в магнитопорошковом контроле.
EN ISO 3059 Неразрушающий контроль – Капиллярный и магнитопорошковый
контроль. Условия осмотра.
Рекомендуемая литература по магнитопорошковому контролю
Неразрушающий контроль. Россия. 1900-2000гг. Справочник. Под ред.
В.В.Клюева. М.: Машиностроение 2001.
Шелихов Г.С. Магнитопорошковая дефектоскопия деталей и узлов.М.: Научно-
технический центр “Эксперт”1995.
Магнитопорошковый метод. Курс обучения специалистов III уровня.
Американское общество НК (А НТ). Перевод с английского: Международный
учебно-научный центр МНПО «Спектр» М. 1994.
Способы магнитопорошкового контроля
В зависимости от магнитных свойств материала формы и размеров
контролируемого объекта наличия на нем немагнитного покрытия применяют два
Способ остаточной намагниченности (СОН)
Способ приложенного поля (СПП)
Выбор способа контроля осуществляют в зависимости от магнитных свойств
материала объекта и требуемой чувствительности контроля.
Контроль CПП проводят в следующих случаях
Деталь выполнена из магнито-мягкого материала
Деталь имеет сложную форму или малое удлинение (отношение длины к диаметру)
Деталь контролируют с целью обнаружения подповерхнотных дефектов на глубине
более 001мм или дефектов скрытых под слоем немагнитного покрытия.
Деталь имеет большой диаметр а мощность дефектоскопа недостаточна для
получения требуемой силы тока для намагничивания такой детали.
Если контролируют небольшие участки крупногабаритной детали с помощью
переносных электромагнитов или с применением дефектоскопов на постоянных
Если контролируют детали с использованием электромагнитов постоянного тока.
Контроль CОН проводят в следующих случаях
Деталь выполнена из магнитотвердого материала
Контроль проводят с целью выявления поверхностных дефектов
Намагничивающее устройство позволяет создать поле напряженностью близкой к
напряженности технического магнитного насыщения образца.
Контроль способом остаточной намагниченности имеет ряд существенных
Возможность установки проверяемой детали в любое удобное положение для
хорошего освещения поверхности и осмотра невооруженным глазом с
применением луп и других оптических приборов.
Возможность нанесения суспензии как путем полива так и одновременным
погружением нескольких деталей в ванну с суспензией.
Простота расшифровки осаждений порошка так как при контроле СОН порошок в
меньшей степени оседает по рискам наклепу местам грубой обработки
Меньшая возможность перегрева деталей в местах их контакта с дисками
зажимного устройства дефектоскопа так как ток пропускают кратковременно.
Часто обеспечивается более высокая производительность контроля.
Поэтому более предпочтительным является способ контроля СОН если нет
ограничений на его применение.
Последовательность выполнения технологических операций магнитопорошкового
Подготовка детали к контролю
Намагничивание детали
Нанесение на поверхность детали магнитного индикатора (порошка или
Расшифровка индикаторного рисунка и разбраковка
Размагничивание и контроль размагниченности
Удаление с детали остатков магнитного индикатора.
При контроле способом приложенного поля операции: намагничивание нанесение
на поверхность детали магнитного индикатора осмотр выполняются
Способы намагничивания
При магнитопорошковом контроле объектов применяют циркуляционное полюсное
(продольное поперечное нормальное) и комбинированное намагничивание.
Виды способы и схемы намагничивания приведены в ГОСТ 21105-90.
Виды токов применяемых при магнитопорошковом контроле
Для намагничивания и размагничивания деталей при магнитопорошковом контроле
используют следующие виды токов:
Переменный промышленной и повышенной частоты
Выпрямленный однополупериодный
Выпрямленный двухполупериодный
Выпрямленный трехфазный
Переменный выпрямленный постоянный токи используют для циркуляционного
полюсного и комбинированного намагничивания. Импульсный ток обычно
применяют для циркуляционного и полюсного намагничивания.
Магнитные индикаторы (магнитные порошки пастысуспензии) и способы их
Магнитный порошок – порошок из ферромагнетика используемый в качестве
индикатора магнитного поля рассеяния.
Магнитнная паста – смесь содержащая магнитный или люминесцентный магнитный
порошок жидкую основу и при необходимости смачивающую антикоррозийную и
Магнитная суспензия – взвесь магнитного или люминесцентного магнитного
порошка в дисперсионной среде ( в жидкости - воде керосине техническом
масле и др.) содержащей смачивающие антикоррозийные и при
необходимости антивспенивающие антикоагулирующие и другие добавки.
Для нанесения магнитного индикатора на поверхность объекта контроля
применяют два способа
«Мокрый способ»- намагниченную поверхность обрабатывают суспензией со
взвешенными частицами порошка. Магнитную супензию наносят путем полива
погружения объекта в ванну с суспензией или аэрозольным способом.
«Сухой способ» - намагниченную поверхность обрабатывают сухим порошком при
помощи различных распылителей (пульверизаторов резиновых груш качающихся
сит сеток ) погружением объекта в емкость (камеру) с порошком а также
способом “воздушной взвеси”- распылением в специальных установках.
«Сухой способ» применяют реже так как он требует дополнительных мер по
выполнению санитарных и гигиенических требований.
Уровни чувствительности при магнитопорошковом методе контроля
Условный уровень чувствительности Размеры условного дефекта
Ширина мкм Глубина мкм Длина мм Шероховатость мкм
В 20 250 20 более 10
В зависимости от размеров выявляемых дефектов приняты три условных уровня
Условный уровень чувствительности позволяет ориентировочно определить для
каждой марки стали минимальное значение напряженности магнитного поля
достаточное для формирования поля дефекта и подобрать необходимые средства

МУ.doc

Министерство образования Республики Беларусь
МОГИЛЕВСКИЙ государственный технический
Кафедра “Физические методы контроля”
АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
Методические указания к курсовому проектированию
для студентов специальности Т 06.01 - "Приборостроение
Составитель: зав. каф. ФМК С.С. Сергеев
Приборы и методы акустического контроля. Методические указания к
курсовому проектированию для студентов специальности Т06.01-
Приборостроение.- Могилев: МГТУ 2001.- 35 с.
Методические указания разработаны в соответствии с рабочей программой
по дисциплине “Приборы и методы акустического контроля” для студентов
специальности Т.06.01 “Приборостроение”. В работе рассмотрены некоторые
вопросы расчета и проектирования электроакустических преобразователей
моделирования и расчета акустического тракта приборов при реализации
различных методов разработки методики контроля. Методические указания
могут быть использованы при дипломном проектировании студентами
специальности Т.06.01.
Одобрены на заседании кафедры “Физические методы контроля” Могилевского
государственного технического университета “ 3 ” 09. 2001 г протокол №
Рекомендовано комиссией методического совета МГТУ
Ответственный за выпуск С.С.Сергеев
Приборы и методы акустического контроля.
Издатель и полиграфическое исполнение:
Могилевский государственный технический университет
Лицензия ЛВ №243 от 11.08.2000 г. лицензия ЛП №165 от 11.08.2000 г.
2005 г.Могилев пр-т Мира 43
Цель и задачи курсового проектирования . ..4
Тематика курсовых проектов 4
Исходные данные к проекту .4
Структура объем и содержание курсового проекта ..5
Общая схема работы над проектом ..5
Порядок выполнения проекта 6
Использование компьютеров в курсовом проектировании 6
Оформление проекта ..7
Указания к разработке отдельных этапов проекта ..8
1 Анализ характеристик объекта контроля 8
2. Анализ современного состояния вопроса проектирования .8
3. Выбор и обоснование метода контроля .9
4. Разработка методики и технических средств . ..9
Расчет и проектирование электроакустических преобразователей . .13
1. Оценка параметров акустического тракта 13
2. Выбор частоты ультразвуковых колебаний . 15
3. Выбор структуры и расчет параметров преобразователей 18
Выбор и расчет характеристик контроля 21
1. Выбор зоны и расчет шага сканирования .21
2. Оценка производительности контроля .23
Расчет параметров аппаратуры для эхо и теневого методов .24
1. Расчет параметров аппаратуры для контроля теневым методом ..24
2. Расчет параметров аппаратуры для контроля сварных швов 26
Список литературы ..29
1 Цель и задачи курсового проектирования
Целью курсового проектирования является привитие навыков
самостоятельного применения в исследованиях и расчетах знаний по основам
акустического контроля полученных при изучении специального теоретического
курса и при прохождении производственной практики.
Разработка курсового проекта ставит следующие основные задачи:
) систематизировать расширить и закрепить теоретические знания
необходимые инженеру при создании новых эффективных методик неразрушающего
) выработать умение и навыки по комплексному решению технических
задач при разработке методов и приборов контроля;
) развить навыки самостоятельной работы с научно-технической
2 Тематика курсовых проектов
Тематика курсовых проектов должна соответствовать современному
состоянию и перспективам развития методов и средств неразрушающего контроля
(НК). Темой для проекта является разработка методики акустического контроля
(дефектоскопии контроля физико-механических параметров толщинометрии и
т.п.) материалов и изделий а также разработка технических средств
(преобразователей узлов дефектоскопов и др. приборов вспомогательных
устройств сканеров) контроля. Если в процессе проектирования возникает
необходимость в разработке принципиально нового прибора или сложного
устройства допускается выбирать в качестве объекта проектирования
конструкцию его части.
Курсовой проект может быть посвящен как разработке новой так и
модернизации существующей методики или прибора НК. Целью модернизации может
быть повышение производительности контроля чувствительности надежности
уменьшение габаритов массы и стоимости расширение функциональных
возможностей средств контроля.
В разработке курсового проекта необходимо использовать передовые
достижения отечественной и зарубежной науки и техники.
3 Исходные данные к проекту
Исходными данными для выполнения курсового проекта являются следующие:
) конкретный объект контроля характеризуемый определенными
параметрами: форма и геометрические размеры; материал; технология
изготовления; состояние поверхностей;
) условия нагружения и эксплуатации объекта контроля;
) характеристика возможных дефектов в изделии: тип дефекта; степень
концентрации дефектов по объему объекта; ориентировочные место и глубина
) технические условия на выявляемость дефектов: минимальный размер
дефектов степень их опасности.
4 Структура объем и содержание курсового проекта
Курсовой проект должен состоять из графической части и пояснительной
записки. Графическая часть включает комплект чертежей на разрабатываемую
методику и аппаратуру контроля. Объем и конкретные чертежи определяются
руководителем проекта. На чертежах приводятся: схемы прозвучивания и
сканирования объекта сборочные чертежи преобразователей и вспомогательных
средств функциональные схемы приборов и установок и т.п.
Пояснительная записка должна содержать конкретный материал по выбору и
обоснованию применяемых решений. Примерное содержание пояснительной
) анализ исходных данных и характеристик объекта контроля;
) анализ современного состояния вопроса проектирования;
) выбор и обоснование метода контроля с анализом акустического
) разработка технических средств контроля;
) разработка методики контроля;
) выводы по результатам проектирования;
) список использованных источников и приложения.
5 Общая схема работы над проектом
Анализ основных этапов создания новых методик и новой техники
показывает что общая схема обоснования любого технического
(технологического конструкторского) решения от выбора метода контроля
до выбора подставки под изделие должна иметь следующий вид:
) формулировка технических требований к объекту проектирования;
) анализ и подбор (по литературным патентным и др. источникам)
пригодных для сравнения альтернативных вариантов решений;
) сравнительный анализ отобранных вариантов на соответствие
техническим требованиям;
) выбор из числа альтернативных оптимального варианта (если таковой
В случае отсутствия удовлетворительного варианта из числа известных
вытекает задача разработки нового технического решения или
усовершенствования наиболее приемлемого варианта.
Приведенной последовательности необходимо придерживаться при
выполнении курсового проекта в целом его отдельных разделов решении
частных задач проекта.
Сложность вопросов и объекта проектирования его системный характер
требуют комплексного решения всех частных задач проектирования. При этом
необходимо проанализировать влияние синтезируемых частей друг на друга.
6 Порядок выполнения проекта
При выполнении курсового проекта рекомендуется следующий порядок или
последовательность работы.
Производится анализ исходных данных на курсовой проект. Изучаются
характеристики объекта контроля. Определяются акустические характеристики
материала объекта: скорость распространения и коэффициент затухания
волн волновое сопротивление и др.
Производится анализ современного состояния методов и технических
средств контроля известных эффективных -методик контроля аналогичных
исходному объектов. Анализ производится по литературным патентным и
справочным источникам.
На основе анализа производится выбор и технико-экономическое
обоснование метода контроля. Рассматриваются основные теоретические
положения выбранного метода применительно к конкретному объекту контроля.
Производится анализ акустического тракта.
Разрабатывается методика контроля и технические средства в
соответствии с подразделом 2.4 данных методических указаний.
Разрабатываются чертежи сборочных единиц схемы графики
) Приводятся общие выводы по работе и рекомендации.
7 Использование компьютеров в курсовом проектировании
Основными задачами которые целесообразно решать в данном проекте на
основе компьютеров являются следующие:
) оценка исследование и оптимизация параметров и характеристик
) расчет и моделирование акустических полей преобразователей и
) составление градуировочных и поправочных таблиц и графиков для
) расчет различных параметров контроля (частоты чувствительности) и
всевозможных коэффициентов (формы дефекта преобразования отражения и
Разработанная на кафедре ФМК учебная программа "SONIC" позволяет:
определить оптимальную частоту УЗК произвести полный расчет и оптимизацию
параметров преобразователей с построением диаграммы направленности
провести анализ акустического тракта с расчетом чувствительности и
построением графиков.
Для решения частных задач в отдельных проектах проектировщик должен
сам составить алгоритм и программу его реализации.
8 Оформление проекта
Построение пояснительной записки изложение ее текста а также
оформление иллюстраций и приложений должны соответствовать ГОСТ 2.105.
Пояснительная записка выполняется рукописным или печатным способом
чернилами или пастами темных цветов четким разборчивым почерком на листах
белой бумаги формата А4 со стандартными рамками.
Изложение записки должно быть кратким и выполнено ясным техническим
языком. В тексте записки не должно быть общих фраз общих рекомендаций и
т.п. Не допускается сокращение слов (кроме общепринятых) а терминология
должна соответствовать принятой в учебниках и стандартах.
Расчетные формулы должны записываться в индексной форме с полной
экспликацией и сквозной или пораздельней нумерацией. Все используемые в
работе величины должны быть выражены в системе СИ согласно ГОСТ 8.417.
Список использованных источников должен содержать лишь те которые
использованы при выполнении проекта и на которые есть ссылки в тексте
записки. Оформление списка должно соответствовать принятым правилам.
В приложение необходимо включать спецификации чертежей курсового
проекта распечатки программных продуктов таблицы графики алгоритмы и
т.п. по каким-либо причинам не включенные в основную часть записки.
Все графические материалы проекта должны соответствовать требованиям
ЕСКД и данным указаниям. Чертежи выполняются карандашом на ватмане
допускается использование черной туши. Для наглядности в отдельных случаях
допускается использование цветной туши или фломастеров.
Выполненный и правильно оформленный курсовой проект сдается
руководителю на проверку не позднее чем за три дня до установленного срока
защиты и после проверки может быть представлен к защите. Проект должен быть
подписан автором нормоконтролером и руководителем.
Защита проекта производится перед комиссией в составе 2-3
преподавателей кафедры. Студент в течение 8-10 минут должен доложить о
поставленной перед ним задаче о принятых решениях произвести анализ этих
решений и защитить полученные результаты.
При оценке проекта учитывается качество его содержания и
самостоятельность выполнения поставленной задачи оформление графической
части и пояснительной записки четкость сообщения и ответы на вопросы.
Указания к разработке отдельных этапов проекта
1 Анализ характеристик объекта контроля
Начальным этапом проектирования включающего разработку методики
контроля является изучение характеристик контролируемого изделия
материала из которого оно изготовлено и дефектов подлежащих обнаружению.
При этом к характеристикам изделия относятся: форма и размеры
технология изготовления состояние поверхности наличие припусков на
обработку условия нагружения при эксплуатации. К характеристикам
материала: степень деформации макроструктура термообработка плотность
степень анизотропии и акустические характеристики. К характеристикам
дефектов: тип размеры место и глубина залегания ориентация относительно
поверхностей изделия а также степень концентрации дефектов по объему
Часть характеристик объекта контроля может быть приведена в исходных
данных на проект а часть определяет или уточняет проектировщик по
справочным и другим источникам.
Параметры характеризующие объект контроля удобно свести в общую
2 Анализ современного состояния вопроса проектирования
Данный раздел проекта должен включать сравнительный анализ
эффективности методов акустического контроля и технических средств
применительно к исследуемому объекту контроля. Анализ производится на
основе тщательного изучения литературных методических патентных н
других материалов по заранее составленной общей схеме предполагающей
направленность поиска и конечную цель исследований.
При выполнении этого раздела студенты должны изучить и обобщить опыт
предыдущих исследований результаты которых опубликованы в монографиях
материалах научно-технических конференций журналах "Дефектоскопия
авторских свидетельствах и патентах. При изложении результатов анализа по
тексту должны быть приведены ссылки на источники.
Материал данного раздела необходимо излагать не в виде простого
описания а с точки зрения эффективности применения тех или иных методов и
средств для контроля конкретных объектов. При этом основное внимание
должно быть уделено достижению максимальной чувствительности высокой
производительности и достоверности контроля простоты ввода УЗ-волн и
расшифровки результатов контроля возможности автоматизации и т.д.
Излагаемый материал может сопровождаться схемами и рисунками. Анализ должен
быть кратким содержать только суть рассматриваемого вопроса и отражать
основные тенденции развития акустического контроля.
3 Выбор и обоснование метода контроля
Этот раздел является наиболее важным этапом проектирования так как
эффективность НК в основном определяется методически правильным выбором
оптимального способа выявления дефектов или определения характеристик
объекта контроля. При этом выбор метода должен производиться по результатам
анализа и оценки эффективности существующих способов контроля полученных в
При выборе того или иного метода необходимо учитывать следующие
факторы: агрегатное и физическое состояние контролируемой среды условия
контроля конструктивные особенности объекта контроля вид решаемой задачи
(дефектоскопия толщинометрия структурометрия и др.)
Следует отметить что наибольшее распространение из акустических
методов контроля получили методы отражения а именно эхо-метод так как он
обладает наибольшей чувствительностью и высокой помехоустойчивостью.
Когда применение эхо-метода затруднительно или невозможно используют
другие методы. Например дельта- и эхо-зеркальный методы позволяют
обнаруживать вертикальные дефекты сварных соединений. Зеркально-теневой
метод используют для выявления в рельсах вертикальных дефектов не дающих
обратного отражения но ослабляющих донный сигнал. Такие методы как
велосимметрический импедансный акустико-топографический удобны при
контроле слоистых конструкций с дефектами типа непроклеев непропаев и
т.п. где применение эхо-метода ограничивают наличие мертвой зоны и
недостаточная разрешающая способность. Теневой метод применяют для контроля
изделий простой формы (листов) и некоторых слоистых материалов. Для толстых
листов эффективен эхо-сквозной метод. Крупнозернистые материалы типа
строительных контролируют временным теневым методом. Контроль всевозможных
сосудов в процессе эксплуатации а также слежение за процессами сварки и
разрушения металлов осуществляется посредством метода акустической
В данном разделе должно быть приведено теоретическое обоснование
выбранного метода контроля с анализом физических основ взаимодействия УЗ-
волн с контролируемой средой. Кроме того должен быть проведен
предварительный анализ акустического тракта для возможных схем
прозвучивания объекта контроля.
4 Разработка методики контроля и технических средств
4.1 Выбор частоты УЗ-волн. Частота контроля определяется в основном
коэффициентом затухания уровнем структурной реверберации материала
минимальными размерами выявляемых дефектов и габаритами контролируемого
изделия. Зная эти характеристики можно оценить и выбрать оптимальную
частоту которая обеспечит наибольшую чувствительность контроля при
минимальных потерях ультразвуковой энергии на рассеяние и поглощение.
Следует иметь в виду что чем выше частота тем меньше длина волны и
тем лучше условия отражения их от дефектов. Кроме того повышение частоты
увеличивает направленность излучения и приема что ведет к возрастанию
отношения отраженной от дефекта энергии к общей энергии вводимой в
изделие. Однако с повышением частоты повышается коэффициент затухания
ультразвука ухудшаются условия прохождения волн через поверхность
ввода увеличивается интенсивность отражений от границ зерен и
неоднородностей материала не являющихся дефектами.
Задача выбора оптимальной частоты решается численными методами на
основе анализа акустического тракта.
4.2 Выбор типа УЗ-волн и направления их распространения в изделии.
Выбор вида УЗ-волн определяется габаритами и формой контролируемого
изделия а также характером и местом расположения дефектов. При этом
продольными и поперечными волнами контролируют изделия большой толщины
значительно превышающей длину волны. Волны в пластинах применяют для
контроля листов оболочек труб с толщиной стенок соизмеримой с длиной
волны. Для контроля проволок и стержней диаметр которых соизмерив с длиной
волны используют волны в стержнях. Поверхностные волны применяют для
обнаружения дефектов непосредственно выходящих на поверхность или
залегающих на глубине не более длины поверхностной волны. Для выявления
подповерхностных дефектов применяют головные волны которые не
чувствительны к поверхностным дефектам.
После выбора типа волн необходимо наметить направления прозвучивания
изделия. При этом направление волн должно быть таким чтобы обеспечивалось
надежное выявление наиболее опасных дефектов. Ответственные изделия
контролируют несколько раз при различных направлениях волн.
Выявляемость дефектов в большой степени зависит от направления
продольных и поперечных волн. Для достижения оптимальной чувствительности
волны должны падать па плоскость дефекта перпендикулярно или отражаться
от дефектов с максимальной амплитудой обратного эхо-сигнала. Ориентация
дефектов существенно меньше влияет на выявляемость при контроле волнами в
пластинах и стержнях в которых одинаково хорошо выявляются поперечные и
Правильный выбор направления прозвучивания позволяет свести к минимуму
наличие геометрических мертвых зон и прогнозировать возможное появление
ложных сигналов (особенно для изделий сложной формы) которые существенно
усложняют расшифровку результатов контроля и снижают его достоверность.
При выборе направления прозвучивания необходимо учитывать законы
трансформации преломления и отражения волн. В пояснительной записке
должны быть приведены расчетные зависимости.
4.3 Выбор способа контакта. При выборе акустического контакта
требуется учитывать необходимую производительность контроля габариты и
сложность формы изделия состояние поверхности и ряд других факторов.
В условиях контакта через тонкий слой смазки стабильность обеспечить
более трудно чем при иммерсионном так как для этого необходимо строго
постоянное давление прижимающее преобразователь к поверхности изделия.
При выборе контактной смазки или иммерсионной жидкости следует
помнить что вода обладает недостаточной вязкостью и смачиваемостью и может
вызывать коррозию изделия. Высоковязкие минеральные масла применяют при
контроле вертикально расположенных поверхностей шероховатых поверхностей
объектов находящихся при положительной температуре окружающего воздуха.
Маловязкие масла применяют чаще в зимних условиях при контроле вне
помещений. Очень эффективным и перспективным является использование
магнитных жидкостей. Однако при этом должны быть внесены изменения в
конструкцию преобразователей.
Основная задача при выборе способа контакта - это обеспечение его
4.4 Выбор мест ввода УЗ-волн и схемы сканирования. Правильный выбор
мест ввода УЗ-волн должен обеспечить принятые ранее направления
прозвучивания объекта контроля. При этом следует учитывать что
поверхность через которую вводятся волны должна быть относительно ровной
не иметь выступов и выемок мешающих перемещению преобразователя.
Если используется контактный способ контроля то недопустимо наличие
на поверхности отслаивающейся окалины грубых неровностей или покрытий
препятствующих прохождению ультразвука. В связи с этим в ряде случаев
следует предусмотреть предварительную обработку (механическую или
химическую) мест ввода УЗК.
При контроле изделий по криволинейной поверхности необходимо
согласовать форму контактной поверхности преобразователя с формой
поверхности изделия. Если для этой цели использовать переходники то
следует соблюдать ограничивающие условия обеспечивающие отсутствие помех
от многократных отражений в теле переходника.
Для обеспечения контроля всего изделия необходимо преобразователь
перемещать по поверхности объекта с определенным шагом. При этом схема
сканирования определяется формой и размерами объекта контроля типом
используемых волн требуемой производительностью параметрами
преобразователей и др. факторами. Так например при контроле изделий
сложной формы целесообразно предусмотреть одновременное прозвучивание
изделия в различных направлениях путем использования отдельных
преобразователей сканирующих изделие с разных сторон. При контроле
крупногабаритных изделий с плоскими поверхностями целесообразно
использовать многоканальные системы позволяющие осуществить сканирование
всего изделия за один проход без реверсирования строчками.
Шаг сканирования выбирают так чтобы было невозможно пропустить дефект
заданного размера. Он зависит от диаметра преобразователя и не должен его
При выборе скорости перемещения преобразователя учитывается толщина
изделия. Чем больше толщина изделия тем меньше должна быть скорость
4.5 Выбор или разработка технических средств контроля. При
выполнении данного раздела проекта производится выбор (или при
необходимости разработка) типа дефектоскопа или другого специализированного
прибора преобразователей и вспомогательных устройств обеспечивающих
высокопроизводительный контроль.
Выбор ультразвуковой аппаратуры определяется в основном
функциональными возможностями и эксплуатационными характеристиками
приборов. Поэтому с учетом условий решаемой задачи и требований
приведенных в исходных данных необходимо проанализировать (по
справочникам инструкциям и т.п.) параметрические и функциональные
возможности типовых универсальных и специализированных приборов.
Обязательным элементом курсового проекта является расчет и
проектирование преобразователей обеспечивающих реализацию выбранных схем
Кроме того составной частью проекта является разработка
вспомогательных устройств для механизированного или автоматизированного
сканирования объекта по принятой схеме.
Функциональные электрические и конструктивные схемы приборов и
устройств должны быть отражены в пояснительной записке и вынесены на
4.6 Выбор способа регистрации и расшифровка результатов контроля. В
этом разделе на основе анализа акустического тракта приводятся
предполагаемые осциллограммы возникающие при прозвучивании изделия.
Определяются зоны стробирования для каждой схемы прозвучивания и
разрабатываются рекомендации по отстройке от помех.
При проведении механизированного или автоматизированного сканирования
результаты должны документироваться. Для этой цели могут быть использованы
всевозможные периферийные средства печати.
4.7 Разработка метрологического обеспечения средств контроля. Для
исключения влияния субъективных факторов на результаты акустического
контроля необходимо создать стандартные условия контроля. Одним из
существенных моментов стандартизации контроля является настройка параметров
приборов по эталонам и контрольным образцам.
В нашей стране для текущей проверки наиболее важных параметров и
характеристик приборов служит комплект стандартных образцов по ГОСТ 14782
а для проверки и калибровки толщиномеров применяют наборы
плоскопараллельных концевых мер длины по ГОСТ 9038.
При контроле реальных объектов для настройки чувствительности удобно
использовать специальные контрольные образцы с искусственными дефектами.
Выбор того или иного образца определяется видом и материалом изделия типом
используемых волн типом предполагаемых дефектов. При этом важно чтобы
разработанные образцы по своим свойствам были близки к реальному объекту
4.8 Описание мероприятий по технике безопасности и охране труда. В
данном разделе проекта необходимо предусмотреть мероприятия по обеспечению
электробезопасности операторов и вспомогательного персонала при проведении
Расчет и проектирование электроакустических преобразователей
1 Оценка параметров акустического тракта
Начальным этапом проектирования является анализ характеристик
контролируемого объекта материала из которого он изготовлен и дефектов
подлежащих обнаружению. Характеристики объекта могут быть приведены в
исходных данных на проект либо могут быть частично заданы а частично
определены проектировщиком.
Для заданного материала объекта упругие постоянные скорости
распространения упругих волн и удельное акустическое сопротивление можно
определить по формулам приведенным в [1 с.53 54] или взять из таблицы
В акустическом тракте на пути от излучателя до дефекта и от дефекта к
приемнику происходит дифракционное ослабление ультразвуковых волн. Действие
данного фактора [pic] учитывается при вычислении по формулам акустического
тракта [3 с.231] или более точным расчетам по номограммам для эхо-метода
[3 с.232 235] и теневого метода [3 с.250 251]. В случае когда
отражение происходит от точечного рефлектора рассеивающего падающие волны
по всем направлениям акустический тракт характеризуется полем излучения-
приема преобразователя [3 с.216 219]. В случае когда дефект имитируется
плоскодонным отверстием или тонким диском наиболее точное определение
дифракционного ослабления позволяют осуществить АРД- диаграммы [4
с.128 134]. Для построения по безразмерным АРД- диаграммам размерных
следует задаваться округленными значениями диаметров дефектов и расстояний
затем находить безразмерные параметры и определять соответствующие точки
путем интерполяции по безразмерным АРД- диаграммам. При расчете требуемого
коэффициента усиления прибора принимается наибольшее ослабление сигнала
т.е. минимальное значение параметра [pic].
Если контроль осуществляется теневым методом то ослабление
ультразвука связанное с расхождением волн на пути от излучателя к
приемнику определяется как сквозной сигнал [pic]. Кроме этого происходит
ослабление сигнала вследствие экранирования его дефектом. Величина [pic]
рассчитывается по формулам для донного сигнала [3 с.231] но вместо
расстояния до отражателя (донной поверхности) вводится величина равная
половине толщины изделия контролируемого теневым методом.
Величина ослабления сигнала дефектом т.е. регистрируемое прибором
ослабление сквозного сигнала задается при расчете теневого дефектоскопа и
[pic]и [pic]- амплитуда акустического сквозного сигнала при наличии и
отсутствии дефекта соответственно.
Отсюда ослабление сигнала дефектом равно [pic]. Для оценки размера
дефекта по ослаблению сигнала прибор должен обеспечить регистрацию сигналов
в 10 раз меньших. В результате наибольшее дифракционное ослабление сигнала
для теневого метода определяется формулой
где [pic]- амплитуда акустического сигнала излучаемого
При наличии акустической задержки для расчетов акустического тракта
вводится мнимая пьезопластина методика построения которой приведена в
[3 с. 218 или 5 с.174 177]. При прохождении границы задержка-изделие
происходит ослабление акустического сигнала которое численно определяется
коэффициентом прохождения по амплитуде D а в случае прохождения границы в
прямом и обратном направлениях - коэффициентом прохождения по энергии [pic]
[3 с.199]. Для небольших углов падения (для жидкостей[pic] для
пластмасс [pic] ) коэффициенты прохождения можно рассчитать по формулам
для нормального падения.
Формулы для расчета коэффициентов отражения и прохождения в случае
твердых тел или жидкости и твердого тела:
при прямом падении продольной ультразвуковой волны:
где [pic] и [pic] – удельные волновые сопротивления верхней и нижней среды
при наклонном падении продольной ультразвуковой волны
где Zl и Zt - удельные волновые сопротивления нижней среды для прошедших
продольной и сдвиговой волн соответственно;
[pic] - угол преломления волны.
Часто для введения волн в зону контроля приходится прибегать к
отражениям волн от свободных поверхностей объекта. При этом возможна
трансформация используемых волн в волны другого типа. Ослабление амплитуды
волн при отражении учитывается коэффициентом отражения R [3c.197 198].
Затухание ультразвука в материале объекта и акустической задержки
учитывается множителем[pic] где [pic]и [pic]- пути в объекте и задержке
вдоль центрального луча; [pic] и [pic] - коэффициенты затухания
ультразвука в объекте и задержке [3 с.192 196]. Коэффициенты затухания
для некоторых материалов приведены в Приложении В. При прохождении звука в
прямом и обратном направлениях величины [pic] и [pic] умножаются на 2.
Таким образом суммарное ослабление ультразвука в акустическом тракте
определяется произведением [ 2 ]:
где [pic]- амплитуда акустического сигнала поступающего на приемный
2 Выбор частоты ультразвуковых волн
Выбор рабочей частоты ультразвуковых колебаний определяется в основном
коэффициентом затухания и уровнем структурной реверберации материала
объекта а также его габаритами. Увеличение частоты способствует повышению
разрешающей способности уменьшению мертвой зоны снижению величины
минимально выявляемых дефектов повышению точности измерения расстояния. С
другой стороны это приводит к возрастанию затухания ультразвука и
уменьшению толщины пьезопластины. Кроме того ухудшаются условия
прохождения волн через поверхность ввода и увеличивается интенсивность
отражений от границ зерен металла. Таким образом можно оценить и выбрать
оптимальную частоту которая обеспечит наибольшую чувствительность контроля
при минимальных потерях энергии ультразвука.
Рассмотрим некоторые подходы при выборе частоты ультразвука.
При проектировании импульсных приборов для достижения требуемой
лучевой разрешающей способности или устранения интерференции от двух близко
расположенных отражателей например границ слоя необходимо чтобы два
следующих друг за другом импульса не налагались. Как правило в каждом
импульсе имеется около четырех периодов колебаний с большой амплитудой
а амплитуда других колебаний существенно меньше. Импульсы фиксируются
раздельно если расстояние между одинаковыми отражателями вдоль луча [pic]
где [pic] - длина волны. Если же отражатели разные и амплитуда одного
импульса существенно больше другого раздельная их фиксация будет
достигаться когда расстояние между отражателями составляет [pic].
При выборе частоты с позиции обеспечения высокой точности измерения
импульсным эхо-методом расстояния [pic] где [pic]- скорость
распространения волн; [pic]- время пробега импульса в объекте пользуются
где [pic] определяет погрешность измерительного прибора и составляет
[pic]- вариация времени пробега в слое контактной жидкости связанная
с изменением толщины [pic] мм (при скорости [pic]звука в жидкости можно
[pic]- характеризует погрешность связанную с длительностью импульса.
Коэффициент [pic] определяет на сколько периодов колебаний Т (или долей
периода) можно ошибиться при измерении.
В импульсных толщиномерах [pic]. При переходе от [pic] к [pic]
С учетом заданной погрешности измерений и сделанных оценок определяют
частоту[pic] обеспечивающую требуемую точность.
При контроле изделий большой толщины необходимо учитывать
дифракционное расхождение ультразвуковых лучей и затухание ультразвука
поскольку эти факторы зависят от частоты.
При выборе частоты с точки зрения выявляемости минимальных дефектов
следует учитывать что когда длина волны превосходит размер дефекта
амплитуда отраженного или экранированного сигнала уменьшается с уменьшением
размера дефекта гораздо быстрее чем для более коротких волн. Отсюда
формируется условие [pic] где [pic] - характеристический размер дефекта (в
случае искусственного дефекта - это диаметр сферы диска цилиндра или
Оптимальное значение рабочей частоты можно определить решая задачу
достижения максимальной предельной чувствительности на основе анализа
формул акустического тракта при заданном значении максимальной акустической
чувствительности дефектоскопа [pic] где [pic]- наименьший акустический
сигнал регистрируемый аппаратурой [6 с.149]. Для преобразователя без
задержки должно выполняться условие:
[pic]- максимальное расстояние до дефекта в объекте. В выражении
(3.11) частотнозависимыми являются величины [pic] и[pic]. При этом в
области [pic] коэффициент затухания определяется формулой [3 с.194]:
А в области [pic]формулой
где [pic]- константа.
Решая задачу о максимуме чувствительности с учетом формул (3.11)
(3.12) и (3.13) можно записать уравнение для нахождения оптимальной
частоты при контроле объектов с мелкозернистым материалом:
где [pic] - средний диаметр зерна материала. После нахождения
оптимального значения частоты находят рабочую частоту [pic]МГц из чисел
ряда регламентированного ГОСТом: 05; 08; 10;12; 15; 18; 20; 25;
3 Выбор структуры и расчет параметров преобразователей
Пьезоэлектрический преобразователь состоит из пьезопластины демпфера
призмы протектора и корпуса. Основным элементом преобразователя является
пьезопластина имеющая как правило круглую форму. Выбор материала
пьезопластины определяется требуемыми характеристиками преобразователя и
условиями контроля [5 с.23 29]. Толщина пластины [pic] выбирается
полуволновой для рабочей частоты [pic] на которой ведется контроль
Толщина протектора [pic] выбирается четвертьволновой:
где [pic]- скорость звука в материале протектора.
Материал протектора при излучении в жидкость должен быть по
характеристическому акустическому импедансу [pic] возможно ближе к
где [pic] и [pic] - характеристические импедансы пьезопластины и
воды. Для этого вычисляется значение [pic] и подбирается материал [3
с.193] характеристический импеданс которого [pic] возможно ближе к. [pic].
При излучении в изделие материал протектора выбирается с большим затуханием
([pic] м-1). Для изготовления протекторов применяют кварц сапфир
бериллий сталь минералокерамику а также материалы на основе эпоксидных
смол с наполнителями. В некоторых вариантах протектор может отсутствовать.
Материал демпфера выбирается из [5 с.205 208]. Он должен обладать
большим характеристическим импедансом с равным [pic] [pic] кгм2с если
контролируется объект малой толщины или если контроль ведется импедансным
методом. Если контролируются объекты большой толщины или применяются
наклонные призмы то демпфер либо отсутствует либо имеет импеданс
[pic]кгм2с. Толщина демпфера должна обеспечить уменьшение амплитуды
ультразвуковых колебаний не менее чем на [pic] дБ вследствие затухания.
Если затухание меньше то верхнюю грань демпфера противоположную
пьезопластине следует выполнять ребристой чтобы на ней происходило
рассеяние ультразвука.
Если по условиям контроля требуется применение наклонного
преобразователя то необходимо выбрать материал призмы угол ее наклона и
геометрические параметры. Материал призмы должен удовлетворять целому ряду
требований [5 с.215 218]. В качестве материала призмы наиболее широко
используют органическое стекло. Однако его целесообразно применять в
диапазоне частот 15 5 МГц. На частотах выше 5 МГц его заменяют
материалом с меньшим затуханием ультразвука а на частотах ниже 15 МГц -
материалом с большим затуханием. Изменение затухания ультразвука в
пластмассах в диапазоне частот 1 10 МГц имеет линейный характер и
составляет: для полистирола - 5 35 м-1 для органического стекла -
80 м-1 для арелакса - 20 100 м-1 для эпоксидной смолы - 50 320
м-1. Скорость звука и импеданс приведены в [3 с.193].
Угол наклона призмы [pic] рассчитывается по требуемому углу ввода луча
( из закона синусов:
где [pic] и [pic]- скорости волн в призме и изделии.
Формула (3.18) является приближенной т.к. под влиянием изменения
условий преломления лучей угол максимума излучения не всегда соответствует
расчетному [5 с.179 ].
При конструировании призмы вначале необходимо выбрать некоторое
оптимальное значение угла ( а затем по нему определить [pic]. При этом
нужно иметь в виду что существуют области углов [pic] наиболее
употребительные в практике ультразвукового контроля. Так например при
контроле стальных изделий преобразователями с призмой из оргстекла для
возбуждения продольных волн используются углы [pic]. Для возбуждения
поперечных волн применяются призмы с углами лежащими в диапазоне между
первым и вторым критическими.
Необходимо отметить что лучи выходящие из призмы в дальней зоне
распространяются в виде расходящегося пучка лучей [5 с.175 177].
Крайними лучами расходящегося пучка следует считать те амплитуды которых
уменьшаются до 20 дБ по сравнению с центральным лучом. Учет расхождения
пучка лучей дает дополнительные ограничения на выбор угла наклона [pic].
При этом должны выполняться:
- условие отсутствия продольной волны
- условие отсутствия поверхностной волны
где [pic] и [pic]- скорости продольной и поверхностной волн в объекте
[pic]- угол между акустической осью и крайним лучом.
Форма призмы и ее размеры выбираются такими чтобы они обеспечивали
отсутствие ложных импульсов. Для этого необходимо чтобы отраженные от
поверхности призма-изделие волны не попадали на пьезопластину. В ближней
зоне пьезоэлемента излучаемую волну можно считать слабо расходящейся.
Тогда требования таковы что луч AA( (рис.1) выходящий из нижней части
пьезопластины после отражения от нижней поверхности призмы с учетом
трансформации не должен попадать на верхнюю часть пьезопластины а луч
BB( выходящий из верхней части пластины не должен попадать на ребро
двугранного угла. Эти условия можно записать в следующем виде:
Путь центрального луча в призме определяется из условия
Таким образом все отраженные волны должны попадать в ловушку и
испытывая в ней многократные отражения до попадания на пьезоэлемент должны
ослабнуть не менее чем на 60 дБ. Ослабление центрального луча в призме на
пути от пластины до объекта должно быть не более 10 дБ.
Акустическое поле преобразователя с линией задержки можно приближенно
оценить введением мнимого пьезоэлемента. Направление акустической оси
мнимого излучателя определяется углом ввода центрального луча в изделие.
Расстояние вдоль акустической оси от точки ввода до мнимого пьезоэлемента
вычисляется по формуле
Рисунок 3.1 – Расчетная схема призмы преобразователя
Мнимый излучатель строится перпендикулярно акустической оси а его
размеры принимают равными размеру преломленной лучевой трубки реального
излучателя. Для дискового пьезоэлемента мнимый излучатель будет иметь форму
эллипса с осью в плоскости падения равной [pic] где [pic]- радиус
пьезопластины и второй осью с размером [pic].. Более подробно расчет
характеристик преобразователей с акустической задержкой приведен в [3
с.217 218; 5 с.174 184].
Для полного расчета геометрических и физических параметров
пьезоэлектрических преобразователей имеет смысл использовать ЭВМ. При этом
алгоритм расчета должен включать все рассмотренные в данном подразделе
Выбор и расчет характеристик контроля
1 Выбор зоны и расчет шага сканирования
Для обеспечения контроля требуемой зоны изделия необходимо перемещать
преобразователь по поверхности изделия с определенным шагом. При этом
схема сканирования определяется формой и размерами объекта контроля типом
используемых волн параметрами преобразователей и другими факторами. Так
например при контроле листов зоной сканирования является вся поверхность
листа при контроле сварных швов преобразователь перемещается по основному
металлу вблизи шва при контроле изделий сложной формы целесообразно
предусмотреть одновременное прозвучивание объекта в различных направлениях
путем использования преобразователей сканирующих изделие с разных сторон
при этом повышается надежность выявления различно ориентированных дефектов.
Надежность выполнения дефектов повышается в случае совокупного
использования прямых и наклонных преобразователей.
Зоны сканирования прямыми и отраженными лучами определяются геометрией
распространения ультразвуковых лучей которые должны охватить весь объем
материала в зоне контроля. С учетом этого следует рассчитать положение
границ между которыми перемещается преобразователь по поверхности объекта.
Например при контроле сварных соединений прозвучивание наплавленного
металла осуществляют в два этапа в различных режимах: поисковом и
оценочном. При этом на этапе поисков дефектов наиболее эффективным является
продольно-поперечный способ сканирования а в оценочном режиме - поперечно-
продольный способ [3 с.238 240].
Рисунок 4.1 – Схемы сканирования сварного стыкового шва
Шаг сканирования [pic] определяется как расстояние между ближайшими
траекториями перемещения преобразователя по поверхности изделия. Чем больше
это расстояние тем сильнее ослабляется чувствительность к дефектам
расположенным между траекториями перемещения преобразователя. Допустимое
ослабление чувствительности задается величиной [pic]. Тогда шаг
сканирования [pic] определяется как удвоенное расстояние от центра
преобразователя по поверхности объекта до точечного дефекта на котором
амплитуда сигнала изменяется в [pic] раз. Данный расчет выполняется по
наиболее узкому участку акустического поля в пределах контролируемого
объекта [3 с.216 217]. Рассмотрим два примера определения шага
При контроле листа теневым методом толщина h изделия составляет 15
ближней зоны преобразователя [pic]. Необходимо найти шаг сканирования
[pic]при [pic]. Дефект считается залегающим в середине листа. Ослабление
сигнала при контроле теневым методом определяется по формуле аналогичной
выражению для акустического тракта эхо-метода но расстояние для эхо-метода
принимаются равными [pic]. Так как соотношение [pic] найдем на графике [3
с.217] значение [pic]. Считая что длительность импульса равна среднему
значению строим интерполяционную кривую в заштрихованной зоне графика. На
уровне 05 от максимума ширина ее равна [pic]. Отсюда находим [pic] т.е.
шаг сканирования равен радиусу пьезопластины.
При контроле сварного шва расположенного в дальней зоне
преобразователя с диаметром пьезопластины [pic] требуется рассчитать шаг
для поперечного сканирования [3 с.260]. Известны длина волны [pic] и
минимальное расстояние между точками наплавленного металла и
преобразователя[pic]. По диаграмме [3 с.216] находим значение [pic]
соответствующее заданному m далее с учетом того [pic] находим [pic].
2 Оценка производительности контроля
Производительность контроля определяется шагом и скоростью перемещения
преобразователя. Время контроля находят путем деления длины траектории
перемещения центра преобразователя в соответствии со схемой сканирования
на скорость перемещения преобразователя [pic] которая при ручном контроле
ограничивается физическими возможностями контролера и составляет 01 02
мс. При автоматическом контроле она ограничивается частотой посылок
импульсов [pic] и инерционностью регистратора дефектов определяемой числом
импульсов Np от которого срабатывает регистратор. Тогда для круглого или
квадратного преобразователя [pic]. Производительность контроля может быть
увеличена за счет использования блока преобразователей. Следует отметить
что при оценке времени необходимого на контроль учитывается также время
на настройку аппаратуры вспомогательные операции на исследование
обнаруженных дефектов.
Расчет параметров аппаратуры для эхо и теневого методов
1 Расчет параметров аппаратуры для контроля теневым методом
Теневым методом контроля обычно проверяют качество листов металла
после прокатки. Контроль осуществляется в иммерсионном варианте. Задаются
минимальная [pic]и максимальная [pic]толщины контролируемого листа диаметр
[pic] дефекта в виде полого диска который необходимо выявить в листе при
произвольном его положении по толщине минимальное ослабление сквозного
сигнала дефектом [pic] которое считается достаточным для его регистрации
на фоне случайных помех. Требуется рассчитать диаметры [pic] или площади
[pic]преобразователей рабочую частоту fp толщину слоя иммерсионной
жидкости [pic] расстояние [pic] между преобразователями.
Предварительный выбор частоты выполняется из соображений
предотвращения интерференции в наиболее тонком слое. Минимальная толщина
слоя жидкости должна быть такой чтобы в ней также не возникало
интерференции ультразвуковых волн.
Расстояние между излучателем и приемником H должно обеспечивать
возможность контроля листов во всем диапазоне толщин. Во всех расчетах
следует предусмотреть изменение толщины листов в пределах допуска (10%) и
случайные перемещения листа из среднего положения в процессе перемещения
между преобразователями (10%). Например величина H определяется из
Выбор размеров преобразователей и уточнение значения рабочей частоты
выполняется из условия достижения требуемой чувствительности. В случае
когда лист тонкий расстояние между излучателем и приемником заполнено
преимущественно иммерсионной жидкостью (рисунок 5.1 а ). При этом
достижение требуемой чувствительности оценивается исходя из выявляемости
дефекта в ближней зоне x( преобразователя:
где Sb- площадь дефекта;
[pic]- площадь преобразователя.
Для надежного выявления дефекта коэффициент (1 4) принимается равным
После этого необходимо рассчитать ближнюю зону и проверить что
приведенное расстояние между преобразователями меньше удвоенной ближней
Рисунок 5.1 – Схема для расчета акустического тракта при теневом
Уточнение значения частоты (в сторону повышения) производится на
основе выявляемости дефекта при любой толщине листа и при любом положении
дефекта в листе. Для этого следует обеспечить выявляемость дефекта в
дальней зоне (рисунок 5.1 б )
где [pic]-приведенное расстояние между преобразователями
соответствующее максимальной толщине изделия
Кроме того следует проверить что выбор частоты обеспечивает
условие при котором длина волны ультразвука меньше размера дефекта
который требуется выявить. Окончательное значение частоты выбирается из
стандартного размерного ряда. При расчетах по формулам (5.2) и (5.3)
следует принимать значения [pic]на 10 20% меньше указанных в задании
чтобы гарантировать надежное выявление дефекта при разных вариантах его
расположения относительно преобразователей.
После этого по диаграммам [3 с.250 251] необходимо проверить
обеспечивается ли выявляемость дефекта при любых его положениях по толщине
листа и любых толщинах изделия. Для проверки этого следует по безразмерной
АРД - диаграмме построить кривую размерной АРД- диаграммы соответствующую
заданным размерам дефекта толщинам объекта с учетом жидкостной задержки а
также выбранным размерам преобразователя и частоте. Необходимо изобразить
границы изменения ослабления сквозного сигнала в зависимости от возможного
изменения положения изделия между преобразователями. Для надежного
выявления дефекта вся найденная область ослабления сквозного сигнала должна
лежать ниже значения[pic] указанного в задании. Если это требование не
выполняется необходимо скорректировать выбор частоты и диаметра
2 Расчет параметров аппаратуры для контроля сварных швов
Основная сложность при контроле сварных швов толщиной не более 10 12
мм состоит в выборе таких параметров преобразователя которые обеспечивают
надежную проверку сварного шва при минимальном уровне помех связанных с
отражениями от неровностей шва. Как правило задается материал и толщина
сварного соединения h и минимальный размер дефекта [pic] в виде
плоскодонного отверстия который требуется выявить. Требуется рассчитать
рабочую частоту fp угол наклона призмы и диаметр пьезоэлемента 2a.
Контроль шва обычно проводится прямым и однократно
отраженным лучом (рисунок 5.2). При контроле корневой части шва в
качестве ложного сигнала может регистрироваться отражение от провиса.
Сигналы от дефекта отличаются от них по времени прихода. Для этого прибор
должен обладать лучевой разрешающей способностью не хуже h6. Из этого
условия определяется нижний предел частоты. Значение частоты определяется
также из условия: размеры дефектов должны быть больше длины ультразвука.
Выбирается большее из двух найденных значений частоты. Окончательно рабочая
частота выбирается как ближайшее большее значение из стандартного ряда.
Определение угла наклона призмы преобразователя ( и размера
пьезоэлемента 2a выполняется из следующих условий: слой толщиной не менее
h3 вблизи корня шва должен контролироваться прямым лучом. Это условие
записывается в виде неравенства
Добавка [pic]мм в левой части неравенства введена в качестве
резервной. Стрела преобразователя n выбирается из условий на призму
преобразователя. При этом необходимо предусмотреть резервное расстояние не
Рисунок 5.2 - Схема контроля сварного шва малой толщины
В контролируемом изделии не должны возбуждаться поверхностные волны.
Поскольку [pic] и ( связаны законом синусов а величины n и ( зависят от
размеров пьезоэлемента 2a для выбора ( и 2a необходимо решить приведенные
ранее формулы. При этом ( следует определить с точностью до градуса а a
- с точностью до 05 мм обычно [pic]мм . После вычислений следует
уточнить угол призмы ( с учетом экспериментальной зависимости ( от ( [5
При контроле сварных швов малой толщины в качестве искусственного
дефекта часто используется угловой отражатель в виде зарубки. С учетом
выбранного угла призмы и руководствуясь [3 с.232 235] необходимо
определить размеры зарубки дающей такую же амплитуду сигнала как и
заданное плоскодонное отверстие диаметром 2b.
Контроль сварных швов толщиной более [pic] мм сопровождается
существенным ослаблением чувствительности. Обычно задается средний размер
[pic] зерна металла толщина [pic] контролируемого шва диаметр
плоскодонного отверстия которое необходимо выявлять и минимальная
фронтальная разрешающая способность [pic]. Требуется выбрать угол наклона
[pic] преобразователя рассчитать рабочую частоту [pic]и диаметр
преобразователя [pic] определить чувствительность для различных видов
Если толщина шва меньше 150 200 мм то угол наклона призмы [pic]
выбирается равным [pic] для более толстых швов - [pic]. Далее по закону
синусов рассчитывается угол преломления [pic]
Расчет рабочей частоты выполняется из условия достижения максимальной
амплитуды сигнала [pic]от дефекта. Ослабление зондирующего импульса в
акустическом тракте прибора определяется формулой
[pic]- площадь плоскодонного отражателя.
Путь ультразвука в призме определяется аналитически или графически
исходя из конструкции призмы с учетом рассмотренных ранее условий. Размер
пьезопластины выбирается для этого расчета с учетом рекомендаций [3
с.260]; в дальнейшем размеры пьезопластины уточняются. Расчет оптимального
значения частоты производится в соответствии с разделом 3.2.
Уточненный диаметр пьезопластины выбирается наибольшим исходя из двух
условий: отношение сигнал - средний уровень структурных шумов больше 2 и
достижение минимального или заданного значения фронтальной разрешающей
способности как при малых так и при больших расстояниях до дефекта.
Отношение сигнал-шум определяется путем деления выражения для [pic]на
выражение для среднего уровня структурных шумов:
где [pic]- длительность импульса.
Фронтальная разрешающая способность [pic] для ближней зоны
определяется формулой:
Коэффициент 05 принимается для границы ближней зоны а 1 - вблизи
преобразователя. Совместное вычисление по этим двум формулам позволяет
определить величину [pic] обеспечивающую фронтальную разрешающую
способность. Если минимальное значение [pic] задано то следует проверить
выполнение этого требования во всех зонах сварного шва и в случае
необходимости скорректировать значение диаметра пьезопластины и частоты.
Диаметр пластины выбирается исходя из второго условия и затем
проверяется выполнение первого.
Чувствительность к выявлению дефектов различного вида (плоскодонных
отверстий и сферических) определяется на основе расчета амплитуд эхо-
сигналов по формулам приведенным в [3 с.231] или в Приложениях Г и Д. При
этом задается массив значений размера отражателя (дефекта) от [pic] до
[pic] расположенных на расстоянии от преобразователя в диапазоне от [pic]
до [pic]. Расчет производится на ЭВМ и строятся графики чувствительности
аналогичные АРД- диаграммам.
Выборнов Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия. – М.: Металлургия
Ермолов И.Н. Акустические методы контроля качества
И.Н.Ермолов Л.В.Басацкая Э.В. Кузнецов.- М.: Машиностроение
Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий:
Справ. Под ред. В.В.Клюева. Т.2.- М.: Машиностроение 1986.-
Алешин Н.П. Ультразвуковая дефектоскопия: Справ. Н.П. Алешин
В.Г. Лупачев. – Мн.: Выш. шк.1987.- 271 с.: ил.
Ультразвуковые пьезопреобразователи для неразрушающего
контроля Под ред. И.Н.Ермолова.- М.: Машиностроение 1986.-
Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн.2. Акустические методы
контроля: Практич. пособие И.Н.Ермолов Н.П.Алешин
А.И.Потапов; Под ред. В.В Сухорукова. - М.: Высш. шк. 1991.-
Методы акустического контроля металловН.П.Алешин В.Е.Белый
А.Х.Вопилкин и др.: Под общ. ред. Н.П.Алешина.—М.:
Машиностроение 1989.- 456 с.: ил.
Кретов Е.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в
энергомашиностроении: Учеб. пособие. – С-П.: Радиоавионика
Пояснительная записка
к курсовому проекту по курсу
“Приборы и методы акустического контроля ”
Акустические характеристики некоторых материалов
Коэффициент затухания ультразвука частотой 25 МГц
для некоторых металлов
Коэффициент затухания дБ мм
Продольные волны Поперечные волны
Литые заготовки 0 - 0013 -
Прокат поковки 0 - 0009 -
Сварные соединения 0 - 0.009 0009 - 0018
Мелкие поковки и прокат 0 - 0.018 -
Крупные поковки 0 - 0.09 -
Сварные соединения 013 - 018 013 - 026
Слитки 0009 - 0054 -
Поковки 0009 - 0045
Сварные соединения 0018 - 0045 0045 - 0063
Литье 0.009 - 0072 -
Сварные соединения 0 - 0009 0009
Поковки 0018 - 0045 -
Формулы акустического тракта прямого круглого совмещенного
Модель дефекта Тип искусственного отражателя Уравнение
Глухое отверстие со сферическим
Бесконечный отверстие
Донная цилиндрическая поверхность
Формулы акустического тракта наклонного круглого совмещенного
Модель дефекта Тип искусственного Уравнение
Наклонная выемка выполненная
Сфера со сферическим дном [pic]
Наклонная донная поверхность
Цилиндрическая донная поверхность
Цилиндрическая [pic]
Примечание - [p [pic] -
коэффициент затухания в материале призмы [p [pic] - приведенный путь
ультразвука в призме преобразователя [pic].

electrochem.doc

ОБЗОР ИЗОБРЕТЕНИЙ «ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО: ТЕХНОЛОГИИ
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ УСТРОЙСТВА». 219 ранее не публиковавшихся в открытой печати
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВОЙНОГО СИЛИЦИДА МОЛИБДЕНА И АЛЮМИНИЯ включающий
взаимодействие соединений молибдена алюминия и кремния при высокой
температуре ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью получения двойного силицида
молибдена и алюминия в виде порошка и упрощения способа взаимодействие
ведут путем электролиза расплава в котором в качестве источника молибдена
используют молибденовокислый натрий в качестве источника алюминия
используют фторалюминат натрия в качестве источника кремния используют
диоксид кремния а также используют хлорид натрия при соотношении
компонентов процесс ведут при плотности тока и температуре
Изобретение позволяет сократить технологический цикл получения двойного
силицида поскольку синтез осуществляют электролизом расплавленных солевых
фаз минуя стадии получения металлического алюминия кремния молибдена.
Кроме того изобретение позволяет снизить температуру почти в два раза
осуществлять синтез без использования инертной атмосферы а также получать
двойной силицид в виде высокодисперсного порошка.
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАГНИЯ из гидроминерального сырья в виде гидроксида
включающий подачу последнего в анодную и катодную камеры диафрагменного
электролизера ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью обеспечения возможности
извлечения лития кальция стронция и создания экологически чистой
технологии извлечение гидроксида магния ведут в катодной камере при
плотности тока и рН отделяют осадок и полученный раствор подают в
электрокоагулятор с растворимыми алюминиевыми электродами выделяют
хлоргидроксоалюминат лития при плотности тока и мольном отношении в
растворе алюминия к литию отделяют осадок и полученный раствор подают в
анодную и катодную камеры диафрагменного электролизера в катодную камеру
дополнительно вводят карбонат натрия в количестве и выделение кальция в
виде смеси карбоната и гидроксида ведут при отделяют осадок и полученный
раствор подают а электрокоагулятор с алюминиевыми электродами и выделяют
гидроксид стронция при а растворы из анодных камер электролизеров
смешивают и полученный раствор смешивают с исходным гидроминеральным сырьем
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТА КАЛИЯ ИЛИ НАТРИЯ включающий обработку раствора
гидроксида калия или натрия серной кислотой или кислым сульфатом калия или
натрия отделение осадка продукта от маточника содержащего сульфат-ионы
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью создания безотходной технологии серную
кислоту или кислый сульфат калия или натрия вводят в количестве % от
стехиометрического в маточнике поддерживают концентрацию сульфат-ионов не
выше подают его в катодную камеру электролизера а в анодную – рассол
хлорида соответствующего металла и электролиз ведут до ионного отношения
и полученный гидроксид подают на стадию обработки серной кислотой или
кислым сульфатом калия или натрия
Использование предложенного способа получения сульфатов щелочных металлов
обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: дает
возмоэность увеличить выход продукта и повысить его чистоту; позволяет
улучшить условия труда и повысить безопасность рабочих цехов за счет
исключения выбросов хлористого водорода; обеспечить безотходность
технологии за счет осуществления замкнутого цикла; упростить
технологическую схему процесса и увеличить съем продукта с единицы
оборудования; увеличить межремонтный пробег оборудования за счет повышения
срока эксплуатации мембраны.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНООКСИДА НИКЕЛЯ включающий электрохимическое
растворение электрода из никеля в расплаве соединения щелочного металла
промывку и сушку продукта ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения
процесса в качестве соединения щелочного металла используют нитрат натрия
процесс ведут при и потенциале электрода из никеля относительно
натриевого электрода.
Экономический эффект от использования способа заключается в уменьшении
стоимости реагентов и в уменьшении расхода энергии на поддержание рабочей
температуры электролизера. Использование нитрата натрия и уменьшение
рабочей температуры способствует улучшению условий труда так как в этом
случае исключается летучесть электролита.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ГИДРАТИРОВАННОГО ДИОКСИДА ТИТАНА
включающий электролиз водного раствора смеси хлоридов титана циркония и
натрия перевод полученного золя в гель отмывку и сушку продукта
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения выхода продукта в водный раствор
смеси хлоридов подаваемый на электролиз дополнительно вводят хлорид
алюминия при молярном отношении алюминия к титану
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АЛМАЗА из продукта синтеза алмаза и металлов
катализаторов синтеза включающий электрохимическое растворение продукта
синтеза в водном растворе серной кислоты ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
увеличения степени извлечения алмаза и металлов катализаторов
электрохимическое растворение ведут в водном растворе серной кислоты
содержащем сернокислый аммоний в количестве и кислый сернокислый калий в
количестве имеющем рН при плотности тока
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЗОНА в диафрагменном электролизере на
аноде из стеклоуглерода при 0-15 град.С ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
увеличения выхода по току и срока службы анода электролиз ведут при
анодной плотности тока из электролита содержащего гидрофосфат калия и
азотнокислый калий при концентрации гидрофосфата калия и азотнокислого
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛЕЙ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ из соответствующих хлоридов
включающий электролиз хлоридов в мембранном электролизере обработку
католита кислотным агентом выделение целевого продукта в виде осадка и
возвращение маточного раствора в католит ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
снижения энергозатрат в католит вводят органический растворитель в
Использование предлагаемого способа получения солей щелочных металлов по
сравнению с существующими дает возможность значительно снизить
энергозатраты в процессе получения солей натрия и калия на основе
хлоридного сырья позволяет исключить загрязнение окружающей среды за счет
осуществления процесса в замкнутом цикле повышает безопасность
производства за счет применения малотоксичных реагентов.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФАТА ЧЕТЫРЕХВАЛЕНТНОГО ТИТАНА включающий
взаимодействие титансодержащего и фосфатсодержащего компонентов
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью увеличения выхода по веществу
взаимодействие ведут электрохимически в качестве титансодержащего
компонента используют титановые электроды а в качестве фосфорсодержащего
компонента – элементарный фосфор процесс ведут на переменном токе частотой
Гц и плотности температуре в водном растворе азотной кислоты
Преимущества способа:
- Процесс осуществляется с высоким уровнем управляемости процесса.
Согласно закону Фарадея время протекания процесса строго обсчитывается и
- Процесс упрощается за счет применения в качестве исходных реагентов
элементного фосфора любой дисперсности и аллотропной формы и металлического
титана. Это исключает затраты на получение свежеосажденных двуокиси титана
или ее солей а также применение концентрированной фосфорной кислоты.
- Сочетание высокого выхода по веществу и чистоты (99-100%).
- При поляризации электродной пары током переменной полярности процесс
получения целевого продукта ускоряется и осуществляется при невысоких
температурах 20-100 град.С (в аналогах 220-400 град.С).
- Используемый в качестве окислительной среды электролит практически не
расходуется и легко регенерируется.
- Осуществление процесса не требует сложного аппаратурного оформления и
проводится в обычной футерованной электролитической ванне.
- Кроме того в данном техническом решении производства достигается
одностадийное сочетание трех процессов: образование бета-титановой кислоты;
образование пятиокиси фосфора; ассоциация образовавшихся в результате
веществ в фосфат титана.
включающий электролиз водного раствора хлоридов титана и циркония перевод
полученного золя в гель отмывку и сушку продукта ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью повышения сорбционной способности сорбента к щелочноземельным
металлам электролиз ведут в присутствии хлорида бария
Сорбционная способность ионообменников синтезируемых предлагаемым
способом по сравнению с известными возрастает более чем в два раза.
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФИДА НИКЕЛЯ из водных растворов
содержащих сульфата никеля борной кислоты хлорида натрия и
фосфорсодержащий реагент при 50-90 град.С использовании никелевого анода
и плотности тока ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения процесса за
счет получения порошкового фосфида никеля в качестве фосфорсодержащего
реагента используют фосфорный шлам – отход производства фосфора.
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРГИДРООКИСИ АЛЮМИНИЯ включающий
нагрев алюмохлорсодержащего раствора и его электролиз ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем
что с целью сокращения продолжительности процесса электролиз ведут при
температуре раствора плотности тока поддерживая раствор постоянным
добавлением в него дистиллированной воды. В качестве алюмохлорсодержащего
раствора используют раствор хлористого алюминия. Дистиллированную воду
подают с температурой .
Изобретение позволяет сократить продолжительность процесса по сравнению с
прототипом на 88-90% с одновременным увеличением выхода по току на 5-58%.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 12-ВОЛЬФРАМОВО-ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ включающий
взаимодействие фосфата натрия с вольфраматом натрия ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
с целью увеличения выхода целевого продукта перед взаимодействием
осуществляют обработку вольфрамата натрия в анодной камере двухкамерного
электродиализатора с катионообменной мембраной до рН и взаимодействие
ведут электрохимически в той же камере при мольном соотношении вольфрама к
По сравнению с используемым в настоящее время в промышленности
заключающийся во взаимодействии фосфата и вольфрамата натрия при нагревании
с подкислением HCl последующей эфирной экстракцией и разложением эфирного
комплекса нагреванием с выделением свободной H3PW12O40 предлагаемый способ
позволяет повысить выход целевого продукта с 61 до 90%.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕТРАХЛОРИДА ГЕРМАНИЯ взаимодействием германия с
хлорсодержащим компонентом ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения
процесса и повышения чистоты продукта взаимодействие ведут в электролизере
с анодом из германия и катодом из алюминия в качестве хлорсодержащего
компонента используют электролит содержащий хлорид алюминия % хлорид
натрия % и хлорид калия % при плотности тока и температуре
Предлагаемый способ позволяет упростить получение тетрахлорида германия за
счет исключения многостадийной операции очистки продукта от хлоридов
металлов и хлора и повысить его чистоту.
Кроме того возможность регулирования скорости генерации газа в широких
пределах по предлагаемому способу позволяет создать управляемый дозатор
газа тетрахлорида германия для получения пленок германия оксида германия и
других соединений из газовой фазы на керамических и других подложках.
СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРА ЩЕЛОЧИ ОТ КАРБОНАТОВ в электролизере включающий
циркуляцию раствора щелочи через катодное пространство и отвод кислорода из
анодного пространства при наложении электрического тока ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем
что с целью упрощения процесса и снижения энергозатрат очистку ведут в
электролизере с пористой матрицей зажатой между газопроницаемыми
электродами при поддержании давления кислорода в анодном пространстве выше
давления циркулирующего раствора щелочи
Использование предлагаемого способа очистки раствора щелочи обеспечивает по
сравнению с известным способом упрощение процесса и снижение энергозатрат
за счет сокращения числа ступеней электролиза постоянство концентрации
очищаемого раствора щелочи по основному компоненту что позволяет исключить
дополнительные контакты очищенного раствора с воздухом путем организации
очистки раствора щелочи заправленного в электрохимическую систему.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРИДА ГЕРМАНИЯ электролизом щелочных
германийсодержащих растворов ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
выхода целевого продукта электролиз ведут в электролизере анодное и
катодное пространство которого разделены полупроницаемой перегородкой при
плотности тока отношении площади рабочей поверхности катода к объему
католита концентрации щелочи в растворе и германия в пересчете на
По сравнению с известным способом предлагаемый способ позволяет повысить
выход гидрида германия с 52 до 79 мас.%.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА ВОЛЬФРАМА включающий электролиз расплава
содержащего хлорид натрия хлорид калия вольфрамат натрия в присутствии
углекислого газа под давлением ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
увеличения выхода по току электролиз ведут в расплаве дополнительно
содержащем дивольфрамат натрия при следующем соотношении компонентов
Предлагаемый способ получения карбида вольфрама по сравнению с известным
позволяет повысить выход продукта по току с 40-50% до 60-75% обеспечивает
возможность корректировки расплава с сохранением чистоты и качества
РАСПЛАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БОРА ЭЛЕКТРОЛИЗОМ включающий тетрафторборат калия
и борный ангидрид ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью увеличения содержания
основного вещества в продукте и уменьшения потерь компонентов расплава он
дополнительно содержит фтористый калий при следующем соотношении
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДА МЕДИ(I I) электролизом раствора сульфата и
карбоната натрия с использованием медного анода ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью упрощения процесса и увеличения выхода по току электролиз ведут на
переменном токе промышленной частоты с использованием титанового катода при
плотности тока и соотношении плотностей тока на аноде и катоде
Предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает следующие
преимущества: упрощает процесс в результате применения переменного
промышленного тока вместо выпрямленного постоянного тока. Это исключает
использование дорогостоящего дефицитного оборудования – выпрямителя тока
требующего дополнительной площади (помещения) и содержания дополнительного
рабочего персонала для обслуживания и ремонта; отсутствует пассивация
электродов до плотности тока 10000 Ам2 на медном электроде что приводит к
интенсификации процесса в несколько раз; по предлагаемому способу выход по
току оксида меди (II) в оптимальных условиях возрастает более чем на 10-15%
по сравнению с известным.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА МАРГАНЦА электролизом водного раствора
сульфата марганца ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения расхода
электроэнергии и увеличения удельной поверхности продукта электролиз ведут
в присутствии декаванадиевой кислоты.
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОСАЖДЕНИЯ ГИДРОКСИДА КОБАЛЬТА ЭЛЕКРОЛИЗОМ ИЗ
НИКЕЛЬ- И КОБАЛЬТСОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФАТНО-ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРОВ включающий
регулирование температурного режима полого катода подачей в его полость
охлаждающей жидкости ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения удельных
энергозатрат электролиз ведут на переменном токе и управление осуществляют
по влеличине обратного тока при анодной поляризации а при превышении
величины обратного тока над заданным изменяют расход или температуру
охлаждающей жидкости .
*.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА МАРГАНЦА ДЛЯ КАТОДА литиевого источника тока
электролизом сернокислого раствора сульфата марганца ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем
что с целью повышения энергоемкости катода электролиз проводят на
Полученный предлагаемым способом диоксид марганца по сравнению с диоксидом
марганца полученным по способу-прототипу в литиевых источниках тока имеет
более высокую (на 3-29% от теоретической) энергоемкость. Использование
диоксида марганца полученного предлагаемым способом в конечном результате
дает экономию материала уменьшает габариты источника тока и повышает
энергоемкость литиевого источника тока.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИСТОГО БОРА ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
повышения чистоты и выхода продукта получение ведут электролизом расплава
содержащего хлористый свинец в количестве и хлористый натрий с
использованием анода из смеси активированного угля в количестве и бора
или оксида бора при плотности тока Аг бора или оксида бора.
Предлагаемый способ получения хлористого бора по сравнению с известным
позволяет в 15 раза повысить выход продукта а также его чистоту за счет
значительного снижения количества примесей.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИЯ электролизом расплава содержащего кремнефторид
щелочного металла и фторид калия в присутствии двуокиси кремния в твердой
фазе ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения способа и увеличения
содержания кремния в продукте в качестве кремнефторида щелочного металла
используют кремнефторид калия расплав дополнительно содержит хлорид калия
при следующем соотношении компонентов и электролиз ведут при катодной
плотности тока и температуре расплава при соблюдении соотношения
*.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА МАРГАНЦА ДЛЯ КАТОДА ЛИТИЕВОГО ИСТОЧНИКА ТОКА
электролизом раствора содержащего сульфат марганца серную кислоту и
сульфат щелочного металла ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
удельной емкости диоксида марганца в качестве сульфата щелочного металла
используют сульфат лития в количестве и электролиз осуществляют при
По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет в среднем на 5-10%
повысить удельную емкость диоксида марганца на катоде и следовательно во
столько же раз удельную емкость литиевого источника тока.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОЙ ДВУОКИСИ МАРГАНЦА для сорбционной очистки
включающий электрохимическую обработку раствора содержащего соединение
марганца в бездиафрагменном электролизере с последующим выделением
двуокиси марганца ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения сорбционной
активности двуокиси марганца по рутению в качестве соединения марганца
используют перманганат калия и процесс ведут
Предлагаемый способ в отличие от известных не приводит к увеличению
солевого состава сбросных вод. Получаемая по данному способу двуокись
марганца обладает в 10 раз большей сорбционной активностью по рутению и
легко удаляется из сбросных вод отстаиванием с получением пульпы влажностью
% т.е. с объемом осадка в 3-9 раз меньшим чем в известных способах.
РАСПЛАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БОРИДА ТИТАНА электролизом содержащий оксид
титана и борсодержащее соединение ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
чистоты продукта и снижения температуры процесса в качестве борсодержащего
соединения он содержит оксид бора и дополнительно содержит фтористый калий
и тетрафторборат калия при следующем соотношении
СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ВОДНОГО РАСТВОРА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ путем
электролиза ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения энергозатрат времени
обработки и потерь кислоты электролиз ведут при катодной плотности тока
По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет значительно
уменьшить время обработки в 15-2 раза снизить потери кислоты и в 15-3
раза – затраты электроэнергии.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДВУОКИСИ МАРГАНЦА на аноде на основе
титана из электролита содержащего водный раствор серной кислоты и
сернокислого марганца в количестве 70-100 гл ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью увеличения производительности процесса за счет исключения пассивации
анода электролит содержит серной кислоты и электролиз ведут при
плотности тока на аноде дополнительно содержащем никель в количестве
Применение данного способа позволяет вести процесс получения диоксида
марганца без пассивации анода и с получением продукта с высоким содержанием
MnO2 (90%). При этом процесс получения ЭДМ становится в 17-2 раза
эффективнее чем по пототипу.
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДНЫХ ЛИТИЙ-ВОЛЬФРАМОВЫХ БРОНЗ включающий
вольфрамат лития и вольфрамовый ангидрид ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
упрощения процесса за счет снижения температуры и повышения дисперсности
получаемых бронз электролит дополнительно содержит хлорид лития при
следующем соотношении компонентов
По сравнению с известным техническим решением предлагаемый электролит
позволяет значительно упростить процесс за счет проведения его при
температуре на 150-250 град.С ниже и повысить дисперсность получаемых
порошков литий-вольфрамовых бронз уменьшив размер частиц с 005-03 см до
-1.ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДНЫХ ЛИТИЙ-ВОЛЬФРАМОВЫХ БРОНЗ включающий
хлорид лития и триоксид вольфрама ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
дисперсности получаемых бронз электролит дополнительно содержит метафосфат
лития при следующем соотношении компонентов .
Предлагаемый электролит позволяет получать высокодисперсный порошок
оксидных вольфрамовых бронз состав которых регулируется составом
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА МОЛИБДЕНА электролизом расплава содержащего
молибдат и карбонат щелочного металла ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
повышения выхода по току электролиз ведут из расплава содержащего в
качестве молибдата и карбоната щелочного металла молибдат и карбонат лития
и дополнительно содержащего вольфрамат натрия % молибдат лития
карбонат лития и вольфрамат натрия при катодной плотности тока
Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет:
снизить температуру процесса на 100-150 град.С;
увеличить выход продукта в 11-12 раза с 0405 до 045 гА.ч;
увеличить производительность процесса в 20-24 раза;
значительно упростить отмывку продукта от электролита;
получать высокодисперсные чистые порошки обладающие высокой
каталитической активностью.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ОКСИДА УРАНА ФОРМУЛЫ U3 O9 включающий
электролиз расплава содержащего соединение урана потенциостатическом
режиме с использованием платинового анода при ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью повышения степени чистоты продукта и интенсификации процесса
электролиз ведут при потенциале катода относительно платинокислородного
электрода сравнения в расплаве содержащем сульфата уранила и
эвтектической смеси сульфатов щелочных металлов.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗОЛЯ ОКСИДА ЧЕТЫРЕХВАЛЕНТНОГО ОЛОВА электролизом
водного раствора тетрахлорида олова ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
упрощения процесса за счет обеспечения возможности электролиза в
бездиафрагменном электролизере процесс ведут в присутствии в водном
растворе нитрат-ионов в количестве
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЛОТОРЕАГЕНТА-СОБИРАТЕЛЯ-БУТИЛДИКСАНТОГЕНИДА И
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. 1.СПОСОБ получения в растворе
бутилксантогената электрохимическим окислением бутилксантогената
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения флотоактивности реагента
окисление проводят переменным током с плотностью с одновременным
перемешиванием раствора с частотой 2.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР для получения
флотореагента-собирателя ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
флотоактивности реагента корпус и электрод выполнены в виде цилиндров
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДА КАДМИЯ включающий окисление металлического
кадмия ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения чистоты продукта за счет
снижения содержания таллия улучшения условий труда и увеличения удельной
поверхности продукта окисление ведут электрохимически в растворе щелочи с
рН = при переменным током с последующей сушкой гидроксида кадмия и
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДА МЕДИ (I I) путем анодного растворения меди в
электролите содержащем сульфат и карбонат натрия ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью снижения энергетических затрат и улучшения качества получаемого
продукта за счет уменьшения содержания элементарной меди в электролит
вводят полиакриловую кислоту в количестве
включающий электролиз водного раствора смеси хлоридов титана и циркония
перевод полученного золя в гель отмывку и сушку продукта ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ
тем что с целью повышения сорбционной способности сорбента (в 15 раза)
в водный раствор подаваемый на электролиз дополнительно вводят хлорид
натрия в количестве
ВОДНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА МАРГАНЦА электрохимическим
осаждением содержащий сульфаты марганца и аммония ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
с целью повышения производительности процесса осаждения без снижения выхода
по току электролит дополнительно содержит фтористо-водородную кислоту
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРИДА ГЕРМАНИЯ электролизом солянокислого раствора
четырехвалентного германия в диафрагменном электролизере с ртутным катодом
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью увеличения выхода по веществу используют
раствор соляной кислоты с концентрацией четырехвалентного германия анод
из амальгамы цинка и электролиз ведут
Предлагаемый способ позволяет получить моногерман с выходом 9890% тогда
как в прототипе выход 05%. При этом способ отличается высокой
эффективностью прост по технической сущности и позволяет выделить продукт
заданного состава GeH4.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗОЛЯ ГИДРАТИРОВАННОГО ДИОКСИДА ОЛОВА электролизом
водного раствора хлорида четырехвалентного олова в присутствии соли
циркония взятой в количестве % от олова ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
улучшения качества продукта за счет получения устойчивого золя с
кристаллической структурой касситерита соль циркония вводят в раствор при
достижении атомного отношения хлора к олову
Предлагаемый способ получения золя диоксида олова по сравнению с известным
техническим решением позволяет в 15-2 раза повысить в нем содержание
кристаллической фазы и увеличить тем самым его устойчивость.
СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПЯТИВАЛЕНТНОГО МЫШЬЯКА ИЗ
СЕРНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ в присутствии катализатора до арсина ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ
тем что с целью увеличения выхода арсина в качестве катализатора
используют соль трехвалентного хрома и электрохимическое восстановление
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает следующее
преимущество: выделение мышьяка (У) в виде арсина с довольно высоким
выходом по веществу (52-60%).
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ДВУОКИСИ УРАНА включающий
триоксид урана ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения процесса он
дополнительно содержит триоксид молибдена и молибдат калия при следующем
Поставленная цель достигается благодаря:
более низкой рабочей температуре данных расплавов что заметно снижает
их коррозионную активность и уменьшает энергозатраты на единицу готового
более высокой концентрацией урана что позволяет интенсифицировать
процесс получения кристаллической UO2 и снизить ее себестоимость;
отсутствию необходимости постоянной корректировки электролита по
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ОКИСЛА УРАНА ФОРМУЛЫ U4 O9
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения и интенсификации процесса
получение ведут путем электролиза при потенциале катода относительно
кислородного электрода сравнения и температуре в расплаве электролита
Преимуществами предлагаемого способа являются:
- значительное снижение энергозатрат необходимых на изготовление единицы
- высокая интенсивность процесса получения кристаллов
- удешевление процесса поскольку отсутствует необходимость в
предварительных операциях очистки исходных реагентов.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТОГО КРЕМНИЯ путем хлорирования кремния
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения процесса хлорирование ведут
электрохимически при плотности тока с использованием анода из кремния и
расплава электролита следующего состава:
СПОСОБ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ОКИСЛЕНИЯ ВОДОРОДА на электроде в присутствии
гидрогеназы и переносчика электронов-метилвиологена ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
с целью обеспечения возможности проведения процесса непрерывно и уменьшения
расхода гидрогеназы в качестве электрода используют сажу на которую
предварительно наносят гидрогеназу
Предложенный способ электроокисления водорода позволяет осуществить процесс
в мягких условиях и с высокой эффективностью. Способ может найти применение
при разработке биохимических источников тока а также для изготовления
ферментных электродов для анализа водорода в смесях.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРАТИРОВАННОЙ ДВУОКИСИ ЦИРКОНИЯ включающий
электролиз раствора хлористой соли циркония до атомного отношения хлора к
цирконию равного нагревание и капельное диспергирование образовавшегося
раствора и раствор аммиака ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью ускорения
процесса и уменьшения потерь циркония нагревание осуществляют в
присутствии мочевины взятой в количестве необходимом для выделения
молей аммиака на моль двуокиси циркония
По данному способу удается значительно ускорить процесс получения
гидратированной двуокиси циркония (по способу-прототипу время затраченное
на получение готового продукта составляет 46 ч. а по данному способу – 33
ч.). Кроме того не происходит осаждения на катоде гидроокиси циркония что
позволяет исключить потери циркония.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДИ И ДВУОКИСИ МАРГАНЦА включающий выщелачивание
марганцевых и медных руд и электролиз полученных растворо при анодной
плотности тока ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения технологического
процесса и увеличения выхода по току электролиз ведут в азотнокислых
растворах меди и марганца при содержании ионов меди и ионов марганца
катодной плотности тока и среднем напряжении на ванне
По сравнению с существующим сернокислым способом получения MnO2 и Cu
описанный азотнокислый способ имеет следующие преимущества:
Более высокое содержание MnO2 в полученном продукте.
В предложенном методе NO3 ионы легче отмываются от готового продукта
двуокиси марганца чем SO4 ионы в прототипе.
В азотнокислых растворах выделение водорода на медном катоде в
присутствии ионов Mn++ затрудняется и увеличивается катодный выход по
Уменьшается расход электроэнергии за счет электропроводности
азотнокислых растворов.
Более высокие выходы по току как катодного так и анодного продукта.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА ВОЛЬФРАМА путем электролиза расплава
электролита содержащего хлорид натрия и вольфрамат натрия при плотности
тока ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения чистоты продукта и
упрощения способа за счет снижения температуры электролиз ведут при подаче
углекислого газа под давлением в электролите дополнительно содержащем
хлорид калия при следующем соотношении
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИБИНА путем электролиза в диафрагменном
электролизере с подачей в катодное пространство минеральной кислоты
содержащей сурьму и подачей в анодное пространство минеральной кислоты
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения выхода и чистоты продукта в
процессе используют минеральную нелетучую кислоту в катодное пространство
подают последнюю в смеси с элементарной сурьмой
Предложенный способ позволяет на 35-40% повысить выход и чистоту стибина по
сравнению с известным способом.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗОЛЯ КРЕМНЕВОЙ КИСЛОТЫ путем электродиализа раствора
силиката натрия ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения выхода целевого
продукта и упрощения способа используют раствор силиката натрия с
концентрацией в пересчете на двуокись кремния и электродиализ ведут при
плотности тока напряжении и скорости протекания раствора относительно
поверхности электродов
Преимуществом изобретения является упрощение способа получения золя за счет
исключения образования осадка на анодах электродиализатора что позволяет
вести процесс непрерывно в течение длительного времени (более 80 часов) без
очистки или замены электродов.
Кроие того данным способом получают стабильный концентрированный
кремнезоль с содержанием SiO2 до 150 гл.
Способ более экономичен по расходу электроэнергии т.к. электродиализ ведут
при низком напряжении и кроме того сокращается расход водяного пара на
выпаривание золя для получения концентрированного кремнезоля (SiO2 150
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ НЕОДИМА И ПРАЗЕОДИМА ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем
что с целью повышения степени разделения процесс проводят в электролизере
с биполярным галлиевым электродом при потенциале катодной поверхности
электрода анодной поверхности относительно нормального каломельного
электрода с использованием в качестве католита молярного раствора
этилендиаминтетраацетонеодимата лития а в качестве анолита – раствора
минеральной кислоты.
По сравнению с известным предложенный способ позволяет повысить степень
разделения неодима и празеодима и получить продукт с чистотой 999998%
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ФОСФАТНОГО
КАТАЛИЗАТОРА состоящего из ортофосфатов кальция хрома и никеля путем
электролиза электролита содержащего хромовый ангидрид и фосфорную кислоту
в бездиафрагменном электролизере с никелевыми электродами при 50-105
град.С ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения устойчивости сырья и
повышения концентрации компонентов в сырье в исходный электролит вводят
оксид кальция при следующем соотношении компонентов
и электролиз ведут при плотности тока до обеспечения отношения в
электролите никеля к хрому и оксида кальция к оксиду никеля равного
Предлагаемый способ позволяет:
а) получать композицию – ортофосфат кальция хрома и никеля –
комплексное сырье для производства фосфатного катализатора обладающего
повышенными гидролитической устойчивостью (рН гидратообразования 4 ионный
состав % - К-946 Н- 19 А- 35) и концентрацией (по сумме окислов 250-
б) улучшить каталитические характеристики и упростить технологию
производства катализатора за счет сокращения нескольких технологических
операций. Кроме того способ позволяет интенсифицировать процесс
электролиза при получении композиции за счет повышения плотности тока до 20
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА электролизом водного раствора иодистого калия
с последующим восстановлением иодата калия до иодистого калия и подачей
раствора иодистого калия на электролиз ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
упрощения процесса электролиз водного раствора иодистого калия ведут до
концентрации иодата калия и восстановление иодата калия осуществляют
Предлагаемое изобретение позволяет упростить технологическую схему за счет
исключения ряда операций связанных с восстановлением иодистого калия и за
счет возможности возврата отрегенерированного раствора в начало цикла – на
электролитическую стадию.
Кроме того исключение из процесса ряда стадий относящихся к регенерации
иодистого калия в том числе высокотемпературных позволяет снизить
энергетические затраты на процесс а также решить проблему утилизации
сероводорода с получением элементарной серы.
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ФОТОЛИЗА ВОДЫ ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
увеличения производительности электролизера мембрана выполнена
радиационной сополимеризацией полиэтиленовой пленки с метилвинилперидином и
акриловой кислотой в следующих соотношениях
БИПОЛЯРНЫЙ ФИЛЬТРПРЕССНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ВОДОРОДА И
КИСЛОРОДА включающий два монополярных электрода между которыми
расположены чередующиеся биполярные электроды разделенные по периметру
диэлектрическим рамками ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
производительности и надежности эксплуатации диэлектрические рамки
снабжены по центру вертикальными перемычками при этом
ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА включающий расплав щелочи
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью увеличения выхода по току и увеличения
производительности процесса в качестве щелочи он содержит едкое кали и
дополнительно содержит хлористый калий при следующем соотношении
Технико-экономическая эффективность обеспечиваемая использованием
заявляемого электролита заключается в увеличении выхода по току водорода с
-90% до 97-99% и увеличении производительности процесса выражаемой
плотностью тока в 3 раза по сравнению с прототипом.
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА включающий корпус с размещенными в
нем концевыми монополярными электродами между которыми помещены диафрагмы
и биполярные электроды содержащие электронные элементы и токопередающие
элементы которые соединены одним своим торцом с одним из электродных
элементов ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения конструкции и повышения
надежности работы электролизер снабжен прижимным элементом и на другом
торце токопередающего элемента выполнена канавка в которой расположен
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ КИСЛОРОДА И ВОДОРОДА включающая фильтр-
прессный электролизер с монополярными и биполярными электродами устройство
для регулирования состава газовой смеси ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью
увеличения теплоотвода от периферийных зон биполярных электродов и
улучшения регулирования состава газовой смеси она снабжена осушителем
газов а электроды электролизера соединены между собой посредством
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА включающая электролизер
питатель-дозатор камеру сжатого пара смеситель и емкость подпитки
электролита ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью снижения энергозатрат и
обеспечения непрерывности работы установка снабжена двумя сосудами-
отстойниками гидростатического действия установленными в камере сжатого
пара размещенной между питателем-дозатором и смесителем соединенные со
смесителем с камерой сжатого пара и с емкостью подпитки электролита и
последняя соединена с камерой сжатого пара
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА путем электролиза водного раствора
электролита ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения удельных энергозатрат
в качестве электролита используют гидроксид калия концентрацией и
электролиз ведут при чередовании импульсов напряжением и длительностью
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ КИСЛОРОДА И ВОДОРОДА ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем
что с целью повышения производительности электролизер установлен с
возможностью вращения а электроды размещены на расстоянии от полого
цилиндра в верхней части которого
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА включающий электролиз воды в двухкамерном
электролизере подачу деполяризатора в анодное пространство регенерацию
дероляризатора из анолита ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения расхода
электроэнергии и упрощения процесса в качестве деполяризатора используют
водный раствор смеси сульфита и сульфата аммония взятых в весовом
соотношении и процесс ведут при поддержании рН анолита
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ФИЛЬТРПРЕССНОГО ТИПА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА
содержащий электроды металлические рамы с диафрагмами и уплотнительными
прокладками выполненные с отверстиями образующими каналы для подвода
электролита и отвода газов ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
надежности работы электролизера на поверхности рам между каналами и
внешней кромкой рам выполнены проточки образующие
ФИЛЬТРПРЕССНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР для получения водорода содержащий основные
и выносные электроды ячейковые рамы диафрагмы и уплотняющие прокладки
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью интенсификации процесса электролиза
выносные электроды выполнены с отверстиями диаметр которых
Предложенная конструкция электролизера позволяет изготавливать аппараты
имеющие следующие характеристики:
Производительность м3ч 600-800
Напряжение на ячейке при плотности тока 025 Асм2 195-200 В
Применение предложенного электролизера позволит сократить затраты
электроэнергии на получение водорода методом электролиза воды на 6-9% при
одновременном увеличении производительности на 25% упростить сборку
электролизеров и повысить надежность их работы.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАТНОГО УДАРА ПЛАМЕНИ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕР для
получения смеси кислорода и водорода включающее емкость с барботером и с
двумя жидкими компонентами один из которых вода ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем что с
целью повышения эффективности защиты от распространения обратного удара
пламени в качестве второго жидкого компонента устройство содержит
несмешивающуюся с водой жидкость
ФИЛЬТР-ПРЕССНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР для получения смеси кислорода и водорода
включающий электроды разделенные диэлектрическими прокладками
токоподводы концевые плиты одна из которых снабжена патрубком вывода
газовой смеси а другая соединена с первым из токоподводов ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ
тем что с целью экономии металла за счет снижения коррозии второй
токоподвод соединен с электродом ближайшим к концевой плите снабженной
патрубком вывода газовой смеси
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА включающий ряд
электролитических ячеек соединенных между собой по газу и току трубчатыми
токоподводами ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения безопасности
эксплуатации электролизера вывод трубчатого токоподвода любой
электролитической ячейки размещен
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА из гидратированного расплава щелочи
содержащий корпус вертикально расположенный анод и катод патрубки для
отвода газов и ввода водяного пара ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
повышения производительности электролизера (в 75-15 раз) катод выполнен в
виде короба без дна
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА путем электролиза воды ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
с целью снижения расхода электроэнергии воду перед электролизом и во время
его обрабатывают ультразвуком и электролиз ведут при воздействии на воду
бета и гамма-излучения с объемной интенсивностью и расходе воды
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА включающий корпус
пористые электроды с зажатой между ними диафрагмой и пористую перегородку
размещенную между одним из электродов и корпусом ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью повышения производительности электролизера он снабжен пористыми
ЯЧЕЙКА ФИЛЬТРПРЕССНОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА включающая корпус с помещенными в
нем пористой перегородкой снабженной пористыми проставками размещенной на
расстоянии от стенки корпуса пористыми анодом и катодом и зажатой между
ними диафрагмой ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью повышения надежности работы
электролизера и снижения его габаритов пористая перегородка и проставки
выполнены из электропроводного материала в виде
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ФИЛЬТРПРЕССНОГО ТИПА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДЫ включающий
монополярные электроды между которыми помещены диафрагмы и биполярные
электроды а также питательные и газовые трубопроводы и газосборник
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения надежности работы электролизера
он снабжен автоматической системой защиты содержащей датчик тока
газоанализаторы датчик перепада давления релейный блок
электропневматический трехходовой клапан и запорные клапаны с
пневмоприводами при этом
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРЕМУЧЕГО ГАЗА включающий цилиндрический
корпус являющийся внешним электродом концентрически расположенный
внутренний электрод тороидальный трансформатор с вторичной обмоткой с
верхней и нижней крышками и выпрямительные элементы ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
с целью снижения напряжения на электролизере вторичная обмотка выполнена в
виде двух полых полуторов один из которых
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРОЗОДИСУЛЬФОНАТА путем окисления
гидроксиламиндисульфоната в водной щелочной среде ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью упрощения процесса последний проводят электрохимически на графитовом
аноде при плотности тока и напряжении на клеммах электролизера в
присутствии % свободного аммиака при температуре
По сравнению с прототипом описанный способ имеет следующие преимущества:
Отсутствие отходов так как полученный в результате электролитического
окисления раствор соли Фреми используется без дальнейшей обработки.
Одностадийность и простота аппаратурного оформления. Кроме того
исключается применение дорогостоящих окислителей.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТОГО ИОДА из щелочного иодного концентрата с
добавкой соединения щелочного металла в диафрагменном электролизере с
использованием в качестве диафрагмы полихлорвиниловой ткани ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ
тем что с целью повышения степени чистоты продукта в качестве соединения
щелочного металла используют раствор иода калия с концентрацией взятой в
количестве на 1 г щелочного иодного концентрата в пересчете на
элементарный иод и электролиз ведут при рН катодной плотности тока и
отношении анодной плотности тока к катодной
По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет повысить степнь
очистки иода до 9996% и кроме того уменьшить потери иода.
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ХЛОРА из хлорсодержащих газов включающий абсорбцию
хлора раствором хлористого железа подачу полученного раствора хлорного
железа в катодную камеру диафрагменного электролизера с титановым катодом и
оксидно-металлическим анодом и проведение электролиза при плотности тока
и температуре с получением хлора в анодной камере ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
с целью увеличения чистоты извлекаемого хлора и повышения стойкости катода
электролиз ведут с диафрагмой из фторлоновой ткани при циркуляции
электролита в катодной камере со скоростью
УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ АНОЛИТА ХЛОРНЫХ ПРОИЗВОДСТВ работающих по
ртутному или мембранному методу включающая колонну обесхлоривания реактор
донасыщения анолита аппараты очистки от сульфатов и катионов жесткости
осветлитель и фильтр ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью сокращения расхода
реагентов на обработку анолита она дополнительно содержит двухкамерный
электролизер с катионнообменной мембраной .
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И
КАУСТИЧЕСКОЙ СОДЫ методом диафрагменного электролиза водного раствора
хлорида натрия подаваемого на группу электролизеров включающий
регулирование общего расхода раствора хлорида натрия в зависимости от
токовой нагрузки и концентрации хлорида натрия ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью снижения расхода раствора хлорида натрия и электроэнергии при
наибольшей выработке каустической соды за счет улучшения качества
управления общий расход раствора хлорида натрия корректируют по текущим
значениям расхода и средней концентрации раствора каустической соды .
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРАТА НАТРИЯ электролизом хлоридного раствора в
электролизерах с окиснорутениевыми анодами ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
снижения энергозатрат за счет возможности проведения процесса при 70-95
град. С при сохранении высокого выхода по току электролиз ведут в
присутствии бикарбонат-иона в количестве
Отличительным признаком данного изобретения является осуществление процесса
электролиза в присутствии HclO-иона что позволяет существенно снизить
энергетические затраты так как высокий выход по току хлората сохраняется
при уменьшении электродного потенциала и омических потерь в электролите
сокращении расхода воды на охлаждение.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ ХЛОРАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ
МЕТАЛЛОВ включающий электролиз раствора хлорида щелочного металла в
электролизере снабженном циркуляционным контуром с использованием
окиснометаллических анодов при 70-80 град. С и рН 65-70 ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ
тем что с целью упрощения процесса за счет получения раствора хлората
щелочного металла с концентрацией и хлорида щелочного металла
непосредственно на стадии электролиза и упрощения аппаратурного оформления
процесса электролиз ведут с подачей в циркуляционный контур воздуха с
последующей конденсацией в газовой фазе % водяных паров и возврата
конденсата в электролит.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА путем электролиза раствора соляной кислоты и
раствора хлорида металла в электролизере с ионообменной мембраной
разделяющей катодное и анодное пространство с донасыщением отработанных
растворов соляной кислотой и хлоридом металла и возвращением их на
электролиз ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения процесса и повышения
чистоты хлора в качестве раствора хлорида металла используют
концентрированный раствор хлорида щелочного металла подкисленный соляной
кислотой который подают в анодное пространство электролизера в катодное
пространство подают раствор соляной кислоты и электролиз ведут с
использованием окисного рутениево-титанового анода
Предложенный способ обеспечивает получение хлора высокой чистоты из
абгазного HCl при этом электролиз соляной кислоты осуществляют в условиях
максимально благоприятных для работы окисных рутениево-титановых анодов.
Замена хлорида поливалентного металла на хлорид щелочного металла
существенно упрощает процесс регенерации отработанного раствора.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРНОЙ КИСЛОТЫ путем электрохимического окисления
хлора в растворе соляной и хлорной кислот ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
увеличения выхода по току хлорной кислоты электрохимическое окисление
ведут при плотности тока и хлор подают в раствор под давлением
Предлагаемый способ имеет существенные технико-экономические преимущества
перед существующими:
Повышение выхода хлорной кислоты по току до 91%.
Интесификация процесса ее получения за счет применения более высоких
плотностей тока (04-07 Асм2 вместо 02-03 Асм2 в прототипе).
Кроме того при осуществлении процесса по данному способу происходит
снижение энергозатрат при получении хлорной кислоты связанное с тем что
на катоде образуется сжатый до 3-6 атм водород растворимость хлора под
давлением значительно увеличивается что приводит к повышению выходов
хлорной кислоты и по веществу; из анодной смеси находящейся под давлением
снижением температуры до 10 15 град.С легко отделяется хлор в жидком виде
и может быть использован заново в электрохимическом синтезе хлорной
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРАТА НАТРИЯ включающий электролиз водного раствора
хлорида натрия с концентрацией последнего в электролизере с
окиснорутениевыми анодами упаривание раствора кристаллизацию хлората
натрия и электролиз маточника с получением концентрированного раствора
продукта ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью увеличения срока службы анодов и
упрощения процесса электролиз исходного раствора хлорида натрия ведут до
содержания в нем хлорида смешивают с % концентрированного раствора
продукта направляют на стадию выпарки и упаривание ведут
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРБОРАТА НАТРИЯ путем электролиза раствора метабората
натрия содержащего карбонат и бикарбонат натрия на платиносодержащих
анодах под избыточным давлением с последующим выделением пербората натрия
из раствора и донасыщение его метаборатом натрия ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью увеличения выхода по току электролиз ведут при град. С а аноды
предварительно поляризуют в течение в щелочных растворах содержащих
Предлагаемый способ позволяет увеличить выход по току пербората натрия на
-92% что дает возможность получить дополнительно 500 т пербората
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРБОРАТА НАТРИЯ включающий осаждение бората кальция
известковым молоком из борсодержащих растворов полученных углекислотным
или сернокислотным разложением борсодержащего сырья его разложение
карбонатом натрия отделение осадка карбоната кальция и электрохимическое
окисление полученного карбонат-метаборатного раствора ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем
что с целью снижения расхода электроэнергии за счет предотвращения
инкрустации электродов и уменьшения расхода платины перед осаждением
Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет
сократить на 05-06 гт продукта расход платины и на 5% сократить расход
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ ПЕРБОРАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ электролизом
карбонатно-боратных растворов в бездиафрагменном электролизере при подаче
на катод кислорода ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью уменьшения расхода
электроэнергии и повышения концентрации перборатов в растворе процесс
ведут при использовании катода из электрохимически активированной
углеграфитовой ткани и анода из стеклоуглерода при катодной плотности тока
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРБОРАТА НАТРИЯ включающий электрохимическое
окисление электролита содержащего карбонат-боратные растворы с
последующей кристаллизацией целевого продукта ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью увеличения выхода пербората натрия за счет снижения инкрустаций на
стенках оборудования перед электрохимическим окислением в электролит
вводят % кристаллического пербората натрия с размером частиц
включающий корпус с расположенными в нем окисно-металлическими анодами на
титановой основе и катодами из титана патрубок ввода электролита
размещенный под электродами ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения
обслуживания электролизера за счет исключения демонтажа при его промывке
он снабжен кожухом в который помещены электроды.
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР С РТУТНЫМ КАТОДОМ ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
стойкости днища в амальгаме и удешевления электролизера за счет сокращения
расхода цветных металлов днище электролизера выполнено из сплава железа с
алюминием и марганцем
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ОТ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПРИМЕСЕЙ РТУТИ В ПОТОКЕ
содержащее постоянные магниты и дистанционные прокладки между ними
заключенные в непроницаемый для ртути патрон из неферромагнитного
материала снабженный проницаемым для ртути наружным каркасом из
магнитомягкого материала ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем что с целью повышения
эффективности процесса очистки дистанционные прокладки выполнены различной
При очистке ртути содержащей 450 мгл железа в известном устройстве после
суток достигли конечной концентрации 30 мгл железа.
При очистке той же ртути в устройстве в соответствии с настоящим
изобретением через 3 суток количество железа составило 10 мгл.
Увеличение степени очистки ртути позволяет снизить расход электроэнергии
при проведении процесса электролиза на 140 квт.ч.т соды каустической.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И ЩЕЛОЧИ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЕ С РТУТНЫМ КАТОДОМ
включающий электролиз водных растворов хлорида щелочного металла и
циркуляцию ртути в системе электролизер – разлагатель – насос – магнитный
фильтр – электролизер ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью предупреждения
образования амальгамного масла на днище снижения расхода электроэнергии
повышения выхода по току сокращения уноса ртути из электролизера
увеличения времени пробега анодов и снижения ремонтоемкости электролизера
циркулирующую ртуть перед подачей ее в магнитный фильтр подвергают
непрерывной обработке путем импульсного гашения скорости ртути
УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХЛОРА И ЩЕЛОЧИ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ С РТУТНЫМ
КАТОДОМ включающая электролизер разлагатель соединяющий их трубопровод с
вертикальной и горизонтальной частями и электромагнитный насос
ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью повышения производительности установки она
снабжена аккумулятором ртути и фильтром
Благодаря введению в электролитическую ванну аккумулятора с объемом в
указанных пределах и фильтра улавливающего примеси достигнуто:
- полная ламиниризация течения ртути по катоду что обеспечивает
стабилизацию ведения процесса повышение эффективности электролизера;
- значительное сокращение потерь ртути с реагентом (в 2-3 раза);
- уменьшение содержания растворимой ртути в конечном продукте что
позволяет расширить сферу ее применения;
- авторегулировка производительности насоса в зависимости от уровня ртути в
разлагателе обеспечивающая требуемую толщину ртути на катоде;
- неизменность технических параметров насоса в процессе эксплуатации
позволяющая снизить общий объем заливаемой ртути в электролизер (на 5-
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И ЩЕЛОЧИ содержащий ртутный катод
расположенный на днище и металлические аноды с расположенными на
расстоянии друг от друга рабочими элементами с активным покрытием
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения конструкции и снижения потерь
ртути в процессе электролиза рабочие элементы анода расположены друг от
друга на расстоянии
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАСАДКИ ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ АМАЛЬГАМЩЕЛОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
включающий обжиг углеродсодержащего материала его графитацию обработку
солями молибдена ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения процесса и
повышения активности насадки обработку солями молибдена ведут перед
графитацией углеродсодержащего материала
Предлагаемый способ позволяет в значительной степени упростить процесс
получения насадки за счет совмещения операций термообработки графитового
материала после обработки его солями молибдена с операцией графитации и
обеспечивает полное превращение молибдена в его карбид что обеспечивает
получение более стойкой и активированной насадки.
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАСАДКИ ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ АМАЛЬГАМ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
включающий смешение непрокаленного кокса каменноугольного пека титана
формование и термообработку ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
однородности элементов насадки и снижения их истираемости на смешение
дополнительно подают искусственный графит в массовом отношении к
непрокаленному коксу равном и после смешения массу прессуют в заготовки
при удельном давлении с последующим измельчением заготовок до фракции
при содержании в ней а формование ведут при причем смешение ведут с
Способ позволяет получать насадку с разбросом по плотности не более 001
гсм3 (по способу-прототипу 016 гсм3) по прочности при сжатии не более
кгссм2 (400) с истираемостью на 40-90% меньше чем по способу-
прототипу при сыпучести массы больше на 15-30%.
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АКТИВИРОВАННОЙ ГРАФИТОВОЙ НАСАДКИ ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ
АМАЛЬГАМЫ НАТРИЯ включающий пропитку элементов насадки раствором соли
молибдена с последующим электрохимическим восстановлением молибдена при рН
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью увеличения механической прочности
скорости разложения амальгамы и снижения расхода энергии при изготовлении
элементов активированной насадки округлой формы последние перед пропиткой
обрабатывают %-ным раствором перекиси водорода в количестве . а процесс
восстановления ведут при добавлении в раствор органических восстановителей
в количестве и в процессе восстановления насадку подвергают разрыхлению
при подаче раствора соли молибдена или инертного газа со скоростью .
СПОСОБ АКТИВИРОВАНИЯ ГРАФИТОВОЙ НАСАДКИ ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ АМАЛЬГАМЫ НАТРИЯ
путем пропитки графита раствором соли молибдена и электрохимического
восстановления молибдена до металла ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
повышения срока службы насадки электрохимическое восстановление ведут в
растворе с рН пропуская электричества на 1 г молибдена после чего
напряжение повышают до и ведут процесс до прохождения электричества на
поверхности насадки.
НАСАДКА ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ АМАЛЬГАМ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ включающая
каменноугольный пек титан и непрокаленный кокс ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с
целью увеличения скорости разложения амальгам она дополнительно содержит
пульвербакелит при следующем соотношении компонентов
Предлагаемая насадка по сравнению с известной обладает в 12 раза большей
скоростью разложения амальгам. Кроме того увеличиваются прочностные
характеристики насадки что обеспечивает ее срок службы более 6 лет по
сравнению с 3-4 годами у известной насадки.
ЭЛЕМЕНТ НАСАДКИ ИЗ УГЛЕРОДА для разложения амальгамы щелочных металлов
выполненный в виде цилиндра ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью увеличения
срока службы насадки торцы выполнены сферическими
Срок службы такой насадки составляет 85 мес.
0.ШИХТА ДЛЯ НАСАДКИ используемой при разложении амальгамы щелочных
металлов включающая кокс каменноугольный пек и титаносодержащую добавку
ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью повышения прочности насадки стабильности и
скорости разложения амальгамы в качестве титаносодержащей добавки она
содержит смесь гидрида титана и титан и дополнительно содержит при
следующем соотношении
Элементы из предлагаемой массы обладают на 15-17% более высокой прочностью
на 6-15% большей скоростью разложения амальгамы на 40% меньшим
электросопротивлением по сравнению с известными материалами. Особо следует
отметить что элементы из предлагаемой массы обладают одновременно высокой
и стабильной скоростью разложения амальгамы. Сочетание всех характеристик
элементов из предлагаемой массы делает их весьма перспективными для
электрохимического производства.
1.МАССА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАСАДКИ ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ПРИ РАЗЛОЖЕНИИ АМАЛЬГАМЫ
ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА используемой при разложении амальгамы щелочного металла
включающая углеродный наполнитель каменноугольный пек и титансодержащую
добавку ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью увеличения скорости разложения
амальгамы и повышения механической прочности насадки в качестве
титансодержащей добавки масса содержит гидрид титана при следующем
2.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА ЩЕЛОЧИ И ХЛОРА электролизом раствора хлорида
щелочного металла в мембранном электролизере с подачей в анодное
пространство электролизера насыщенного раствора хлорида щелочного металла и
воды в катодное пространство при периодическом уменьшении концентрации
щелочи в катодном пространстве до ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
снижения энергозатрат и увеличения срока службы мембран при повышении
напряжения на электролизере на В уменьшают концентрацию щелочи в
катодном пространстве электролизера одновременно подают в анодное
пространство хлорид щелочного металла с концентрацией и ведут электролиз
3.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА ГИДРОКСИДА ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА путем
электролиза раствора хлорида щелочного металла в трехкамерном электролизере
с использованием катионообменных мембран при подаче раствора хлорида в
анодную камеру и вывода раствора гидроксида щелочного металла из катодной
камеры ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения чистоты целевого продукта
электролиз ведут использованием транспортного электрода размещенного в
средней камере и поляризованного .
Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволило
получить раствор гидроксидов щелочных металлов при содержании примеси хлора
4.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И РАСТВОРА ГИДРООКИСИ ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА
включающий введение в раствор хлорида щелочного металла соляной кислоты до
достижения рН 1-3 с последующим электролизом в электролизере с
разделенными электродными пространствами ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
повышения выхода хлора и раствора гидроокиси за счет обеспечения
возможности равномерного смешения раствора хлорида щелочного металла с
соляной кислотой раствор после введения соляной кислоты пропускают через
слой фонтанирующих твердых частиц
Предложенный способ позволяет повысить выход хлор-газа с 88 до 90% снизить
расход электроэнергии на 1 т электрощелочи увеличить срок службы
оборудования за счет снижения хлоратов натрия в электрощелочи.
5.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И ЩЕЛОЧИ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЕ С
ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНОВОЙ ДИАФРАГМОЙ включающий электролиз водного раствора
хлорида щелочного металла ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения выхода
по току щелочи перед электролизом диафрагму обрабатывают диметиловым
диэтиловым или дибутиловым эфиром фталевой кислоты в количестве с
последующей обработкой раствором хлорида или сульфата бария в исходном
растворе в количестве
Предлагаемый способ обеспечивает по сравнению с известным повышение выхода
по току по щелочи на 2-5% при меньших напряжении на электролизере и
содержании хлоратов в щелочи.
6.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И ГИДРОКСИДА ЛИТИЯ путем электролиза раствора
хлорида лития в электролизере с разделенными электродными пространствами
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения чистоты продукта при сокращении
расхода энергии и материалов процесс ведут с использованием ионообменной
мембраны а концентрацию хлорида лития в очищенном растворе поддерживают на
уровне определяемом выражением .
7.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И РАСТВОРА ГИДРОКСИДА ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА путем
электрохимического разложения раствора хлорида щелочного металла
содержащего соляную кислоту в электролизере с фильтрующей диафрагмой при
поддержании вакуума ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения затрат на
проведение процесса при получении раствора гидроксида щелочного металла
концентрацией 600-660 гл процесс ведут при поддержании вакуума на уровне
определяемом по формуле причем в раствор вводят соляную кислоту
концентрацией в количестве
По предлагаемому способу возможно получение раствора гидроксида щелочного
металла высокой концентрации и с незначительным содержанием примесей.
Способ позволяет значительно сократить затраты тепловой энергии на процесс
так как отпадает необходимость доупарки электролитической щелочи а также
не требуется подогрева питающего раствора перед электролизом.
8.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО РАСТВОРА ГИДРОКСИДА ЩЕЛОЧНОГО
МЕТАЛЛА И ХЛОРА путем электрохимического разложения раствора хлорида
щелочного металла в электролизере с фильтрующей диафрагмой при повышенной
температуре включающий подачу раствора хлорида щелочного металла
подкисленного соляной кислотой в анодную камеру электролизера вывод
раствора гидроксида щелочного металла из катодной камеры ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем
что с целью упрощения способа при получении раствора с концентрацией до
-10 мольл электролиз ведут при поддержании отношения скорости подачи
раствора хлорида щелочного металла к скорости вывода раствора гидроксида
соответствующего металла равного причем раствор хлорида щелочного
металла содержит соляной кислоты Процесс ведут при температуре
9.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО РАСТВОРА ГИДРООКИСИ ЩЕЛОЧНОГО
МЕТАЛЛА И ХЛОРА путем электролиза раствора хлорида щелочного металла со
степенью разложения хлорида 09-10 в электролизере с фильтрующей
диафрагмой разделяющей католит и анолит при поддержании концентрации
хлорида щелочного металла в анолите 43-53 мольл и повышенной
температуре ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения выхода по току и
повышения чистоты продуктов электролиза электролиз ведут при скорости
протока анолита через диафрагму и электролиз ведут при температуре
Отличительным признаком предложенного способа является осуществление
процесса электролиза при скорости протока анолита через диафрагму 3-5
млчас на 1 А нагрузки электролизера.
Дополнительным отличительным признаком предложенного способа является то
что электролиз ведут при 95-105 град.С.
0.ДИАФРАГМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И ЩЕЛОЧИ содержащий
корпус с размещенными в нем двумя концевыми монополярными электродами
между которыми помещены биполярные электроды выполненные в виде
токораспределительной плиты с прикрепленными с противоположных сторон
катодными и анодными элементами гребенчатой формы ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью облегчения монтажа и демонтажа электролизера и облегчения
обслуживания корпус выполнен П-образной формы и токораспределительная
Предложенная конструкция имеет следующие преимущества:
- позволяет создать агрегат исключительно большой единичной мощности при
общей компактности конструкций;
- расположение концевых (вводных и выходных) электрических шин на одном
торце электролизера значительно упрощает включение и отключение мощного
агрегата за счет минимального расстояния между полюсами что весьма
сложно во всех других известных конструкциях биполярных электролизеров;
- общее газовое пространство над электролитическими ячейками резко упрощает
систему уплотнения не требует большого количества хлороотводов
обеспечивает герметичность электролизера;
- многорядное расположение биполярных электродов сокращает до минимума
протяженность и диаметры всех коммуникаций за счет сокращения их
протяженности и объема продукции приходящегося на них;
- изменение направления тока в смежных полостях корпуса электролизера на
диаметрально противоположные уменьшает серийный потенциал по отношению к
земле т.е. уменьшает опасность обслуживания;
- П-образная форма корпуса электролизера позволяет организовать герметичный
проход между соседними полостями с выносом в этот проход всех
обслуживаемых коммуникаций что особенно удобно при расположении
электролизера на открытых площадках вне производственного здания;
- Отсутствие смежных полостей в электролизной камере гарантирует от утечек
тока между полостями;
- Однородное расположение биполярных элементов в каждой полости
электролизера позволяет создать компактную по размерам конструкцию легко
решает ряд конструктивных вопросов при создании электролизера из таких
материалов как полимербетон стеклопластик и др.
1.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТИЛЕНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.
СПОСОБ включающий пропускание электрического тока через раздробленный
уголь помещенный в сосуд с водой и удаление шлама ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
с целью увеличения выхода конечного продукта и снижения энергозатрат
электрический ток пропускают импульсными искровыми разрядами с амплитудой
и длительностью при этом в верхнюю часть сосуда непрерывно подают
потоком воды уголь а шлам 2.УСТРОЙСТВО ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем что с целью
увеличения выхода конечного продукта и снижения энергозатрат сосуд-колокол
дополнительно содержит два электрода . днище сосуда-колокола снабжено
патрубком промывочной воды . а отстойная полость оснащена
Изобретение позволяет повысить выход конечного продукта реакции с 8-9 (по
прототипу) до 40 мас.% в смеси газов при одновременном снижении
энергозатрат на единицу конечного продукта.
2.СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ПАСТЫ полученной при
электрохимическом окислении 23;46-ди-0-изопропилиден-альфа-L-
сорбофуранозы с добавлением 15-3-кратного избытка щелочи при 40-60 град. С
в присутствии неорганической соли никеля взятой в количестве 05-20% в
расчете на Ni с последующим отфильтровыванием пасты от реакционной смеси
ОТЛИЧАБЩИЙСЯ тем что с целью возможности повторного использования пасты
при окислении полученную пасту подвергают обработке
3.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИФТОРБЕНЗОЛОВ общей формулы электрозимическим
восстановлением полифторциклоолефина на металлическом катоде в среде
растворителя в присутствии фонового электролита ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью упрощения процесса в качестве полифторциклоолефина используют
соединение общей формулы . в качестве металлического катода – свинец
титан цинк медь или платину и процесс ведут в среде опротонного
органического растворителя с использованием в качестве фонового электролита
галогенида тетрафторбората или перхлората щелочного металла или
Изобретение позволяет получить следующий технико-экономический эффект.
В реакцию вовлекаются промышленно доступные соединения (например
дихлороктафторциклогексен).
В примерах показано что для восстановления 10 г олефина требуется 200 мл
растворителя тогда как в известном способе для восстановления 53 г
перфторциклогексадиена требуется 400 мл католита.
Применение данных растворителей и электропроводных добавок исключает
образование щелочи в процессе реакции что упрощает контроль процесса.
В примерах показана возможность применения в качестве электродов Pd Zn
Ti Cu Pt что позволяет исключить ртутный катод и избежать вредного
воздействия на окружающую среду.
4.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗОНАЛЬНОГО КОЛОНЧАТОГО ЭЛЕКТРОФОРЕЗА БИОПОЛИМЕРОВ
содержащее электрофоретическую колонку торцы которой снабжены мембранами и
соединены с электродными камерами в которых установлены электроды
покрытые мембранами со стороны межэлектродного пространства и
циркуляционный контур электродного буферного раствора ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем
что с целью повышения качества разделения за счет устранения
виброускорений электродного буферного раствора электродные камеры
дополнительно содержат электроосмотически активные пористые перегородки
А с целью предупреждения утечек тока через циркуляционный контур оно
содержит сильфонные прерыватели потока .
Изобретение относится к устройствам для получения особо чистых
биологических препаратов методом колончатого электрофореза в частности в
условиях невесомости.
5.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА по авт. св. № 839312 ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем
что с целью повышения производительности устройства оно снабжено
чередующимися катодами и анодами равномерно размещенными
Предлагаемое устройство позволяет повысить производительность камеры не
менее чем в 2 раза. Другое преимущество устройства заключается в том что
каждый из электродов камеры является общим для смежных участков камеры
разделения и поэтому на каждую часть камеры в которой проводят разделение
отдельной струи смеси приходится только один электрод а т. к. электроды
изготавливаются из платины то тем самым вдвое уменьшается расход платины
на изготовление электродов.
6.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА по авт. св. № 246183223-26 ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ
тем что с целью повышения разрешающей способности камера разделения
расположена горизонтально относительно своей продольной оси и закреплена с
возможностью поворота
Предлагаемое устройство позволяет повысить разрешающую способность камеры
не менее чем в 2 раза по сравнению с известным.
7.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА включающее проточную камеру разделения
проточные электродные камеры с электродами изолированные от камеры
разделения диализными мембранами инжектор для ввода смеси в камеру
разделения и коллектор для отбора фракций ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем что с целью
повышения разрешающей способности камера разделения выполнена в виде двух
коаксиально расположенных цилиндров электроды расположены Стенки
половины камеры разделения расположенные по одну сторону от электродов
выполнены из материала с дзета-потенциалом .
Предложенное устройство позволяет увеличить разрешающую способность не
менее чем в два раза по сравнению с известным вследствие того что между
стенками камеры отсутствуют один из двух параболических профилей скорости
буферной жидкости. Кроме того в середине зазора между стенками той
половины камеры в которую вводится смесь отсутствует электроосмотическое
движение жидкости а так как струя разделяемой смеси вводится в середину
зазора то расширение разделяемой струи обусловленное электроосмосом
становится минимальным.
8.КАТОДНЫЙ КОМПЛЕКТ ДИАФРАГМЕННОГО ХЛОРНОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА включающий
токоведущую основу токоведущие полосы установленные горизонтально и
соединенные с токоведущей основой металлическую сетку или перфорированный
лист ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения расхода электроэнергии и
повышения надежности работы за счет равномерного нанесения диафрагмы
комплект снабжен вертикально установленными стержнями размещенными
крайние токоведущие полосы выполнены из биметалла .
Предложенная конструкция катодного комплекта хлорного диафрагменного
электролизера обеспечивает получение щелочи не содержащей гипохлорита а
содержание хлората в ней не превышает 03 гл. Срок службы катодной сетки
до ремонта в предлагаемом катодном комплекте составляет не менее 6 лет.
9.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛЕЙ МЕТАЛЛОВ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ включающий
корпус перегородку с вырезами в нижней части биполярный и монополярные
электроды ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью увеличения выхода по току и
производительности электролизера за счет улучшения газоотделения вывода
полученной соли из зоны реакции в раствор исключения токов утечки
перегородка выполнена в виде двух коаксиально расположенных цилиндров
0.АНОДНЫЙ КОМПЛЕКТ ХЛОРНОГО ДИАФРАГМЕННОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА состоящий из
вертикально расположенных плоских титановых анодов закрепленных попарно и
токоподвода соединенного с токоведущим днищем ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью снижения расхода электроэнергии экономии титана упрощения монтажа
анодов токоподвод выполнен в виде вертикального стержня снабженного
По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет снизить
трудозатраты на монтаже анодного комплекта на 25% снизить расход титана на
% а экономия электроэнергии составит 85 кВт.ч на 1 т 100%-ной гидроокиси
1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ ГРАФИТА содержащее
корпус коаксиально расположенные электроды мембрану патрубки для подвода
и отвода материалов ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем что с целью повышения
производительности электроды выполнены в виде усеченных конусов
В предлагаемом устройстве при вращении анода поступающий на каждую его
коническую поверхность самотеком через соответствующий конус катода
обрабатываемый материал под действием центробежных сил перемещается вверх
по внутренней поверхности каждого конуса анода плотно прижатым к
поверхности тонким слоем. Это обеспечивает низкое переходное электрическое
сопротивление как между частицами обрабатываемого графита так и между
частицами графита и поверхностью электрода и тем самым способствует
ускорению внедрения расслаивающего реагента в межслоевое пространство
графита что позволяет повысить удельную производительность устройства по
сравнению с известным в 3-45% раза.
2.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР для электролиза растворов хлоридов щелочных металлов
включающий электроды и ионообменные мембраны образующие электролитические
ячейки коллекторы для подачи исходных веществ и сбора продуктов
электролиза трубки из неэлектропроводного материала соединяющие
электролитические ячейки с коллекторами ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
увеличения срока службы мембран трубки выполнены из гладких и
гофрированных участков причем отношение длины гофрированных участков к
3.МОНОПОЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ФИЛЬТР-ПРЕССНОГО ТИПА содержащий образующие
катодные и анодные ячейки катодные рамы катоды анодные рамы
перфорированные выносные аноды закрепленные на токораспределительных
пластинах токоподводы мембраны или диафрагмы коллекторы для электролита
и газов ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения надежности работы
электролизера за счет увеличения срока службы мембран или диафрагм при
электроокислении растворов церия расстояние между анодами и
распределителем тока .
Предлагаемый электролизер позволяет повысить надежность работы за счет
увеличения срока службы мембраны в 4-5 раз по сравнению с прототипом (с 80-
0 ч. до 300-400 ч.) в процессе электроокисления растворов церия.
4.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТА ТРЕХВАЛЕНТНОГО ТИТАНА электролизом раствора
серной кислоты с применением катода из титана и анода при 30-70 град. С
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения процесса электролиза за счет
устранения диафрагмы электролиз проводят переменным током частотой при
плотности тока в качестве анода используют титан концентрация серной
кислоты в исходном растворе
Предлагаемый способ по сравнению с известным имеет следующие преимущества.
Намного упрощается процесс получения сульфата трехвалентного титана. Это
связано с тем что в качестве электродов служат титановые электроды
которые оба являются донорами титана в анодном полупериоде переменного
тока. В этой связи исключается разделение меэжэлектродных пространств
исключается применение дополнительного материала – свинцового электрода.
Кроме того процесс осуществляется промышленным переменным током
следовательно отпадает необходимость введения в систему выпрямителя тока.
Увеличивается скорость процесса поэтому отпадает необходимость
приготовления титановой губки имеющей развитую поверхность а также
проведение процесса в растворе концентрированной серной кислоты. Выход по
току в процессе образования сульфата трехвалентного титана составляет 94%.
5.АНОДНЫЙ КОМПЛЕКТ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА включающий токоведущую основу с
закрепленными на ней анодами имеющими два рабочих элемента с активным
покрытием и токоподвод выполненный в виде пластины размещенной между
элементами ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения расхода электроэнергии
и увеличения срока службы активного покрытия токоподвод снабжен
дополнительными пластинами и все пластины выполнены с
6.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР для получения хлора и чистой щелочи содержащий электроды
электродные камеры ограниченные рамками две ионообменные мембраны
образующие промежуточную камеру каналы в рамках для ввода исходных веществ
и вывода продуктов электролиза фторопластовые пленки размещенные между
рамками и ионообменными мембранами и резиновую прокладку между мембранами
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения надежности конструкции
электролизер дополнительно снабжен фторопластовыми пленками размещенными
между мембранами и резиновой прокладкой
Электролизер предлагаемой конструкции позволяет эксплуатировать его 6 мес.
(2 мес. в известном электролизере) при этом протечки электролита не
наблюдается и не возникает необходимость остановки электролизера что
приводит к снижению эксплуатационных затрат.
7.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ФИЛЬТРПРЕССНОГО ТИПА для получения арсина состоящий из
анодов и катодов в виде пластин с размещенными между ними ионообменными
мембранами и рамками образующими катодные и анодные камеры патрубков для
подачи и отвода реагентов из камер ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
повышения производительности катоды выполнены перфорированными и патрубки
для подачи реагентов в катодные камеры размещены в рамках между катодом и
ионообменной мембраной а патрубки и отверстия в катоде выполнены
Использование предлагаемого устройства позволяет повысить
производительность электролизера в 15-20 раза за счет увеличения выхода
8.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ ВОДЫ включающий цилиндрический корпус
электроды разделенные ионообменной мембраной анодные и катодные
пространства патрубки для подвода и отвода электролита ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем
что с целью увеличения пропускной способности электролизера и обеспечения
равномерного распределения тока по поверхности мембраны электроды
разделяющая мембрана патрубки подвода и отвода выполнены цилиндрическими
коаксиальными корпусу
Предлагаемый электролизер может устанавливаться как часть общего
технологического трубопровода и пропускать через себя весь водный поток.
При этом генерируемый водород легко растворяется в потоке воды чем
достигается высокая эффективность корректировки избыточного содержания
кислорода и увеличивается скорость процесса нейтрализации кислорода.
9.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ОБЕСХЛОРИВАНИЯ РАСТВОРА включающий корпус в котором
размещены анод и кусковый графитовый катод патрубки для ввода и вывода
обрабатываемого раствора ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения степени
очистки от активного хлора и хлората снижения энергозатрат электролизер
снабжен катионообменной мембраной размещенной между анодом и катодом
катод дополнительно снабжен графитовой плитой высотой от высоты
электролизера имеющей прорези
Предлагаемый электролизер позволяет повысить степень очистки от активного
хлора на 3-9% снизить затраты электроэнергии на обработку на 37-41
кВт.чм3 обрабатываемого раствора и достичь степени очистки от хлора 30-
0.БИПОЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР С ТВЕРДОПОЛИМЕРНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТОМ содержащий
концевые монополярные сжимные плиты с размещенными между ними биполярными
электродами выполненными из основы и электродных элементов ионообменные
мембраны к которым примыкают электродные элементы с коллекторами тока
основы биполярных электродов выполнены тарельчатой формы коническая часть
которых снабжена упругими компенсаторами перемещений в направлении мембран
1.ПУЛЬСАЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР включающий прямоугольный корпус днище
вертикально расположенные плоские электроды параллельные боковым стенкам
корпуса пульсатор и пульсокамеры ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
степени извлечения продукта днище выполнено цилиндрическим с осью
перпендикулярной плоскости электродов а пульсокамеры установлены
2.СПОСОБ МОНТАЖА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА С ПЛЕНОЧНОЙ СЕПАРАЦИОННОЙ ПЕРЕГОРОДКОЙ
включающий размещение перегородки на внутренней поверхности пальцеобразного
катода соединение кромок перегородки с опорными элементами расположенными
на горизонтальных поверхностях катода и размещение между выступами катода
анодов ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения монтажа и снижения затрат
электроэнергии при электролизе пленочную сепарационную перегородку
3.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ТЕЛЛУРИСТОГО ВОДОРОДА
включающий корпус аноды теллуровые катоды с токоподводами
катионообменную мембрану теплообменник в виде цилиндрической спирали и
барботер размещенный под катодами ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
увеличения выхода теллуристого водорода за счет использования образующегося
элементарного теллура электролизер снабжен насыпным катодом из графита и
токоподводы теллуровых катодов выполнены из титана покрытого
Эффективность предложенного изобретения по сравнению с известным
заключается в следующем:
- применение дополнительного насыпного графито-теллурового катода позволяет
производить очистку электролита от взвеси элементарного теллура без
прерывания процесса рафинирования а также использовать для получения
высокочистого теллура элементарный теллур образующийся при частичном (до
%) разложении теллуристого водорода в объеме электролита ранее
являвшегося отходом производства;
- применение в качестве материала токоподводов титана покрытого
устраняет загрязнение рафинируемого теллура металлическими примесями при
взаимодействии расплавленного теллура с материалом токоподводов.
Это позволяет избежать снижения выхода теллуристого водорода за счет
ингибирующего действия примесей металлов и загрязнения этими примесями
получаемого высокочистого теллура.
Таким образом предложенная конструкция электролизера для
электрохимического синтеза теллуристого водорода позволяет проводить
процесс рафинирования теллура в непрерывном режиме со стабильным высоким
выходом по току теллуристого водорода (82-85%) и повышает коэффициент
использования рафинируемого теллура до 90%.
4.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ФИЛЬТР-ПРЕССНОГО ТИПА для электролиза растворов хлоридов
щелочных металлов содержащий рамы выполненные из стального прямоугольного
профиля со сквозными отверстиями для ввода исходных веществ и вывода
продуктов электролиза трубки из коррозионно-стойкого неэлектропроводного
материала с отбортовкой ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
надежности за счет снижения щелевой коррозии в рамах выполнены глухие
5.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР С ИОНООБМЕННЫМИ МЕМБРАНАМИ для электролиза растворов
хлоридов щелочных металлов включающий электроды и ионообменные мембраны
образующие электролитические ячейки коллекторы для подачи исходных веществ
и сбора продуктов электролиза трубки из неэлектропроводного материала
соединяющие электролитические ячейки с коллекторами ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
с целью повышения надежности работы электролизера за счет предотвращения
разрыва ионообменных мембран при гидравлических ударах трубки из
неэлектропроводного материала выполнены
6.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ФИЛЬТР-ПРЕССНОГО ТИПА содержащий электродные элементы
включающие раму и электроды между которыми через уплотняющие средства
включающие резиновую прокладку и фторопластовую пленку размещены
ионообменные мембраны ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью увеличения
производительности и снижения эксплуатационных затрат за счет увеличения
периода непрерывной работы резиновая прокладка и фторопластовая пленка
7.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОТОЭЛЕКТРОЛИЗА ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем что с целью
повышения производительности устройства за счет выравнивания градиента
электрохимического потенциала каждая из рабочих камер снабжена электродом
участки соединения общей ионообменной мембраны с ионообменными и
фотоактивными мембранами выполнены из материала не смачиваемого
электролитом а патрубки ввода и вывода электролита установлены в камере
образованной с помощью общей ионообменной мембраны.
Предлагаемое устройство позволяет получать экологически чистое топливо –
водород за счет световой энергии солнца из дешевого сырья – воды и
работая не загрязняет окружающую среду.
8.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА И ЧИСТОЙ ЩЕЛОЧИ включающий электроды
в электродных камерах ограниченных рамками между которыми установлены две
ионообменные мембраны образующие промежуточную камеру в рамках выполнены
каналы для ввода исходных веществ и вывода продуктов ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
с целью упрощения конструкции и снижения расхода электроэнергии в
рамке ограничивающей электродную камеру выполнены дополнительные каналы
Использование изобретения позволяет снизить расход электроэнергии на 4-5%.
Экономия электроэнергии составит 90-110 кВт.ч на 1 т КОН.
9.АНОДНАЯ ДИАФРАГМЕННАЯ КОРОБКА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НАДСЕРНОЙ
КИСЛОТЫ по авт. св. № 570300 ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью увеличения
выхода по току анодная коробка снабжена байпасами
При каскаде состоящем из 6 анодов температура анолита 12-14 град.С
концентрация надсерной кислоты в вытекающем из электролизера анолита 250-
0 гл выход по току последней при наличии байпаса достигает 82-80%. В
отсутствие байпаса он на 2-3% ниже.
0.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР для электролиза водных растворов электролитов включающий
один или несколько электродных блоков выполненных в виде металлических
коробок в которых размещены электроды фильтрующую диафрагму или
ионообменную мембрану и токоподвод к электроду ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью снижения расхода электроэнергии и повышения производительности
электролизера каждый электрод выполнен с бортиком по периметру а
токоподвод – в виде системы токоподводящих труб
Преимущества данной конструкции электролизера заключается в следующем:
- снижается рабочее напряжение с 385 В на известном электролизере до 365-
0 В на предложенном электролизере;
- значительно снижается металлоемкость электролизера благодаря тому что
основные несущие элементы конструкции выполнены так что представляют
собой одновременно токоподводящие шины;
- обеспечивается интенсивная внутренняя циркуляция электролита с ускоренным
выравниванием концентрации его по всей зоне электролиза что снижает
удельный расход электроэнергии на 150-160 кВтч на 1 т каустической соды
что достигается благодаря системе труб скрепленных с электродами и
являющихся для них кроме того токораспределителями по всей активной их
- обеспечивается высокая точность сборки электродов благодаря съемным
контактным соединениям между электродами и токоподводящими элементами
корпусных рам по их периметру что делает эти соединения хорошо
доступными и легкопроверяемыми и исправляемыми в процессе сборки;
- исключается смещение и перегибы мембраны или диафрагмы в процессе работы
1.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ИЛИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В РАСТВОРАХ по
авт. св. № 719170 ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью интенсификации процесса
кольцевой трубопровод снабжен размещенными в его отверстиях трубками
выполненными наклонными
2.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР для электролиза раствора хлорида щелочного металла
включающий корпус с токоведущим днищем снабженным выступами на которых
закреплены анодные элементы ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
производительности электролизера он снабжен гибкими титановыми пластинами
размещенными с двух противоположных сторон выступов и соединенными
Для предложенного хлорного диафрагменного электролизера типа ВГК нагрузка
может быть увеличена с 50 ка до 625 ка без увеличения потерь
электроэнергии в месте контакта между выступом и анодным элементом что
составляет по 100%-ной щелочи увеличение производительности с 152 тсутки
по известному до 19 тсутки в предложенном.
3.АНОДНАЯ ДИАФРАГМЕННАЯ КОРОБКА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА состоящая из
винипластового каркаса с прикрепленной к нему диафрагмой и расположенными
на противоположных стенках карманами козырька установленного наверху
каркаса снабженного емкостями газожидкостной эмульсии сообщающимися с
карманами и патрубками ввода и вывода анолита ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с
целью увеличения выхода по току за счет улучшения циркуляции электролита
коробка снабжена перегородками..
При числе анодов во внутреннем каскаде-6 температуре электролита 30 град.С
и концентрации персульфата аммония в вытекающем из электролита растворе 350-
0 гл выход по току равен 85-87% а в случае каскада электролизеров с
известной диафрагменной коробкой аналогичная концентрация персульфата
аммония достигается при использовании 10-12 электролизеров в каскаде а
выход по току продукта не превышает 80-82%.
4.МОНОПОЛЯРНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР включающий крышку днище анодные элементы
катодный комплект разделенный по высоте на отдельные секции горизонтально
расположенную газонаправляющую перегородку с отверстиями анодные и
катодные токопроводящие шины ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
производительности снижения расхода электроэнергии газонаправляющая
перегородка выполнена из электропроводного материала и
Выполнение электролизера в соответствии с настоящим изобретением позволяет
создавать аппараты любой практически целесообразной высоты без увеличения
газонаполнения по высоте электролизера и без увеличения «вылета» анодных
элементов то есть расстояния от места подвода тока к анодным элементам до
их свободного конца.
5.ЭЛЕКТРОЛИЗЕР УСТАНОВКИ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ
включающий электродные плиты между которыми установлены рамки с подводными
каналами и пазами на ее сторонах ионоселективные мембраны и электроды
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения производительности и уменьшения
габаритов каждая рамка выполнена с перемычками в виде решетки а пазы
Изобретение позволяет уменьшить время протекания процесса а
следовательно и энергозатраты эффективно использовать площадь мембран и
улучшить распределение электролита по объему камеры что в конечном итоге
повышает производительность установки на 30-40% по сравнению с
отечественными и зарубежными образцами.
6.УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ АНОДА в электролизере с
горизонтальным ртутным катодом включающее опору токоподвод с анодом
регулировочную гайку и мембранное уплотнение с фланцем ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем
что с целью упрощения конструкции и снижения расхода электроэнергии при
работе электролизера опора снабжена направляющими для токоподвода и
прижимным винтом с подшипником выполненным из менее твердого материала
чем токоподвод и прижимной винт соединена с
Устройство в отличие от прототипа не заклинивает при нагревании и оно менее
трудоемко в изготовлении. Кроме того увеличивается пробег активного
покрытия ОРТА вследствие более равномерного токораспределения как между
анодами так и в пределах габаритов одного анода.
7.АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
выполненный из сплава содержащего углерод кремний марганец никель и
железо ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения выхода получаемого
соединения анод выполнен из чугуна легированного никелем при следующем
соотношении компонентов
8.ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ХЛОРИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
содержащий токопроводящую основу из вентильного металла с нанесенным на нее
активным покрытием из смеси содержащей оксиды металлов группы платины
титана и олова ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения стойкости
электрода в растворах с пониженной концентрацией хлорида щелочного металла
обеспечения возможности устойчивой работы электрода в расширенном
допустимом интервале значений рН активное покрытие электрода дополнительно
содержит оксид ниобия иили тантала а в качестве оксида металла группы
платины содержит оксид рутения иили иридия причем указанные окислы взяты
в следующем соотношении
9.АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ содержащий основу из титана с
нанесенными на ее поверхность промежуточным слоем и активным покрытием из
магнетита ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения срока службы анода при
электрохимическом синтезе изонипекотиновой кислоты за счет увеличения его
механической прочности промежуточный слой выполнен из сплава титан-никель
толщиной при содержании никеля а толщина активного слоя из магнетита
Полученный согласно изобретению анод обладает высокой прочностью сцепления
магнетита с основой в пять раз превышающей прочность сцепления анода без
промежуточного слоя и высокой электрохимической активностью при сохранении
ее при пропускании 200 А.ч что дает возможность использовать его при
электрохимическом получении изонипекотиновой кислоты с выходом 98%.
0.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИТАНО-ПЛАТИНОВОГО ЭЛЕКТРОДА включающий соединение
титановой основы с платиновым покрытием взрывной контактной сваркой с
последующей горячей и холодной прокаткой ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
повышения стойкости электрода за счет увеличения сцепляемости титановой
основы с платиновым покрытием горячую прокатку ведут при и перед
холодной прокаткой проводят обжиг при в течение при давлении
При сравнении с прототипом эксплуатационная стойкость электрода резко
возрастает – 15-20 мес. при данном способе против 9 мес. в прототипе за
счет уменьшения более чем в 10 раз ширины переходной зоны интерметаллидов и
исключения дефектов плакирующего слоя.
1.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО АНОДА ДЛЯ ФОТОЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДЫ
включающий формирование пластины из рутила ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
повышения эффективности работы анода пластину формируют из
монокристаллического рутила располагая ее поверхность путем вырезания и
пластину дополнительно подвергают окислительному отжигу
2.СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ НА ЭЛЕКТРОД АКТИВНОГО
ПОКРЫТИЯ из смеси оксидов благородных и неблагородных металлов содержащей
оксид ниобия включающий смешение в солянокислом растворе индивидуальных
терморазлагаемых соединений металлов ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
повышения стабильности раствора в качестве терморазлагаемого соединения
ниобия используют пентахлорид ниобия
Предлагаемый способ обеспечивает повышение стабильности покровного раствора
в 15-20 раз существенно упрощает технологию приготовления раствора и при
этом активность электрода изготовленного по предлагаемой технологии даже
несколько выше чем у такого же электрода изготовленного по известному
3.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОАКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА включающий облучение
ультрафиолетовым излучением кристаллического триоксида вольфрама с добавкой
при одновременной анодной поляризации в растворе электролита ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ
тем что с целью увеличения фототока электрода используют монокристаллы
триоксида вольфрама с добавкой титана в количестве а поляризацию ведут
Использование данного способа в отличие от способа-прототипа позволяет
получать фотоэлектроды на основе монокристалла триоксида вольфрама
обеспечивающие высокие значения фототока: фототок при длине волны излучения
96 мкм (81 Ам2) в предложенном способе приблизительно в 6 раз выше
фототока в способе-прототипе 13 Ам2. Это позволяет существенно повысить
эффективность фотоэлектролиза воды превращения солнечной энергии в
4.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ ФОТОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ включающий нанесение порошкообразного
полупроводника на подложку ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения
технологии удешевления и обеспечения быстроты изготовления электродов на
подложку наносят токопроводящий клей на поверхности которого размещают
порошкообразный полупроводник. При этом используют клей с наполнителем из
5.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИТАНОВОГО ЭЛЕКТРОДА КОРОБЧАТОГО ТИПА С
МЕТАЛЛООКСИДНЫМ АКТИВНЫМ ПОКРЫТИЕМ включающий соединение между собой
сваркой токоподвода токораспределительных деталей и сетчатых или
перфорированных электродных элементов нанесение на электродные элементы
металлооксидного активного покрытия содержащего металл группы платины
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью предотвращения деформации электрода и
экономии металла группы платины активное покрытие сначала наносят
6.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА
МАРГАНЦА содержащего титановую основу и активное покрытие из смеси
диоксидов рутения титана и марганца включающий многократно повторяемые
операции нанесения на титановую основу смешанного раствора термически
разлагаемых соединений соответствующих металлов и последующей
термообработки ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения срока службы
анода на титановую основу наносят смешанный раствор термически разлагаемых
соединений двух металлов а диоксид третьего металла вводят в покрытие
после термообработки методом
7.АНОД ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУОКИСИ МАРГАНЦА содержащий основу из титана с
нанесенными на ее поверхность участками электрохимически активного сплава
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью удешевления анода и увеличения срока его
службы в качестве электрохимически активного сплава он содержит сплав
титана с марганцем с содержанием последнего при соотношении площади
основы к площади сплава
8.АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ содержащий основу из титана с
нанесенным на нее активным покрытием из смеси диоксидов титана рутения и
марганца ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью обеспечения возможности
многократного использования анода в электрохимическом процессе получения
диоксида марганца покрытие содержит диоксиды марганца и рутения при
мольном соотношении соответственно а диоксид титана берут в количестве
9.АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ДИОКСИДА МАРГАНЦА содержащий
электропроводную основу с электрокаталическим покрытием ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем
что с целью увеличения срока службы и повышения чистоты диоксида марганца
анод снабжен перфорированным кожухом из инертного материала со степенью
перфорации и диаметром отверстий размещенных
0.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕМБРАНО-ЭЛЕКТРОДНОГО БЛОКА путем спрессовывания
двух электродов с находящейся между ними пленкой из фторсодержащего
сополимера ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения затрат электроэнергии
пленку из фторсодержащего сополимера используют в виде и после
спрессовывания блок кипятят в
По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет снизить
непроизводительный расход электроэнергии в 3-4 раза за счет снижения
омических потерь при эксплуатации блока.
1.РАСТВОР ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ АКТИВНОЙ ЭЛЕКТРОДНОЙ МАССЫ на титановую основу
электрода содержащий оксихлорид рутения четыреххлористый титан и воду
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения стойкости электрода в процессе
электросинтеза хлоратов при температурах выше 70 град. С при сохранении
высокого выхода по току он дополнительно содержит перекись водорода при
следующих соотношениях
2.АНОД ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА С РТУТНЫМ КАТОДОМ включающий
множество параллельно расположенных анодных элементов в виде прутков или
пластин с нанесенным на них активным покрытием содержащим благородный
металл установленных с зазором относительно друг друга ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем
что с целью уменьшения потерь электроэнергии и увеличения срока службы
анода при плотностях тока выше 05 Асм2 зазор между анодными элементами
3.АНОД ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА С ТИТАНОВОЙ ОСНОВОЙ и активным покрытием
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения расхода электроэнергии и упрощения
замены активного покрытия анод снабжен титановой фольгой в виде
перфорированного листа волнообразной формы
4.ГРАФИТОВЫЙ АНОД для электролитического получения хлора и щелочи
содержащий металлы катализирующие разложение хлората щелочного металла
или их соединения ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения технологии
изготовления анода на поверхности анода выполнены углубления в которых
размещены указанные металлы или их соединения
5.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОГО ГАЗОДИФФУЗИОННОГО ГИДРОФОБИЗИРОВАННОГО
ЭЛЕКТРОДА включающий смешение катализатора связующего и гидрофобизатора
нанесение полученной смеси на подложку сушку спекание и формирование
гидрофобного слоя на газовой стороне электрода ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью повышения надежности работы электрода формирование гидрофобного слоя
электрода ведут смачиванием его органическим растворителем и приведением в
контакт его газовой стороны с пленкой из поливинилтриметилсилана в течение
6.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОГО ЭЛЕКТРОДА для электрохимических
процессов включающий смешение активного электропроводного порошка и
связующего ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью упрощения процесса на смешение
подают волокнистое связующее и воду и электрод получают на
электропроводной сетчатой основе путем фильтрации через нее полученной
7.АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ЛЕТУЧИХ СОЕДИНЕНИЙ УРАНА
выполненный из урансодержащего материала ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
упрощения метода электрохимического получения летучих комплексов урана за
счет повышения устойчивости анода к окислению кислородом он выполнен из
сплава урана с кремнием состава
8.АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗВОДНОЙ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ И
РАСТВОРОВ ПЕНТОКСИДА ДИАЗОТА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ. 1.АНОД содержащий
электропроводную основу с закрепленной на ее рабочей поверхности платиновой
фольгой ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения расхода платины и затрат
при эксплуатации анода основа выполнена из а толщина платиновой фольги
составляет 2.СПОСОБ изготовления анода включающий соединение основы с
платиновой фольгой ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что платиновую фольгу покрывают с
одной стороны в присутствии и соединяют фольгу с основой сплавлением при
Изобретение позволяет экономить остродефицитный материал (платину) так как
при таком способе изготовления анода возможно использование платиновой
фольги минимальной толщины 3 мкм. Изобретение позволяет также существенно
упростить технологию изготовления анода а также снизить потери
электроэнергии за счет снижения переходного сопротивления между основой и
активным покрытием анода. При этом сохраняется долговечность электрода.
9.АНОД ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА ИЗ КИСЛЫХ РАСТВОРОВ содержащий титановую
основу и покрытие из нестехиометрического окисла пассивирующегося металла и
окисла свинца ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью обеспечения стабильной работы
анода покрытие содержит указанные окислы в виде однородной смеси при
атомарном соотношении в покрытии
0.АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ. 1.АНОД
содержащий основу из вентильного металла с нанесенной на нее активной
массой из окислов двух- и трехвалентных неблагородных металлов со
структурой шпинели и окисла вентильного металла ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью увеличения стойкости анода активная масса дополнительно содержит
фосфат вентильного металла выбранного из .. 2.СПОСОБ изготовления анода
включающий нанесение на основу из вентильного металла суспензии окислов с
последующей сушкой и термообработкой при ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что в
качестве раствора солей неблагородных металлов используют
1.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НИКЕЛЕВЫХ КАТОДОВ путем отжига никелевой заготовки
в порошке алюминия и галогенсодержащей добавки с последующим химическим
растворением алюминия в растворе гидроокиси калия ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью повышения электрохимической активности устранения пирофорности
катодов и упрощения способа отжиг ведут химическое растворение алюминия
осуществляют в растворе гидроокиси калия концентрацией в течение с
последующим электрохимическим растворением при плотности тока до
Применение предлагаемого способа активирования катодов использующихся в
электролизерах позволит при рабочем токе 20 кА снизить необходимую
мощность установок на 15 кВт что обеспечит значительную экономию
2.ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ. 1.
ЭЛЕКТРОД включающий основу из электропроводного материала с нанесенной на
нее активной массой содержащей магнетит ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
снижения электрохимического потенциала и повышения стойкости электрода
активная масса дополнительно содержит окисел двухвалентного железа в
количестве 2. СПОСОБ изготовления электрода ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
нанесение активной массы осуществляют путем напыления на основу порошка
магнетита в плазме при с использованием в качестве плазмообразующего
агента инертного газа азота или их смесей.
3.ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ. 1.
активная масса дополнительно содержит окисел трехвалентного железа в
количестве 2.СПОСОБ изготовления электрода ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
нанесение активной массы осуществляют напылением
4.АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ содержащий основу из вентильного
металла с нанесенным на нее покрытием из окислов со структурой шпинели
имеющих в своем составе двухвалентный и один или два трехвалентных металла
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения стойкости анода в качестве
окислов со структурой шпинели он содержит окислы двух двухвалентных и двух
трехвалентных металлов общей формулы
Эффективность применения данного изобретения по сравнению с известным
решением заключается в снижении напряжения электролиза увеличении
стойкости покрытия значительном удешевлении анода из-за отсутствия
платины в составе покрытия.
5.СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТИТАНОВОГО АНОДА для электролитического получения
диоксида марганца включающий активацию в растворе содержащем серную
кислоту и пероксид водорода и последующую промывку ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
с целью повышения эффективности активации за счет улучшения
электрохимических характеристик анода и улучшения условий труда активацию
ведут в растворе содержащем пероксида водорода серной кислоты и
фторида водорода при массовом соотношении фторида водорода к пероксиду
6.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТИТАНПЛАТИНОВЫХ ЭЛЕКТРОДОВ для
процессов синтеза окислителей включающий электроосаждение платины при
постоянном потенциале из электролита содержащего платинохлористоводородную
кислоту ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью получения каталитически активных
анодов со стабильными характеристиками и пониженным содержанием платины
электроосаждение платины ведут при потенциале катода и плотности тока
из электролита содержащего платинохлористоводородной кислоты и щавелевую
кислоту при рН и температуре с последующей термической обработкой при
7.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
включающий нанесение на титановую основу пористого слоя титана с
последующей пропиткой этого слоя смешанным раствором терморазлагаемых
соединений рутения и титана и термообработку ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью увеличения срока службы электрода при одновременном снижении расхода
рутения нанесение покрытия пропитку и термообработку повторяют по крайней
8.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИТАНДВУОКИСНО-МАРГАНЦЕВОГО АНОДА для
электроосаждения хрома (III) включающий предварительный прогрев титановой
основы нанесение на нее расплава азотно-кислого марганца с последующим
термическим разложением до двуокиси марганца ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью улучшения электрохимических характеристик анода и повышения срока
службы анод дополнительно обрабатывают полиметилсилоксаном с последующей
9.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАТИНОТИТАНОВОГО АНОДА включающий
последовательное обезжиривание и травление титановой подложки обработку ее
раствором алкоксисоединений титана в органическом растворителе выдержку на
воздухе до образования слоя двуокиси титана термическую обработку при 400-
0 град. С и нанесение слоя платины в количестве из раствора
содержащего ионы платины путем облучения УФ-лучами ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
с целью улучшения эксплуатационных характеристик анода при сохранении
расхода платины обработку титановой подложки раствором алкоксисоединений
титана выдержку на воздухе до термическую обработку и нанесение слоя
платины повторяют до общей толщины слоев двуокиси титана равной и
термообработку каждого последующего слоя при этом термообработку
последнего слоя Между титановой подложкой и первым слоем диоксида титана
наносят дополнительный подслой . В качестве труднокристаллизующихся солей
0.АНОД ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДВУОКИСИ МАРГАНЦА включающий
титановую основу с нанесенным на нее стабилизирующим подслоем и активным
покрытием на основе двуокиси марганца ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
повышения срока службы анода подслой выполнен из смеси интерметаллических
соединений титана с марганцем толщиной при содержании марганца в смеси
1.АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ ДВУОКИСИ МАРГАНЦА выполненный из
сплава содержащего титан ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью устранения
пассивации анода и снижения расхода электроэнергии на процесс сплав
дополнительно содержит алюминий и ванадийпри следующем соотношении А. с
целью повышения селективности анода сплав дополнительно содержит молибден
железо хром при следующем соотношении
2.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ ДВУОКИСИ
МАРГАНЦА включающий прокатку основы из технического титана ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ
тем что с целью повышения селективности анода после прокатки его
подвергают термообработке при выдерживают при в течение с
последующим снижением температуры до со скоростью или термообработку
ведут охлаждением в среде жидкого азота в течение
3.АНОДНЫЙ КОМПЛЕКТ ХЛОРНОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА содержащий два параллельно
расположенных перфорированных титановых листа или набора титановых прутков
скрепленных между собой армирующими элементами в виде титановых полос
стержней или труб и покрытых с внешней стороны электрохимически активным
слоем и титановый токоподвод ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью экономии
дефицитных материалов без увеличениязатрат электроэнергии при его
эксплуатации титановый токоподвод выполнен в виде U-образного элемнта на
По сравнению с известным устройством предложенный анодный комплект
обеспечивает экономию титана на 20-25% кроме того при изготовлении и
регенерации экономится 30% благородного металла платиновой группы за счет
значительного повышения доли рабочей поверхности анодного комплекта
относительно нерабочих частей анодного комплекта на которые также
наносится активный слой на стадии изготовления и регенерации электрода.
4.ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГРАФИТИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ включающая тонкую и
зерновые фракции нефтяного прокаленного кокса и каменноугольный пек
ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью повышения механической прочности электродов
при одновременном сохранении низкого удельного сопротивления она содержит
зерновые фракции кокса с коэффициентом упругого расширения и тонкую
фракцию кокса с коэффициентом упругого расширения при следующем
5.УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩАЯ МАССА ДЛЯ САМООБЖИГАЮЩИХСЯ ЭЛЕКТРОДОВ включающая
термоантрацит феррофосфор кокс и каменноугольный пек ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем
что с целью улучшения эксплуатационных свойств самообжигающихся электродов
за счет снижения удельного электросопротивления и повышения механической
прочности она содержит компоненты в следующем соотношении
6.ГРАФИТИРОВАННЫЙ АНОД ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА содержащий нефтяной
прокаленный кокс с истинной плотностью и каменноугольный пек
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения износостойкости анода он содержит
нефтяной прокаленный кокс в количестве . со следующим соотношением фракций
7.ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГРАФИТИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ включающая
каменноугольный пек зерновые фракции прокаленного малосернистого
электродного кокса и тонкую фракцию прокаленного сернистого кокса
ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью снижения удельного электросопротивления
электродов она содержит зерновые фракции малосернистого электродного кокса
и тонкую фракцию сернистого кокса с содержанием серы в соотношении при
общем соотношении компонентов
8.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ИНГИБИТОРА ДЕСУЛЬФУРИЗАЦИИ НЕФТЯНЫХ
КОКСОВ ДЛЯ ГРАФИТИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ путем определения количества серы в
пробе кокса ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения точности определения
пробы кокса без ингибитора и с ингибитором нанесенным в количестве
термообрабатывают при в течение охлаждают подвергают
рентгенодифрактографии находят содержание графитовой фазы и определяют
оптимальное количество ингибитора из уравнения
9.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕЙ МАССЫ преимущественно для
графитированных электродов и ниппелей включающий смешение крупных и
средних фракций нефтяного прокаленного кокса с фракцией минус 016 мк и
затем с пеком ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью увеличения механической
прочности и снижения электросопротивления электродов и ниппелей
предварительно фракцию минус 016 подвергают классификации до получения
Использование предлагаемого способа позволяет: повысить механическую
прочность графитированных электродов на изгиб на 16-31% повысить модуль
упругости электродов на 16-29% снизить удельное электросопротивление
графитированных электродов на 5-10% повысить плотность графитированных
0.КИСЛОРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОД включающий углеродистую подложку с нанесенным на
нее катализатором ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения активности
электрода в нейтральных средах в качестве катализатора используют вермент-
Основные преимущества предложенного кислородного электрода:
Впервые реализован равновесный кислородный потенциал на электроде в
нейтральном растворе. Потенциал устанавливающийся на электродах
активированных органическими комплексами по прототипу на 04 В
Электровосстановление кислорода на данном электроде протекает при
потенциалах на 04 В более положительных чем на электродах прототипа.
Следует также отметить что в присутствии лакказы электровосстановление
кислорода протекает непосредственно до воды минуя промежуточное
образование перекиси водорода.
Важной особенностью кислородного электрода на основе лакказы является
его селективность по отношению к кислороду что позволяет рекомендовать
его для использования в электрохимических датчиках на кислород.
1.УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩАЯ МАССА преимущественно для электродов включающая
искусственный графит термоантрацит и каменноугольный пек ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ
тем что с целью увеличения теплопроводности и снижения
электросопротивления электродов диаметром более 750 мм она дополнительно
содержит естественный графит при следующем соотношении
2.ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГРАФИТИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ включающая
прокаленный нефтяной кокс каменноугольный пек и вискозное волокно
ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью уменьшения удельного электросопротивления
графитированных электродов она содержит прокаленный нефтяной кокс с
истинной плотностью при следующем соотношении
3.СОСТАВ ДЛЯ ПРОПИТКИ ГРАФИТИРОВАННЫХ АНОДОВ используемых в
электрохимических процессах содержащий полимеризующее вещество и воду
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения износа анодов при их использовании
в качестве полимеризующего вещества он содержит водорастворимый
каменноуголный пек при следующем соотношении
4.СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ИОНООБМЕННОЙ ПОЛИМЕРНОЙ МЕМБРАНЫ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ
ЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДЫ включающий пропитку ее раствором соединения металла и его
электролитическое осаждение ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
электрокаталитической активности металлизированной диафрагмы в качестве
соединения металла используют водные растворы катионных комплексов платины
с концентрацией и процесс рсаждения ведут в течение перед осаждение на
поверхность мембраны обращенную к катоду наносят инертный
электропроводимый порошкообразный материал в количестве В качестве
инертного материала используют графит или карбид вольфрама
5.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕМБРАНО-ЭЛЕКТРОДНОГО БЛОКА для электрохимических
процессов включающий соединение ионообменной мембраны с электродной
композицией и коллектором тока ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения
срока службы мембрано-электродного блока упрощения процесса при сохранении
высоких энергетических характеристик электродную композицию
предварительно наносят на коллектор тока и соединяют с мембраной путем
многократного полива материала мембраны на коллектор тока
6.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕМБРАНО-ЭЛЕКТРОДНОГО БЛОКА для электрохимических
процессов включающий нанесение на ионообменную мембрану электродной
композиции с последующим ее закреплением ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
повышения ресурса работы мембраноэлектродного блока закрепление
электродной композиции на мембране ведут термообработкой в спирте или водно-
7.СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОРИСТОЙ ДИАФРАГМЫ включающий термическую обработку
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения протекаемости повышения прочности
и пластичности диафрагмы перед термической обработкой материал диафрагмы
смачивают и помещают между
8.ИОНООБМЕННАЯ МЕМБРАНА для выделения кислоты из раствора содержащего
соль поливалентного металла включающая сульфокатионообменную мембрану
ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью повышения чистоты выделяемой кислоты
сульфокатионообменная мембрана выполнена перфорированной и дополнительно
снабжена анионообменной мембраной установленной
9.ПЕРФОРИРОВАННАЯ ДИАФРАГМА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ
тем что с целью повышения ее электропроводности диафрагма выполнена из
ионообменного материала
0.ДИАФРАГМА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ содержащая асбест и
термопластичный фторсодержащий полимер ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью
увеличения срока службы диафрагмы и повышения чистоты продуктов
электролиза в качестве термопластичного полимера используют сополимер
тетрафторэтилена с перфторвиниловыми эфирами с функциональными
сульфогруппами при следующем соотношении
1.ДВУХСЛОЙНАЯ ДИАФРАГМА ДЛЯ ХЛОРНОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА включающая слой из
хризотиласбеста и размещенный на нем второй слой антофитиласбеста с
полимерным материалом ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью снижения расхода
электроэнергии и повышения чистоты получаемой щелочи слой из
хризотиласбеста дополнительно содержит фторопласт в количестве в
качестве полимерного материала второй слой содержит фторопласт в количестве
и толщина второго слоя составляет
2.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИАФРАГМЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
включающий нанесение асбеста из пульпы на перфорированную основу обработку
полимерным веществом и термообработку диафрагмы ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью повышения химической стойкости диафрагмы и предупреждения набухания в
условиях электролиза обработке полимерным веществом подвергают асбест а
термообработку ведут
3.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕЙ ДИАФРАГМЫ для электрохимического
получения гидроксида щелочного металла включающий приготовление водной
суспензии содержащей асбест хлорид щелочного металла его гидроксид и
диоксид титана фильтрацию суспензии под вакуумом через перфорированный
катод и термообработку ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью увеличения срока
службы диафрагмы при получении раствора гидроксида щелочного металла с
концентрацией 350-600 гл используют суспензию содержащую диоксид титана
в количестве фильтрацию осуществляют под вакуумом равным и перед
термообработкой диафрагму промывают до
4.КИСЛОТОСТОЙКАЯ ДИАФРАГМА ДЛЯ ХЛОРНОГО ЭЛЕКТРОЛИЗА И СПОСОБ ЕЕ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ. 1.ДИАФРАГМА содержащая хризотиласбест кислотостойкий асбест
и синтетический латекс ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью снижения
энергозатрат и повышения чистоты продуктов хлорного электролиза она
дополнительно содержит углеродистый материал при следующих соотношениях 4.
СПОСОБ изготовления диафрагмы включающий смешение асбеста с водой и
фильтрацию полученной пульпы через пористую основу ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что
перед фильтрацией в пульпу вводят синтетический латекс а затем а
полученную после фильтрации диафрагму
Использование кислотостойкой диафрагмы с углеродом и способа
изготовления по данному изобретению для хлорного электролиза обеспечивает
следующие преимущества:
Снижение напряжения на электролизеое на 015-020 В по сравнению с
обычной асбестовой диафрагмой.
Уменьшение содержания побочных продуктов в католите на 02 л по хлорату на
Снижение температуры при сушке диафрагмы до 80 град.С и уменьшение
времени сушки диафрагмы с 20 до 4 ч.
5.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АСБОПОЛИМЕРНОЙ ДИАФРАГМЫ включающий нанесение
полимера на асбест приготовление пульпы обработанного асбеста в водном
растворе содержащем щелочь и хлорид щелочного металла с последующей
фильтрацией пульпы через перфорированную основу ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью упрощения процесса и повышения однородности диафрагмы нанесение
полимера на асбест осуществляют перемешиванием водной суспензии асбеста в
смеси с при скорости в течение
6.СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АСБОПОЛИМЕРНОЙ ДИАФРАГМЫ для получения хлора и
щелочи электролизом раствора хлорида щелочного металла включающий
приготовление суспензии содержащей асбест фторсодержащий полимер и
поверхностно-активное вещество фильтрацию полученной суспензии через
перфорированную основу с последующей сушкой термообработкой при
температуре на 10-50 град. С превышающей температуру плавления
фторсодержащего полимера и охлаждение диафрагмы ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с
целью снижения энергозатрат на проведение электролиза и повышения качества
продуктов за счет повышения однородности диафрагмы охлаждение ведут со
7.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ДИАФРАГМЫ для электролиза растворов
хлоридов щелочных металлов включающий приготовление смеси
политетрафторэтилена гидрофильного материала из соединений циркония или
титана и порообразователя вальцевание смеси в лист термообработку его и
удаление порообразователя ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью улучшения
электрохимических характеристик диафрагмы обеспечивающих повышения выхода
по току щелочи снижение содержания хлоратов в щелочи при электролизе
растворов хлоридов щелочных металлов а также повышение стабильности
характеристик диафрагмы при восстановлении токовой нагрузки после ее
отключений в качестве соединений циркония или титана используют а в
качестве ПАВ используют
Применение диафрагмы изготовленной по изобретению обеспечивает повышение
выхода по току гидроксида натрия на 7-9% снижение содержания хлората
натрия в электрощелочи на 079-093 гдм3 при концентрации гидроксида
натрия около 120 гдм3 и обеспечивает стабильность электрохимических
характеристик в процессе длительного электролиза с отключением токовой
нагрузки за счет снижения неоднородности диафрагмы.
8.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФЕКТНОЙ МЕМБРАНЫ включающий проведение анализа
растворов в электродных камерах ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью сокращения
времени определения проводят анализ анолита по рН или анализ католита на
содержание хлорида и перед отбором растворов на анализ токовую нагрузку на
9.АРМИРОВАННАЯ ИОНООБМЕННАЯ МЕМБРАНА содержащая пленку из ионообменного
материала и армировку из волокон неионообменного материала распределенного
по объему пленки ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью повышения прочности
мембраны и снижения ее электрического сопротивления волокна
неионообменного материала ориентированы
Предложенная мембрана обеспечивает снижение величины падение напряжения
примерно на 30% и повышение механической прочности мембраны то есть
предела прочности при разрыве примерно на 40-45% и предела прочности при
раздире примерно на 20-25% при содержании порошка армирующего материала –
политетра-фторэтилена – в ионообменном материале в количестве 1-50% по
массе. При содержании порошка
0.ИОНООБМЕННАЯ МЕМБРАНА для получения хлора и щелочи электролизом водного
раствора хлорида щелочного металла состоящая из двух слоев полимера на
основе перфторсульфонового эфира с разными эквивалентными весами
ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью повышения выхода по току и чистоты целевых
продуктов один из слоев мембраны состоит из полимера с эквивалентным весом
1.СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДИАФРАГМЕННОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА для получения хлора
и щелочи содержащего катод с нанесенной диафрагмой в мембранный путем
нанесения ионообменного полимера на диафрагму с последующей термообработкой
при температуре размягчения полимера вакуумированием и гидролизом
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью улучшения условий труда при преобразовании
электролизера с одновременным увеличением выхода по току и повышением
чистоты щелочи при его работе ионообменный полимер наносят в виде пленки и
2.СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К РАБОТЕ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ РАЗЛОЖЕНИЯ ВОДЫ
фильтрпрессного типа с ионообменной мембраной и биполярными пористыми
электродами включающий очистку электродов и заполнение его водой
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения надежности электролизера в работе
и предотвращения потерь получаемых газов очистку пористых электродов
осуществляют катодным обезжириванием
3.СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКОВОЙ НАГРУЗКИ МЕЖДУ АНОДАМИ В ХЛОРНОМ
ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЕ с ртутным катодом и анодами с металлоокисным покрытием типа
ОРТА на основе измерений отклонения параметра от номинального значения
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью обеспечения проведения электролиза при
заданном сроке службы анодов в качестве параметра используют среднее
отклонение токовой нагрузки на каждый анод от номинальной и определяют его
в соответствии с зависимостью
4.СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОЛИЗНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА ИЗ
ВОДЫ содержащая фотоэлектрический источник питания и параллельно
соединенную с ним через стабилитрон буферную батарею многоячеечный
электролизер с отводами и переключающее устройство ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что
с целью упрощения и повышения производительности она дополнительно
содержит контакторы и промежуточные реле при этом электролизер выполнен в
виде последовательно соединенных через диоды и включенных в прямом
направлении n групп ячеек
5.СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И
КИСЛОРОДА содержащая источник тока подключенный к крайним электродам
электролизера два датчика температуры связанные через регулятор с вторым
источником тока ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью повышения
производительности и снижения удельного энергопотребления датчики
температуры установлены
6.СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОЛИЗНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА
ПОД ДАВЛЕНИЕМ содержащая электролизер крайние электроды которого
соединены с фотоэлектрическим генератором регулятор давления связанный с
первым фотоэлектрическим источником питания ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью
повышения надежности работы электролизера при изменяющейся интенсивности
солнечной радиации она дополнительно содержит отводы от полюсов биполярных
электродов второй фотоэлектрический источник питания и включенный в его
цепь блок параллельно соединенных катушек контрольных реле
7.УСТАНОВКА ДЛЯ ФОТОЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДЫ содержащая цилиндрическую
светопроницаемую емкость в которую помещены полупроводниковый анод и
металлический катод погруженные в водные электролиты разделенные
перегородкой из ионообменного материала и концентратор лучистого потока
ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью повышения производительности за счет
оптимального использования солнечного излучения она дополнительно содержит
датчики температуры электролита и солнечной радиации блок управления
регулятор лучистого потока с приводом при этом датчики соединены с блоком
8.УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОЛИЗА ХЛОРИДА
НАТРИЯ с использованием диафрагмы включающее блоки измерения тока
концентрации щелочи в католите и формирования управляющего воздействия
ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем что с целью повышения эффективности процесса
регулирования при использовании непроточной диафрагмы из ионообменного
материала оно дополнительно снабжено блоками измерения напряжения расхода
католита и расхода воды вычисления энергозатрат определения экстремума и
регулирования расхода воды
Предложенное устройство повышает эффективность процесса регулирования и
обладает следующими преимуществами:
Значительно большим диапазоном регулирования. При применении диафрагмы
из ионообменного материала изменение расхода рассола в 2-3 раза приводит
к изменению выхода по току щелочи на 2-4% в то время как равное
изменение расхода воды меняет выход по току на 10-15%.
Высоким быстродействием вследствие малого запаздывания по каналу расход
воды-концентрация щелочи в католите. Так запаздывание по каналу расход
рассола-концентрация щелочи в католите составляет 20-25 мин а по каналу
расход воды-концентрация щелочи в католите всего 5-6 мин.
Осуществляет текущее оптимальное управление процессом в реальном
времени производя корректировку управляющего воздействия необходимую
вследствие дрейфа точки оптимального режима во времени.
Изобретение позволяет постоянно поддерживать высокую эффективность процесса
электролиза хлоридов с использованием ионообменной диафрагмы что делает
его более экономичным и обеспечивает его высокие технические показатели.
9.СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ МЕТАЛЛОВ путем пропускания
очищаемого раствора через пористый катод ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
упрощения способа и ликвидации сточных вод в качестве пористого катода
используют сетку с нанесенным на нее слоем из порошка графита или
активированного угля и волокнистого связующего
Реализация предложенного способа позволяет осуществить процесс очистки
растворов в компактных электролизерах с пористыми электродами любой
конфигурации определяемой сетчатой перегородкой. Ористый электрод
формируется непосредственно в электролизере фильтрованием соответствующей
суспензии а регенерация его может быть осуществлена в электролизере или
вне его путем удаления пористого электрода противотоком раствора
механическим путем или гидросмывом с последующим нанесением нового что
позволяет существенно упростить способ очистки растворов на пористых
электродах и ликвидировать сточные воды.
0.АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ РТУТИ содержащая колонки
химической очистки с приемником ртути и приемником очищенной ртути
перегонное устройство и устройство перегрева паров ртути соединенные
соответственно со сборником очищенной ртути и устройством для охлаждения
приемники чистой ртути соединенные при помощи трубопроводов через насос
Шпренгеля с холодильником перегонного устройства и сборником очищенной
ртути и ампулу для чистой ртути ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью повышения
чистоты целевого продукта за счет возможности повторной химической очистки
ртути установка снабжена вакуумным лифтом а устройство для охлаждения
выполнено в виде диффузионного насоса.
1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСКРЫТИЯ АМПУЛ С РАДИОАКТИВНЫМИ ПРЕПАРАТАМИ включающее
герметичный корпус с крышкой держатели ампул и ползунок с ножом
установленный на винте ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем что с целью врозможности
приготовления воздушно-газовых радиоактивных смесей различного состава за
счет выборочного вскрытия ампул держатели ампул снабжены
2.ГРАФИТОВЫЙ ТИГЕЛЬ для восстановительного плавления металлов с целью
анализа находящихся в них газов содержащий корпус с выполненной в нем
реакционной камерой днище и крышку ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью
интенсификации процесса восстановления металлов за счет равномерного
прогрева тигля днище выполнено толщиной равной толщины стенки корпуса.
3.БЮРЕТКА ДЛЯ ОСОБО ЧИСТЫХ ВЕЩЕСТВ ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью
снижения загрязнения особо чистых веществ примесями содержащимися в
окружающей атмосфере за счет очистки поверхности корпуса и воздуха
поступающего в бюретку при сливе веществ она снабжена коаксиально
установленной снаружи корпуса рубашкой
4.БЮРЕТКА ДЛЯ ОСОБО ЧИСТЫХ ВЕЩЕСТВ ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем что с целью
снижения загрязнения особо чистых веществ воздухом окружающей атмосферы за
счет улучшения процесса слива веществ она снабжена установленным по оси
корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном
направлении запорным стержнем
5.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ ЭЛЕКТРОПЕРЕНОСОМ включающее
разделительные элементы в виде секций электроды патрубки для подачи
исходного металла и концентрата примесей ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем что с целью
повышения степени очистки и увеличения выхода очищенного металла оно
снабжено биполярным токопроводящим электродом
6.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕЛАТИНА В МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ СЕРНОКИСЛЫХ РАСТВОРАХ
ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тем что с целью повышения точности определения желатина в
анализируемый раствор вводят водный раствор хлористого кальция раствор
разбавляют затем путем введения металлического алюминия до достижения рН
проводят восстановление металлической меди

GOST21105-87.doc

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ
МАГНИТОПОРОШКОВЫЙ МЕТОД
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
УДК 620.179.141 : 006.354
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА С С Р
Магнитопорошковый метод
Nondestructive testing.
Method of magnetic particle testing
Дата введения 01.01.88
Настоящий стандарт распространяется на магнитопорошковый метод
неразрушающего контроля деталей изделий и полуфабрикатов из ферромагнитных
материалов с относительной магнитной проницаемостью не менее 40 (далее -
Термины применяемые в настоящем стандарте и их определения по ГОСТ
Пояснения терминов применяемых в настоящем стандарте приведены в
1. Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля основан на явлении
притяжения частиц магнитного порошка магнитными потоками рассеяния
возникающими над дефектами в намагниченных объектах контроля.
Наличие и протяженность индикаторных рисунков вызванных полями
рассеяния дефектов можно регистрировать визуально или автоматическими
устройствами обработки изображения.
2. Магнитопорошковый метод предназначен для выявления поверхностных и
подповерхностных нарушений сплошности: волосовин трещин различного
происхождения непроваров сварных соединений флокенов закатов надрывов и
3. Магнитопорошковый метод применяют для контроля объектов из
ферромагнитных материалов с магнитными свойствами позволяющими создавать в
местах нарушения сплошности магнитные поля рассеяния достаточные для
притяжения частиц магнитного порошка.
Издание официальное Перепечатка
© Издательство стандартов 1988
Метод может быть использован для контроля объектов с немагнитными
4. Чувствительность магнитопорошкового метода определяется магнитными
характеристиками материала объекта контроля его формой размерами и
шероховатостью поверхности напряженностью намагничивающего поля
местоположением и ориентацией дефектов взаимным направлением
намагничивающего поля и дефекта свойствами дефектоскопического материала
способом его нанесения на объект контроля а также способом и условиями
регистрации индикаторного рисунка выявляемых дефектов.
5. В зависимости от размеров выявляемых дефектов устанавливаются три
условных уровня чувствительности приведенные в табл. 1.
Условный уровень Минимальная ширина раскрытияМинимальная протяжённость
чувствительности условного дефекта мкм условного дефекта мкм
Условный уровень чувствительности А достигается при параметре
шероховатости контролируемой поверхности Ra ( 25 мкм уровни
чувствительности Б и В - при Ra ( 10 мкм.
При выявлении подповерхностных дефектов а также при Ra > 10 мкм
чувствительность метода понижается.
При контроле изделий с немагнитными покрытиями с увеличением толщины
покрытия чувствительность метода понижается.
6. Вид местоположение и ориентация недопустимых дефектов а также
необходимый уровень чувствительности контроля конкретных изделий
устанавливаются в отраслевой нормативно-технической документации на
7. Магнитопорошковый контроль проводится по технологическим картам
согласно ГОСТ 3.1102-81 и ГОСТ 3.1502-85 в которых указываются:
наименование изделия (узла) наименование и номер детали эскиз детали с
указанием габаритных размеров зона контроля способ контроля вид и схема
намагничивания значения намагничивающего тока или напряженности магнитного
поля средства контроля (аппаратура дефектоскопические материалы) нормы
ТРЕБОВАНИЯ К АППАРАТУРЕ
1. При контроле магнитопорошковым методом применяют стационарные
передвижные и переносные дефектоскопы по ГОСТ 26697-85.
Допускается применять специализированные дефектоскопы предназначенные
для контроля конкретных изделий.
2. В зависимости от назначения дефектоскопы включают в себя следующие
функциональные устройства:
блок формирования намагничивающего тока;
намагничивающие устройства;
устройство для размагничивания;
устройство для нанесения дефектоскопических материалов;
блок автоматического управления технологическими операциями контроля;
исполнительные устройства для осуществления автоматических операций
приборы и устройства для контроля качества дефектоскопических
материалов и технологических процессов;
устройства для осмотра контролируемой поверхности и регистрации
3. Дефектоскопы должны быть снабжены измерителями намагничивающего
тока. Погрешность измерений не должна превышать 10%.
4. Дефектоскопы общего назначения должны обеспечивать возможность
размагничивания объектов контроля.
5. Дефектоскопы в которых намагничивание изделий осуществляется
переменным выпрямленным или импульсным токами при контроле способом
остаточной намагниченности должны обеспечивать выключение тока в момент
времени при котором значение остаточной индукции составляет не менее 09
ее максимального значения для данного материала при выбранном режиме.
6. В дефектоскопах при контроле способом остаточной намагниченности
не допускается использовать в качестве намагничивающих устройств
электромагниты постоянного тока а также другие устройства в которых
снижение магнитного потока от максимального значения до нуля при
намагничивании происходит в течение времени превышающем 5 мс.
7. Устройства для осмотра контролируемой поверхности и регистрации
дефектов включают в себя: УФ-облучатели оптические устройства (лупы;
бинокулярные стереоскопические микроскопы; зеркала; эндоскопы) а также
автоматизированные системы обработки изображений.
8. Требования к специализированным дефектоскопам устанавливают в
отраслевой нормативно-технической документации на контроль конкретных
ТРЕБОВАНИЯ К ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКИМ МАТЕРИАЛАМ
1. При магнитопорошковом методе контроля применяют магнитные
дефектоскопические материалы; порошки суспензии и магнитогуммированные
2. В зависимости от состояния контролируемой поверхности (ее цвета и
шероховатости) магнитных свойств материала и требуемой чувствительности
контроля используют магнитные порошки имеющие естественную окраску а
также цветные и люминесцентные.
3. Основные свойства магнитных порошков влияющих на выявляемость
дефектов: дисперсность магнитные и оптические характеристики.
Качество магнитных порошков оценивают по методикам приведенным в
отраслевой нормативно-технической документации на их поставку.
4. Свойства магнитной суспензии влияющие на выявляемость дефектов
определяются составом концентрацией и свойствами отдельных ее компонентов.
4.1. Концентрация магнитного порошка в суспензии должна составлять
(25±5) гл а люминесцентного порошка - (4±1) гл.
При контроле резьбы и объектов с использованием магнитных полей
напряженностью ( 100 Асм концентрацию магнитного порошка уменьшают до 5
В технически обоснованных случаях допускается устанавливать более
высокие значения концентрации магнитного порошка в суспензии.
4.2. Вязкость дисперсионной среды суспензии не должна превышать 36(10-
м2с (36 сСт) при температуре контроля. При вязкости носителя выше 10(10-
м2с (10 сСт) в технической документации должно быть указано время
стекания основной массы суспензии после которого допустим осмотр изделия.
4.3. Дисперсионная среда суспензий с люминесцентными магнитными
порошками не должна ухудшать светоколористических свойств порошка а ее
собственная люминесценция не должна искажать результаты контроля.
5. Магнитная суспензия не должна вызывать коррозии контролируемой
6. Магнитогуммированная паста представляет собой смесь магнитного
порошка и затвердевающих органических полимерных веществ.
7. Качество готовых дефектоскопических материалов определяют перед
проведением контроля на стандартных образцах предприятий аттестованных в
установленном порядке.
ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ КОНТРОЛЯ
1. Магнитопорошковый метод контроля включает технологические
подготовка к контролю;
намагничивание объекта контроля;
нанесение дефектоскопического материала на объект контроля;
осмотр контролируемой поверхности и регистрация индикаторных рисунков
оценка результатов контроля;
2. При магнитопорошковом методе контроля применяют:
способ остаточной намагниченности (СОН);
способ приложенного поля (СПП).
2.1. При контроле СОН объект контроля предварительно намагничивают а
затем после снятия намагничивающего поля на его поверхность наносят
дефектоскопический материал. Промежуток времени между указанными выше
операциями должен быть не более часа. Осмотр контролируемой поверхности
проводят после стекания основной массы суспензии.
СОН применяют при контроле объектов из магнитотвердых материалов с
коэрцитивной силой Нс ( 10 Асм с остаточной индукцией 05 Тл и более.
2.2. При контроле СПП операции намагничивания объекта контроля и
нанесения суспензии выполняют одновременно. При этом индикаторные рисунки
выявляемых дефектов образуются в процессе намагничивания. Намагничивание
прекращают после стекания с контролируемой поверхности основной массы
суспензии. Осмотр контролируемой поверхности проводят после прекращения
Для уменьшения нагрева объекта контроля рекомендуется применять
прерывистый режим намагничивания при котором ток по намагничивающему
устройству пропускают в течение 01-3 с. с перерывами до 5 с.
2.3. Выбор способа контроля осуществляют в зависимости от магнитных
свойств материала объекта и требуемой чувствительности контроля в
соответствии с приложением 2.
3. Подготовка к контролю должна включать:
подготовку объекта к операциям контроля;
проверку работоспособности дефектоскопов;
проверку качества дефектоскопических материалов.
3.1. При подготовке объёма с контролируемой поверхности необходимо
удалить продукты коррозии остатки окалины масляные загрязнения а при
необходимости следы лакокрасочных покрытий.
3.2. При контроле объектов с темной поверхностью при помощи черного
магнитного порошка на контролируемую поверхность следует наносить покрытие
обеспечивающее необходимый контраст толщиной до 20 мкм.
3.3. Проверку работоспособности дефектоскопов и качества
дефектоскопических материалов осуществляют при помощи стандартных образцов
предприятий специально изготовленных или отобранных из числа забракованных
изделий с дефектами размеры которых соответствуют принятому уровню
Методика изготовления образцов приведена в рекомендуемом приложении 3.
4. При магнитопорошковом контроле применяют намагничивание:
циркулярное; продольное (полюсное); комбинированное; во вращающемся
Виды способы и схемы намагничивания приведены в табл. 2.
4.1. Вид и способ намагничивания выбирают в зависимости от размеров и
формы объекта материала и толщины покрытия а также от характера и
ориентации дефектов подлежащих выявлению. При этом наилучшее условие
выявления дефектов - перпендикулярное направление намагничивающего поля по
отношению к направлению ожидаемых дефектов.
При необходимости выявления дефектов различной ориентации применяют
намагничивание в двух или трех взаимно перпендикулярных направлениях
комбинированное намагничивание а также намагничивание во вращающемся
4.2. Напряженность магнитного поля на контролируемом участке
поверхности объекта выбирают в зависимости от требуемой чувствительности
контроля в соответствии с рекомендуемым приложением 4.
Значения напряженности магнитного поля на поверхности объекта контроля
определяют при помощи измерителей напряженности магнитного поля или при
помощи катушек поля.
4.3. При контроле объектов с большим размагничивающим фактором
имеющих отношение длины к эквивалентному диаметру меньше 5 следует:
составлять контролируемые изделия в цепочку размещая их друг к другу
торцевыми поверхностями;
применять удлинительные наконечники;
применять переменный намагничивающий ток.
Вид намагничивания Способ намагничивания Схема намагничивания
Циркулярное Пропусканием тока по
всему объекту [pic]
Пропусканием тока по [pic]
Пропусканием тока по
проводнику помещённому [pic]
в сквозное отверстие в
Путём индуцирования тока
тороидальной обмотке [pic]
Продольное При помощи постоянного
(полюсное) магнита [pic]
При помощи электромагнита
При помощи соленоида
Перемещением постоянного
объекту и при помощи [pic]
Комбинированное Пропусканием тока по [pic]
объекту и при помощи
Пропусканием по объекту [pic]
двух токов в взаимно
Индуцированием тока в [pic]
объекте и пропусканием
помещённому в сквозное
отверстие в объекте
Во вращающемся При помощи соленоида
магнитном поле вращающегося магнитного [pic]
4.4. При намагничивании объектов применяют следующие виды
электрического тока: постоянный переменный однофазный и трехфазный
выпрямленный однополупериодный и двухполупериодный импульсный.
4.5. При циркулярном намагничивании объектов имеющих поперечное
сечение простой формы а также крупногабаритных объектов значение тока
определяют в зависимости от требуемой напряженности магнитного поля на
контролируемой поверхности формы и размеров сечения объекта контроля по
формулам приведенным в рекомендуемом приложении 5.
4.6. Комбинированное намагничивание применяют при контроле СПП.
При комбинированном намагничивании двумя токами одного вида: переменным
синусоидальным или выпрямленным однополупериодным и двухполупериодным их
фазы должны быть сдвинуты относительно друг друга.
4.7. Намагничивание во вращающемся магнитном поле применяют при
контроле СОН объектов сложной формы а также объектов с большим
размагничивающим фактором с ограниченной контактной площадью или с
нетокопроводящими гальваническими покрытиями.
5. Для нанесения магнитного порошка на поверхность объекта применяют:
способ магнитной суспензии;
способ сухого магнитного порошка;
способ магнитогуммированной пасты.
5.1. Магнитную суспензию наносят на контролируемую поверхность путем
полива или погружения объекта в ванну с суспензией а также аэрозольным
5.2. Сухой магнитный порошок наносят на контролируемую поверхность
при помощи различных распылителей погружением объекта в емкость с
порошком а также способом воздушной взвеси.
Способ воздушной взвеси применяют при выявление подповерхностных
дефектов а также дефектов под слоем немагнитного покрытия толщиной от 100
5.3. Магнитогуммированную пасту приготавливают непосредственно перед
применением и наносят на контролируемую поверхность в жидком виде.
Способ магнитогуммированной пасты применяют при контроле внутренних
стенок полостей диаметром менее 20 мм при отношении глубины к диаметру 1 к
6. Осмотр контролируемой поверхности и регистрацию индикаторных
рисунков выявляемых дефектов проводят визуально или с применением
автоматизированных систем обработки изображений.
6.1. При визуальном осмотре могут быть использованы различные
оптические устройства (лупы микроскопы эндоскопы).
Выбираемое увеличение оптического устройства зависит от шероховатости
поверхности детали типа обнаруживаемых дефектов условий контроля и т. п.
6.2. Освещенность контролируемой поверхности при использовании
магнитных порошков естественной окраски а также цветных магнитных порошков
должна быть не менее 1000 лк. При этом следует применять комбинированное
освещение (общее и местное).
6.3. При использовании люминесцентных магнитных порошков осмотр
контролируемой поверхности следует проводить при ультрафиолетовом облучении
источником с длиной волны 315- 400 мм. При этом УФ-облученность
контролируемой поверхности должна быть не менее 2000 мкВтсм2 (200 отн. ед.
7. Участок магнитопорошкового контроля должен быть снабжен
дефектограммами с видами индикаторных рисунков характерных дефектов а
также стандартным образцом. Стандартный образец должен иметь паспорт и
8. Детали признанные годными по результатам магнитопорошкового
метода контроля должны быть при необходимости размагничены.
Способы размагничивания и проверки степени размагничивания а также
допустимую норму остаточной намагниченности каждого изделия устанавливают в
отраслевой нормативно-технической документации на контроль изделий.
9. Результаты контроля записывают в журналах протоколах или
перфокартах. Вид и объем записи устанавливают в отраслевой нормативно-
технической документации на контроль изделий
ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
1. Общие требования безопасности к проведению магнитопорошкового
контроля - по ГОСТ 12.3.002-75.
2. К проведению магнитопорошкового контроля допускаются
дефектоскописты прошедшие аттестацию в установленном порядке а также
обучение и инструктаж по ГОСТ 12.0.004-79.
3. Участок магнитопорошкового контроля массивных и круп негабаритных
объектов должен быть оборудован подъемно-транспортными механизмами и
поворотными стендами по ГОСТ 12.3.020-80.
4. Конструкция производственного оборудования должна соответствовать
требованиям ГОСТ 12.2.049-80 и ГОСТ 12.2.003-74.
5. Расположение и организация рабочих мест на участке оснащение их
приспособлениями необходимыми для безопасного выполнения технологических
операций должны соответствовать требованиям безопасности по ГОСТ 12.2.032-
ГОСТ 122033-78 ГОСТ 12.2.061-81 и ГОСТ 12.2.062-81.
6. Требования к содержанию вредных веществ температуре влажности
подвижности воздуха в рабочей зоне - по ГОСТ 12.1.005-76 и ГОСТ 12.1.007-
требования к вентиляционным системам - по ГОСТ 12.4.021-75.
7. Требования к коэффициенту естественной освещенности (КЕО) и
освещенности рабочей зоны пульсации светового потока яркости и контрасту -
по СНиП II-4-79 утвержденным Госстроем СССР.
8. Требования электробезопасности - по ГОСТ 12.2.007.0-75 ГОСТ
1.019-79 «Правилам устройства электроустановок потребителей» и
«Правилам технической эксплуатации электроустановок и правилам техники
безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» утвержденным
9. Защитное заземление или зануление дефектоскопов - по ГОСТ 12.1.030-
10. При размещении хранении транспортировании и использовании
дефектоскопических и вспомогательных материалов отходов производства и
объектов прошедших контроль следует соблюдать требования к защите от
пожаров по ГОСТ 12.1.004-85.
11. Индивидуальные средства защиты должны соответствовать ГОСТ
4.030-77 и ГОСТ 12.4.068-79.
12. При циркулярном намагничивании путем пропускания тока через
изделие или проводник помещенный в сквозное отверстие объекта следует:
включать и выключать электрический ток только при надежном
электрическом контакте электродов с объектом контроля;
применять защитные щитки по ГОСТ 12.4.023-84 для защиты лица от
возможного попадания мелких частиц расплавленного свинца.
13. Требования к защите от вредного воздействия постоянных магнитных
полей соответствуют «Предельно допустимым уровням воздействия постоянных
магнитных полей при работе с магнитными устройствами и магнитными
материалами» № 1742- 77 утвержденным Минздравом СССР.
14. Органы управления магнитопорошковых дефектоскопов создающих
постоянные магнитные поля напряженностью более 80 Асм должны быть
вынесены за пределы зоны действия этих полей.
15. При контроле способом приложенного поля с циркулярным
намагничиванием не допускается применять керосиновую или керосино-масляную
16. Для приготовления суспензий не допускается использовать керосин
температурой вспышки ниже 30°С.
17. Наносить магнитный порошок способом воздушной взвеси следует в
камерах с отсасывающими вентиляционными устройствами.
18. Требования к защите от ультрафиолетового излучения соответствуют
«Гигиеническим требованиям к конструированию и эксплуатации установок с
искусственными источниками УФ-излучения для люминесцентного контроля
качества промышленных изделий № 1854 утвержденным Минздравом СССР.
19. При осмотре контролируемой поверхности в УФ-излучении в случае
отсутствия в аппарате встроенных устройств обеспечивающих защиту глаз
оператора от вредного воздействия УФ лучей следует применять защитные очки
по ГОСТ 12.4.013-85 с стеклами ЖС-4 по ГОСТ 9411-81 толщиной не менее 2 мм.
20. Отходы производства в виде отработанных дефектоскопических
материалов подлежат утилизации регенерации удалению в установленные
сборники или уничтожению.
ПОЯСНЕНИЯ ТЕРМИНОВ ПРИМЕНЯЕМЫХ В СТАНДАРТЕ
Условный дефект поверхностный дефект в форме плоской
щели с параллельными стенками с
отношением глубины к ширине равным
ориентированный перпендикулярно
к направлению магнитного поля.
Условный уровень чувствительности чувствительность магнитопорошкового
контроля определяемая минимальной
шириной и протяженностью условного
Дефектограмма изображение части изделия с
индикаторным рисунком выявленных
дефектов полученное фотографическим
путем при помощи реплик или другими
Отекание основной массы суспензии состояние при котором дальнейшее
стекание суспензии не изменяет
картины отложения порошка над
дефектом в том числе и при
повторном включении намагничивающего
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПОСОБА КОНТРОЛЯ
По известным магнитным характеристикам (коэрцитивной силе Нс и
остаточной индукции Вr) материала объекта определяют возможность достижения
требуемого уровня чувствительности при контроле с использованием СОН.
При этом пользуются кривыми приведенными на чертеже которые
соответствуют условным уровням чувствительности А. Б и В.
Контроль СОН с требуемой чувствительностью возможен с том случае если
остаточная индукция материала при заданном значении коэрцитивной силы равна
или больше значения остаточной индукции определенной по соответствующей
При необходимости проведения контроля с более высоким уровнем
чувствительности чем это позволяет СОН следует применять СПП.
МЕТОДИКА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ
Заготовку образца изготовляют из листовой стали например ЭИ-962 по
техническим условиям в виде пластины размерами 130х30х35-39 мм.
Заготовку рихтуют и шлифуют на глубину 01-02 мм.
На боковых гранях заготовки фрезерованием (угол фрезы 30°) выполняет
Азотируют на глубину 015-03 мм. Для получения трещин заданной
длины проводят местное азотирование широкой грани образца в виде полосок.
При этом длину трещин определяют шириной полосок.
Измеряют глубину азотированного слоя.
Заготовку обрата полируют до шероховатости обеспечивающей
аттестацию параметров трещин.
Для формирования трещин образец помещают в приспособление для
изгиба которое должно иметь опору для образца и накладку из стали.
Нагрузку подают на образец через накладку до появления характерного хруста
от растрескивания азотированного слоя.
Ширину трещин измеряют на металлографическом микроскопе.
Из прутка стали ЭИ 961 или ЭИ 736 по техническим условиям
изготовляют образец в виде втулки наружным диаметром 48 мм внутренним
диаметром 444 мм и длиной 35 мм.
Образен шлифуют. Параметр шероховатости поверхности Ra ( 25 мкм по
Образец азотируют на глубину 015-0.3 мм.
Образец полируют по наружному диаметру.
Для формирования трещин используют приспособление цилиндрической
формы с четырьмя симметрично расположенными на поверхности клиньями
которые вдвигают во втулку. Нагрузку на клинья подают при помощи штока до
появления характерного хруста свидетельствующего о растрескивании
азотированного слоя.
Заготовку образца изготовляют из стали 20Х13 по ГОСТ 5632-72.
Геометрические размеры образца приведены на чертеже.
Заготовку рихтуют и шлифуют на глубину 02-03 мм. Параметр
шероховатости поверхности Rа ( 16 мкм по ГОСТ 2789-73.
Азотируют на глубину 02-03 мм. Азотирование проводят в две
ступени. Первую ступень азотирования проводят в атмосфере аммиака при
температуре 540°С в течение 20 ч (степень диссоциации аммиака 30%). Вторую
ступень проводят в атмосфере аммиака при температуре 580°С в течение 20 ч
(степень диссоциации аммиака 60%). Медленно охлаждают в печи до. 200°С в
атмосфере аммиака затем на воздухе.
Шлифуют обе стороны образца на глубину не более 005 мм с обильным
охлаждением. Параметр шероховатости поверхности Rа ( 10 мкм по ГОСТ 2789-
Для формирования трещин образец зажимают в разрывной машине и плавно
нагружают до появления характерного хруста. Прилагаемые нагрузки выбирают
опытным путем в зависимости от необходимой ширины трещин.
Заготовку образца изготовляют из стали У10А по ГОСТ 1435-74 в виде
цилиндра (длина 250-300 мм диаметр 25 мм).
Заготовку образца закаливают до твердости 60 63 НRС.
Шлифуют цилиндрическую поверхность. Параметр шероховатости
поверхности Rа ( 080 мкм по ГОСТ 2789-73.
На цилиндрическую поверхность заготовки наносят электролитически
слой хрома толщиной 025-030 мм (по технологии пористого хромирования).
Шлифуют на глубину 01 мм твердым (Т и СТ) абразивным кругом без
охлаждения при поперечной подаче 003-0.05 мм на один двойной ход и при
продольной подаче 1-3 ммин. При этом в хромовом покрытии и стальной основе
Заготовку подвергают отпуску при температуре 160-180°С.
С поверхности заготовки электролитически удаляют слой хрома.
Ширину трещин на поверхности образца измеряют на металлографическом
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
При контроле СОН напряженность магнитного ноля определяют по кривым
намагничивания материала объекта контроля с учетом необходимости его
технического насыщения.
При контроле СПП напряженность магнитного поля необходимую для
обеспечения требуемого уровня чувствительности определяют по коэрцитивной
силе материала объекта контроля при помощи кривых приведенных на чертеже.
Значения напряжённостей магнитного поля могут быть уточнены
экспериментально применительно к контролю конкретных изделий.
При контроле СИП отношение нормальной составляющей напряженности
магнитного поля Нn к тангенциальной Ht на контролируемом участке
поверхности объекта должно быть не более 3.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАМАГНИЧИВАЮЩЕГО ТОКА
При циркулярном намагничивании максимальное (амплитудное) значение
намагничивающего тока I в А для получения заданной напряженности магнитного
поля Н в Асм определяют по формулам:
для объектов цилиндрической формы с круглым сечением
для объектов с прямоугольным сечением
I = 2Hа при аb ( 10;
I = 2Н(а+b) при аb 10;
для участков крупногабаритных объектов
где d. - диаметр круглого сечения см;
а и b - длина и ширина прямоугольного сечения см;
с - ширина контролируемого участка см.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Минприбором
Г. С. Шелихов д-р техн. наук (руководитель темы); Г. Г. Газизова
канд. техн. наук; А. Г. Пеликан; А. Г. Александров канд. техн. наук; С. М.
Рождественский канд. техн. наук; И. Б. Семеновская канд. техн. наук; Л.
А. Соколова; 3. П. Стукова
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного
комитета СССР по стандартам от 23.01.87 № 87
Срок первой проверки IV квартал 1991 г. периодичность проверки 5
ВЗАМЕН ГОСТ 21105-75
ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД Номер пункта подпункта
на который дана ссылка перечисления приложения
Переиздание. Октябрь 1987 г.

Устройство намагничмвания А1.cdw

* Размер для справок.
Цанговый зажим указан только с одной стороны оси

проматом.doc

2. ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ
1. Лаборатории выполняющие магнитопорошковый контроль
аттестуются в соответствии с Правилами аттестации и основными
требованиями к лабораториям неразрушающего контроля (ПБ 03-372-
) утвержденными Постановлением Госгортехнадзора России от 2
июня 2000 г. N 29 зарегистрированным Министерством юстиции
Российской Федерации 25 июля 2000 г. регистрационный N 2324.
2. Лаборатория выполняющая работы по магнитопорошковому
контролю должна быть оснащена:
- подводкой однофазной сети переменного тока напряжением 220
12 В частотой 50 Гц;
- "заземляющими шинами" соответствующими требованиям Правил
устройства электроустановок (ПУЭ);
- местным стационарным освещением обеспечивающим вместе с
общим освещенность контролируемой поверхности не менее 1000 лк;
- источником ультрафиолетового облучения с длиной волны 315 -
0 нм с максимумом излучения при длине волны около 365 нм
обеспечивающим облученность контролируемой поверхности не менее
00 мкВткв. см (при использовании люминесцентных магнитных
- переносными светильниками с рабочим напряжением 12 24 или 36
В переменного тока для проведения работ на объектах (на высоте в
труднодоступных местах в условиях малой освещенности и т.п.).
Допускается применение светильников с напряжениями 12 В питаемых
от переносных аккумуляторных батарей. Все светильники должны быть
снабжены устройствами крепления (фиксации) в месте проведения
- магнитопорошковыми дефектоскопами (Приложение N 3);
дефектоскопическими материалами (магнитными индикаторами
дефектов): порошками суспензиями пастами и т.п. (раздел 4.2
Приложения N 4 - 6); контрольными образцами (раздел 4.3
Приложения N 7 8); измерительной аппаратурой (Приложение N 3);
лупами 2 - 7-кратного увеличения;
- размагничивающими устройствами;
- бинокулярным стереоскопическим микроскопом например типа
МБС-2 МБС-10 МСП-1 и т.п.;
- механизмами и приспособлениями малой механизации для
установки закрепления и при необходимости поворота объекта
контроля или перемещения намагничивающего устройства;
- средствами нанесения магнитного индикатора (порошка
суспензии и т.п.) на объекты контроля и обтирочными материалами
- средствами измерения протяженности индикаторных рисунков -
осаждений магнитного порошка.
3. Участки магнитопорошкового контроля в цеховых условиях
должны располагаться в отдельном шумозащищенном помещении.
Вентиляция должна обеспечивать 5-кратный обмен воздуха в час. К
участку должна быть подведена горячая и холодная вода.
При отсутствии отдельного помещения участок магнитопорошкового
контроля допускается располагать на площади огражденной от других
участков производства. По окончании рабочего дня (рабочей смены)
помещение участка должно закрываться для исключения входа в него
4. Места проведения контроля должны быть оснащены:
- подводкой сети переменного тока напряжением 220 В 50 Гц а
также сети напряжением 12 24 или 36 В для питания переносных
- заземляющей шиной необходимого сечения в соответствии с
требованиями Правил технической эксплуатации электроустановок
- лесами или люльками передвижными вышками и др.
вспомогательными устройствами обеспечивающими оптимальный доступ
(удобство работы) дефектоскописта к контролируемой поверхности;
- средствами для очистки контролируемых поверхностей;
- переносными светильниками местного освещения
соответствующими п. 2.2 (мощность светильников должна быть не
КВАЛИФИКАЦИЯ ПЕРСОНАЛА
1. Специалисты осуществляющие магнитопорошковый контроль
аттестуются в соответствии с Правилами аттестации персонала в
области неразрушающего контроля (ПБ 03-440-02) утвержденными
Постановлением Госгортехнадзора России от 23 января 2002 г. N 3
зарегистрированным Министерством юстиции Российской Федерации 17
апреля 2002 г. регистрационный N 3378.
2. Руководитель работ по магнитопорошковому контролю должен
иметь квалификацию не ниже II уровня в соответствии с ПБ 03-440-
3. Заключения о результатах контроля подписывают специалисты
неразрушающего контроля имеющие квалификацию не ниже II уровня.
1. Магнитопорошковые дефектоскопы и контрольные приборы
1.1. При проведении магнитопорошкового контроля в зависимости
от конфигурации размеров объектов контроля и условий проведения
работ (на высоте в цехе и т.п.) может быть использована следующая
- универсальные (портативные переносные) и специализированные
магнитопорошковые дефектоскопы разработанные применительно к
магнитопорошковому контролю однотипных конструкций (деталей);
- универсальные стационарные дефектоскопы;
- переносные (как правило фиксируемые на конструкции)
источники освещения участка контролируемой поверхности;
- приборы для измерения параметров намагничивающего и
размагничивающего поля (напряженности или индукции) с погрешностью
- приборы для определения кинематической или условной вязкости
суспензий (индикаторов) при магнитопорошковом контроле;
- приборы для измерения уровня освещенности и ультрафиолетовой
облученности участка контролируемой поверхности;
- размагничивающие устройства и приборы для оценки уровня
размагничивания (при необходимости размагничивания объектов после
- контрольные образцы (см. раздел 4.3 Приложения N 7 8).
1.2. Дефектоскопы с источником намагничивающего тока должны
иметь измерители значений намагничивающего тока с погрешностью не
1.3. Технические средства относящиеся к средствам измерений
подлежат периодической метрологической поверке.
1.4. Магнитопорошковые дефектоскопы (намагничивающие
устройства) после ремонта и периодически в процессе эксплуатации
подлежат проверке на работоспособность.
2. Магнитные порошки и суспензии
2.1. В качестве магнитных индикаторов при магнитопорошковом
контроле применяют черные или цветные и люминесцентные магнитные
порошки (Приложение N 4) в сухом виде или в составе суспензий.
2.2. Цвет порошка выбирают с учетом обеспечения максимального
контраста с цветом контролируемой поверхности.
2.3. Люминесцентные магнитные порошки используют при контроле
конструкций и деталей как со светлой так и с темной поверхностью.
2.4. Средний размер частиц магнитного порошка
предназначенного для нанесения сухим способом должен быть не
более 200 мкм а при контроле объектов способом воздушной взвеси
порошка - не более 10 мкм. Максимальный размер частиц магнитных
порошков предназначенных для использования в суспензиях должен
быть не более 60 мкм.
2.5. Качество каждой партии магнитных порошков поступающих с
завода-изготовителя а также по окончании срока годности
указанного в сертификате или ТУ оценивают на соответствие ТУ.
Выявляющую способность магнитных порошков оценивают с помощью
специализированных измерительных приборов либо контрольных
образцов для магнитопорошкового контроля. У порошков железных
(ГОСТ 9849) контролируют только гранулометрический состав по ГОСТ
318 на сетках из ряда 0071 - 0045 мм. На рабочих местах
контроля качество магнитных индикаторов перед применением
проверяют с помощью контрольных образцов с естественными или
искусственными дефектами.
2.6. Для контроля должны применяться порошки из
неповрежденных упаковок с неистекшим сроком хранения. Порошки
имеющие следы коррозии посторонние примеси или плотно слежавшиеся
комки независимо от гарантийного срока хранения к применению не
2.7. Рекомендуемая концентрация магнитного порошка в
суспензии должна составлять:
- (25 +- 5) гл - для черного или цветного (нелюминесцентного)
- (4 +- 1) гл - для люминесцентного.
При использовании концентратов магнитных суспензий (магнитных
паст и др.) их концентрацию в суспензии устанавливают в
соответствии с ТУ на них. В технически обоснованных случаях
устанавливают другие значения концентрации магнитного порошка в
2.8. Дисперсионная среда то есть жидкая основа магнитной
суспензии должна иметь кинематическую вязкость при температуре
проведения контроля не более 36 х 10 кв. мс (36 сСт) (ГОСТ
105). Вязкость дисперсионной среды суспензии на основе масла и
маслокеросиновых смесей должна измеряться при ее приготовлении и
периодически в процессе использования. При вязкости более
х 10 кв. мс (10 сСт) время стекания суспензии с
контролируемой поверхности до ее осмотра должно быть не менее
сек. При использовании порошка ПЖВ5 класса крупности 71
вязкость жидкой основы должна быть в пределах 25 - 36 сСт. Для
остальных порошков нижний предел вязкости не ограничен. Вязкость
дисперсионной среды измеряют капиллярным вискозиметром (например
марки ВПЖ-1 ВПЖ-2 ВПЖ-3 ВПЖ-4 Пинкевича). Вместо
кинематической вязкости допускается измерять условную вязкость
суспензий с помощью вискозиметров ВЗ-1 ВЗ-4 или ВЗ-246 с
последующим переводом в кинематическую вязкость.
2.9. Дисперсионная среда суспензии должна также удовлетворять
следующим требованиям:
- обеспечивать хорошую смачиваемость суспензией контролируемых
поверхностей (не собираться в капли);
- не быть коррозионно-активной по отношению к контролируемым
металлическим конструкциям и деталям;
- не оказывать токсичного воздействия на организм человека;
- не иметь резкого неприятного запаха.
2.10. В качестве дисперсионной среды суспензий рекомендуется
применять водопроводную воду (с антикоррозионными
антикоагуляционными смачивающими и другими добавками) или
минеральное масло. Технология применения суспензии в которой в
качестве дисперсионной среды используется керосин должна быть
согласована с противопожарной службой.
Примечание - Для стабилизации суспензии на основе керосина и
его смеси с маслом с магнитным порошком в виде окислов железа
рекомендуется добавлять в нее присадку Акор-1 (ГОСТ 15171) из
расчета 1 +- 05 г на литр.
2.11. Для приготовления суспензии рекомендуется использовать
серийно выпускаемые пасты.
2.12. Сухой магнитный порошок паста и магнитная суспензия во
избежание загрязнения должны храниться в плотно закрытых емкостях
изготовляемых из немагнитных материалов (пластмассы алюминия и
2.13. Водную суспензию необходимо оберегать от органических
загрязнений (масла керосина и т.п.) которые вызывают коагуляцию
порошка и приводят к снижению чувствительности суспензии к полям
2.14. При многократном использовании концентрация магнитной
суспензии перед проведением контроля должна проверяться
анализатором концентрации суспензии или путем отстоя.
2.15. В случае нечеткого отложения порошка суспензии на
дефекте контрольного образца либо появления значительного фона на
бездефектной поверхности ее необходимо заменить. Если индикаторный
след отложения порошка при этом не изменяется необходимо
проверить исправность дефектоскопа и уровень напряженности поля
3. Контрольные образцы
3.1. Контрольные образцы предназначены для проверки
работоспособности магнитопорошковых дефектоскопов и магнитных
индикаторов. Образцы представляют собой элементы конструкций
детали или специальные изделия с искусственными или естественными
дефектами типа несплошности материала в виде щелей цилиндрических
отверстий или трещин различного происхождения.
3.2. Тип образца для проверки работоспособности дефектоскопов
выбирают с учетом способов и схем намагничивания на которые
рассчитан дефектоскоп расположения выявляемых дефектов по глубине
(поверхностные или подповерхностные). Работоспособность
дефектоскопов оценивают путем выявления дефектов на образцах при
всех способах намагничивания предусмотренных конструкцией данного
Контрольные образцы представляющие собой объекты контроля
(детали) с естественными или искусственными дефектами используют
также для определения и проверки режимов намагничивания и в целом
технологии контроля.
3.3. В качестве искусственных дефектов на образцах служат
плоские щели различной ширины или цилиндрические отверстия
диаметром (2 - 25) мм расположенные параллельно поверхности на
различной глубине. Плоскость искусственных дефектов-щелей
составляет угол с возможным направлением намагничивающего поля
около (80 - 90)-. Образцы могут быть покрыты слоем никеля или
хрома толщиной (0002 - 0005) мм для предотвращения коррозии.
3.4. Вариант технологии изготовления контрольных образцов с
искусственными трещинами приведен в Приложении N 7.
Допускается использовать в качестве контрольных образцов детали
или элементы конструкций с мелкими дефектами обнаруженными при
магнитопорошковом контроле.
3.5. При изготовлении образцы аттестуют. По результатам
аттестации составляют паспорт в котором указывают: предприятие -
изготовитель образца номер образца марку материала образца
назначение способ и режим намагничивания требования к
индикаторным материалам типы и размеры имеющихся на образце
дефектов. К образцу прилагают дефектограмму: слепок имеющихся
дефектов их фотографию или эскиз.
3.6. Контрольные образцы не являются средствами измерений и
периодической метрологической поверке не подлежат. Они
подвергаются периодической проверке на работоспособность.
3.7. Пример формы паспорта на контрольный образец приведен в
ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ
1. Подготовка к проведению контроля состоит в выполнении
- изучение конструкции контролируемого элемента требований
чертежей технологической инструкции (карты) на контроль объекта и
другой документации;
- анализ результатов предыдущего контроля (если он проводился)
и принятие решения о необходимости и возможности
магнитопорошкового контроля;
- подготовка поверхности объекта к контролю;
- проверка работоспособности магнитопорошкового дефектоскопа;
- проверка качества магнитного индикатора.
2. С поверхности подвергаемой магнитопорошковому контролю
удаляют масло смазку пыль шлаки продукты коррозии окалину и
другие загрязнения а также лакокрасочное покрытие и другое
защитное или защитно-декоративное покрытие если его толщина
превышает 30 - 40 мкм.
Поверхности с остатками загрязнения очищают вручную с помощью
жестких волосяных щеток деревянных или пластмассовых скребков и
моющих препаратов. Применять металлические щетки или скребки а
также ветошь оставляющую после протирки ворс и нитки не
3. После пескоструйной обработки детали должны быть тщательно
обдуты сухим сжатым воздухом.
4. При контроле с применением сухого магнитного порошка а
также суспензии с органической дисперсионной средой после очистки
и промывки средствами на водной основе контролируемые поверхности
должны быть просушены.
5. При использовании водной магнитной суспензии
контролируемую поверхность предварительно обезжиривают.
6. При циркулярном намагничивании пропусканием тока по
объекту или его участку зоны установки контактов должны быть
очищены от токонепроводящих покрытий и зачищены.
7. При контроле сварных швов очищают от грязи шлака и других
загрязнений поверхность сварных швов а также околошовные зоны
шириной равной ширине шва но не менее 20 мм с обеих сторон.
Применять для очистки поверхности металлические щетки запиливать
сварной шов уменьшать его выпуклость допускается только в
случаях если это предусмотрено в технических требованиях к
сварному соединению.
8. Допускается проводить контроль способом остаточной
намагниченности (СОН) деталей и сварных соединений после
оксидирования окраски или нанесения немагнитного металлического
покрытия (цинка хрома кадмия меди и др.) если толщина покрытия
не превышает 30 мкм.
9. Необходимость размагничивания объектов перед проведением
контроля указывают в технологической документации на контроль
объектов конкретного типа.
10. При контроле объектов с темной поверхностью как правило
применяют люминесцентный или цветной магнитный порошок. При
использовании черного магнитного порошка на темную контролируемую
поверхность рекомендуется предварительно наносить с помощью
распылителя ровный тонкий слой контрастного покрытия (слой белой
или желтой краски или нитроэмали) толщиной не более 20 мкм.
11. Проверку работоспособности дефектоскопа и качества
магнитного индикатора перед проведением контроля объектов
осуществляют с помощью контрольных образцов с дефектами
(Приложения N 7 8). Дефектоскоп и индикатор считают пригодными к
использованию если дефекты на образце выявлены полностью а их
индикаторный рисунок соответствует дефектограмме (Приложение N 9).
1. Последовательность контроля
1.1. При магнитопорошковом контроле выполняют следующие
технологические операции:
- намагничивание объекта контроля;
- нанесение на него магнитного индикатора;
- осмотр поверхности объекта с целью обнаружения дефектов;
- оценка результатов контроля;
- размагничивание объектов контроля.
2. Намагничивание объекта контроля
2.1. Используют три вида намагничивания: продольное
(полюсное); циркулярное; комбинированное. Способы и схемы
намагничивания при проведении магнитопорошкового контроля
приведены на рис. 1.
L---------T-----------
-----------------------+----------------------
---------+-------- -----------+---------- ---------+---------
¦ Циркулярное ¦ ¦Продольное (полюсное)¦ ¦ Комбинированное ¦
L------------------ L---------------------- L-------------------
Схемы намагничивания (рисунки не приводятся)
¦Пропусканием тока¦ ¦--------------------¦ ¦-----------------¦
¦ ¦ ¦¦В соленоиде ¦¦ ¦¦Пропусканием ¦¦
¦----------------¦ ¦L--------------------¦ ¦¦тока по детали 覦
¦¦по детали ¦¦ ¦--------------------¦ ¦¦с применением ¦¦
¦L----------------¦ ¦¦В катушке ¦¦ ¦¦электромагнита ¦¦
¦----------------¦ ¦L--------------------¦ ¦¦ ¦¦
¦¦по центральному¦¦ ¦--------------------¦ ¦L-----------------¦
¦¦проводнику ¦¦ ¦¦В переносном ¦¦ ¦-----------------¦
¦L----------------¦ ¦¦электромагните ¦¦ ¦¦Пропусканием ¦¦
¦¦по тороидной ¦¦ ¦--------------------¦ ¦¦с применением ¦¦
¦¦обмотке ¦¦ ¦¦В стационарном ¦¦ ¦¦соленоида ¦¦
¦L----------------¦ ¦¦электромагните ¦¦ ¦¦ ¦¦
¦----------------¦ ¦L--------------------¦ ¦L-----------------¦
¦¦по участку ¦¦ ¦--------------------¦ ¦-----------------¦
¦¦детали ¦¦ ¦¦Постоянным магнито즦 ¦¦Пропусканием ¦¦
¦L----------------¦ ¦L--------------------¦ ¦¦по детали и ¦¦
¦----------------¦ ¦--------------------¦ ¦¦соленоиду токо⦦
¦¦Возбуждением ¦¦ ¦¦Перемещением полюсদ ¦¦сдвинутых по ¦¦
¦¦тока в детали ¦¦ ¦¦магнита по детали ¦¦ ¦¦фазе на 90- ¦¦
¦L----------------¦ ¦L--------------------¦ ¦L-----------------¦
Рис. 1. Виды способы и схемы намагничивания
При комбинированном намагничивании намагничивающий ток для
циркулярного и полюсного намагничивания определяют по приведенным
в настоящих Методических рекомендациях формулам.
Допускается устанавливать режим намагничивания
экспериментально на образце с дефектами представляющим собой
объект контроля или его часть.
2.2. Продольное (полюсное) намагничивание осуществляют с
помощью соленоидов электромагнитов или устройств на постоянных
При продольном намагничивании преимущественно обнаруживаются
дефекты поперечной ориентации. Выявление продольных дефектов не
2.3. Циркулярное намагничивание осуществляют путем
пропускания тока по контролируемому объекту или по центральному
проводнику (стержню кабелю) проходящему через сквозное отверстие
в объекте. Рекомендуется размещать стержень по оси этого
отверстия. Допускается проводить намагничивание одновременно
нескольких деталей надетых на стержень.
При циркулярном намагничивании преимущественно обнаруживаются
дефекты продольной ориентации и радиально направленные дефекты на
торцевых поверхностях объектов. Выявление поперечных дефектов не
2.4. При необходимости выявления дефектов различного
направления объекты контролируют намагничивая в двух или более
направлениях а также применяют комбинированное намагничивание.
2.5. Циркулярное намагничивание при контроле внутренних
поверхностей объектов проводят путем пропускания тока по
вставленному в отверстие стержню покрытому изоляционным
Продольное намагничивание таких объектов выполняют с
применением соленоида вставляемого во внутреннюю полость
2.6. При последовательном намагничивании объекта продольным
а затем циркулярным полем промежуточное размагничивание не
проводят если остаточная намагниченность не оказывает влияние на
последующие операции контроля.
2.7. Намагничивание объектов проводят полем постоянного
выпрямленного переменного или импульсного тока. При
намагничивании переменным или импульсным полем намагничивается
только поверхностный слой объекта контроля что позволяет выявить
только поверхностные дефекты. При намагничивании постоянным током
намагничивается поверхностный и подповерхностный слои что
позволяет выявлять как поверхностные так и подповерхностные
дефекты (на глубине до 2 мм).
2.8. При магнитопорошковом контроле применяют два способа
контроля: способ остаточной намагниченности (СОН) и способ
приложенного поля (СПП).
2.9. Способ остаточной намагниченности применяют если
коэрцитивная сила материала объекта составляет более 95 Асм (12
2.10. При необходимости улучшения выявляемости дефектов
способом остаточной намагниченности при намагничивании с
применением соленоида рекомендуется использовать источник питания
обеспечивающий при выключении уменьшение намагничивающего тока от
максимального значения до нуля за время не более 5 мс.
2.11. При контроле СОН режим намагничивания объектов
(значение намагничивающего тока или напряженность магнитного поля)
выбирают так чтобы напряженность поля соответствовала
техническому магнитному насыщению материала. В обоснованных
случаях допускается применять поле меньшей напряженности.
Магнитные свойства некоторых сталей приведены в Приложении N 10.
2.12. При контроле с применением СОН ток циркулярного
намагничивания рассчитывают по максимальному диаметру
контролируемого объекта или по максимально удаленным зонам от оси
контролируемого объекта.
2.13. При применении СПП для объектов у которых различные
участки резко отличаются друг от друга по сечению контроль
следует проводить в два или более приемов подбирая в каждом
случае ток циркулярного намагничивания соответственно размеру
(диаметру) объекта в контролируемых зонах.
2.14. Для уменьшения вероятности прижогов и локального
нагрева намагничивающих устройств и мест ввода тока в проверяемые
объекты при контроле СПП рекомендуется применять прерывистый режим
намагничивания при котором ток по проводникам намагничивающего
устройства пропускают в течение (01 - 30) секунд с перерывами до
2.15. При комбинированном намагничивании обеспечивается
возможность одновременного обнаружения различно ориентированных
2.16. Комбинированное намагничивание осуществляют путем
наложения на объект контроля двух или более различно направленных
При комбинированном намагничивании используют:
- переменные синусоидальные выпрямленные одно- или
двухполупериодные магнитные поля постоянное магнитное поле в
сочетании с каким-либо переменным;
- продольное намагничивание с помощью соленоидов или
электромагнитов постоянного тока в сочетании с циркулярным
намагничиванием переменным током;
- однополупериодные выпрямленные магнитные поля сдвинутые по
фазе на 120 градусов.
2.17. При невозможности одновременного намагничивания всего
объекта (например при контроле объектов больших размеров или
сложной формы) намагничивание с последующим выполнением других
операций контроля следует проводить по отдельным участкам. Для
этого как правило используют выносные намагничивающие средства:
выносные электроконтакты приставные электромагниты устройства на
постоянных магнитах витки гибкого кабеля накладываемые на
намагничиваемые участки объекта разъемные соленоиды и другие
2.18. При контроле СПП значения тангенциальной H и
нормальной Н составляющих вектора напряженности магнитного поля
на контролируемой поверхности должны удовлетворять условию:
2.19. При контроле объектов с большим размагничивающим
фактором имеющих отношение длины к корню квадратному из площади
поперечного сечения (или максимальному размеру поперечного
сечения) менее 5 при полюсном намагничивании в разомкнутой цепи
составляют объекты контроля в цепочки размещая торцевыми
поверхностями друг к другу либо применяют удлинительные
наконечники либо используют переменный намагничивающий ток с
частотой 50 Гц и более или импульсный ток.
Площадь соприкосновения деталей составленных в цепочки должна
быть не менее 13 площади их торцевых поверхностей.
2.20. Значение тока при циркулярном намагничивании определяют
в зависимости от требуемого значения тангенциальной составляющей
напряженности магнитного поля на контролируемой поверхности формы
и размеров сечения объектов контроля по формулам приведенным в п.
2.22 и в Приложении N 11.
2.21. Значение намагничивающего тока допускается определять и
проверять экспериментально следующими способами:
- по выявлению естественных дефектов на контрольных образцах
которые представляют собой проверяемые объекты (или их участки) с
трещинами минимального раскрытия в проверяемых зонах;
- по выявлению искусственных дефектов на контрольных образцах
представляющих собой проверяемые объекты с дефектами;
- по установлению заданного значения тангенциальной
составляющей магнитного поля на проверяемых объектах в зонах
контроля определяемой с применением приборов измерения
напряженности магнитного поля.
Применение контрольных образцов в виде пластин стержней
дисков и т.п. в том числе образцов с трещинами минимальных
размеров для определения режимов намагничивания объектов контроля
другой формы и размеров не допускается.
2.22. Расчетное значение тока I в амперах для циркулярного
намагничивания деталей относительно простого сечения определяют по
- для объектов в виде круга диаметром D (мм): I = 3 H D. Здесь
Н - заданная напряженность магнитного поля Асм. Для объектов
сечение которых в зоне контроля отличается от круга за диаметр D
принимают наибольший размер поперечного сечения. При сложной форме
сечения объекта в качестве D принимают эквивалентный диаметр
который рассчитывают по соотношениям:
D = P пи ~ 03 Р где Р - периметр сечения объекта в зоне
D ~ S где S - площадь поперечного сечения в той же зоне кв.
- для бруска прямоугольного сечения шириной b и толщиной h мм:
при b h >= 10: I = 02 H b;
при b h 10: I = 02 Н (b + h)
где H - заданная напряженность магнитного поля Асм.
Расчет тока для деталей имеющих форму близкую к одной из
вышеуказанных проводится по тем же формулам.
2.23. Для деталей сложной формы силу тока циркулярного
намагничивания на первом этапе определяют по тем же формулам а
затем уточняют экспериментально или путем установки тока который
обеспечивает заданную напряженность поля.
2.24. Минимальное и максимальное значения напряженности
приложенного магнитного поля (Асм) определяют по формулам:
минимальное значение:
Н мин. = 15 + 11 Нс;
Н макс. = 40 + 15 Нс
где Нс - коэрцитивная сила материала объекта контроля Асм.
3. Нанесение магнитного индикатора (порошка суспензии)
на контролируемую поверхность
3.1. Магнитный индикатор на контролируемый участок
поверхности наносят в сухом виде или в виде магнитной суспензии.
3.2. Сухой порошок наносят на контролируемую поверхность с
помощью распылителей (резиновых груш пульверизаторов качающихся
сит и др.). Порошок наносят равномерно без образования более
темных (обогащенных) или светлых (обедненных порошком) участков.
3.3. Магнитную суспензию наносят на контролируемую
поверхность путем полива объекта либо путем погружения небольших
деталей в ванну с хорошо перемешанной суспензией.
При поливе объект располагают так чтобы суспензия стекала с
контролируемой поверхности не застаиваясь в отдельных местах
(углублениях "карманах" между ребрами и др.)
3.4. При контроле СПП суспензию начинают наносить перед
включением намагничивающего тока в намагничивающем устройстве а
заканчивают до того как будет выключено намагничивающее поле.
Ток в намагничивающем устройстве выключают после стекания
основной массы суспензии с поверхности объекта. Осмотр поверхности
проводят после выключения тока в намагничивающем устройстве.
3.5. При контроле СОН магнитный индикатор наносят на
контролируемую поверхность после снятия намагничивающего поля
(выключения тока в намагничивающем устройстве) но не позднее чем
через 1 час после намагничивания. Осмотр контролируемой
поверхности проводят после стекания излишков суспензии.
3.6. При контроле с применением переносных электромагнитов
устройств на постоянных магнитах суспензию наносят до включения
тока и во время действия магнитного поля на объект. Контроль
объектов с применением электромагнитов постоянного тока и
устройств на постоянных магнитах проводят только СПП.
3.7. На вертикальные поверхности и на поверхности
расположенные над головой суспензию наносят из аэрозольного
баллона или с помощью пластмассовой емкости объемом 200 - 500 мл
в пробку которой вставлена трубочка диаметром 5 - 6 мм.
4. Осмотр контролируемых поверхностей
4.1. Осмотр зон контроля объектов как правило проводят
невооруженным глазом или с помощью лупы с 2 - 4 или 7-кратным
4.2. При использовании магнитной суспензии осмотр выполняют
после стекания основной ее массы с контролируемого участка
поверхности объекта.
4.3. При осмотре необходимо принимать меры для предотвращения
стирания магнитного порошка с дефектов. В случаях стирания
отложений порошка контроль следует повторить. Повторный контроль
проводят также в случае образования нечетких индикаторных
4.4. Осмотр внутренних полостей объектов проводят с помощью
специальных зондов эндоскопов поворотных зеркал и других
специальных смотровых устройств изготовленных из немагнитных
4.5. Освещенность осматриваемой поверхности объектов при
использовании черных и цветных нелюминесцирующих магнитных
порошков должна быть не менее 1000 лк.
4.6. На стационарных рабочих местах осмотра объектов должно
применяться только комбинированное освещение (общее совместно с
местным). Как правило должны использоваться разрядные лампы: для
общего освещения - типа ЛБ ЛХБ МГЛ для местного - типа ЛБЦТ
ЛДЦ ЛДЦ УФ. Для местного освещения допускается применение ламп
накаливания но только в молочной или матированной колбе. Могут
использоваться галогенные лампы. Ксеноновые лампы применять не
допускается. Для исключения появления бликов на полированных
контролируемых поверхностях смоченных магнитной суспензией
рабочие места осмотра объектов контроля оборудуют светильниками с
непросвечивающими отражателями или рассеивателями так чтобы их
светящиеся элементы не попадали в поле зрения работающих. Местное
освещение рабочих мест оборудуют регуляторами освещения.
4.7. На стационарных рабочих местах осмотра объектов контроля
в виде стола материал и цвет покрытия его рабочей поверхности
выбирают так чтобы уменьшить яркостные контрасты в поле зрения
выполняющего контроль специалиста ускорить переадаптацию при
чередовании наблюдения деталей и фона обеспечить устойчивость
контрастной чувствительности глаза а также не допустить слепящего
действия света отраженного от покрытия. Например при осмотре
шлифованных деталей и других объектов со светлой поверхностью
рабочую поверхность стола покрывают неблестящим светло-зеленым
светло-голубым или зеленовато-голубым пластиком.
4.8. Осмотр объектов обработанных суспензией с
люминесцентным магнитным порошком проводят при ультрафиолетовом
облучении при этом уровень облученности контролируемой
поверхности ультрафиолетовым излучением должен быть не ниже 2000
мкВткв. см. Длина волны ультрафиолетового излучения должна быть в
диапазоне от 315 до 400 нм с максимумом излучения около 365 нм.
4.9. При отсутствии люминесцентных или цветных магнитных
индикаторов допускается контроль элементов конструкций и деталей с
темной поверхностью выполнять с помощью суспензий приготовленных
на черных порошках или пастах. Для обеспечения необходимого
контраста контролируемые поверхности в этом случае покрывают
тонким слоем белой или желтой краски согласно п. 5.10.
4.10. В отдельных случаях контроля небольших деталей для
расшифровки результатов контроля применяют бинокулярный
стереоскопический микроскоп например типа МБС-2 МБС-10 МСП-1
или другого аналогичного типа.
4.11. В целях повышения качества контроля целесообразно через
каждый час работы по осмотру контролируемой поверхности делать
перерыв на 10 - 15 мин.
5. Оценка результатов контроля
5.1. При магнитопорошковом контроле дефекты обнаруживают и
оценивают по наличию на контролируемой поверхности индикаторного
рисунка в виде осаждений магнитного порошка видимых невооруженным
глазом или с использованием луп и воспроизводимых повторно после
каждого нового нанесения магнитной суспензии или порошка.
Примечание - При осмотре различают индикаторные рисунки
округлой и удлиненной форм. Индикаторным рисунком округлой формы
считают рисунок у которого отношение наибольшего размера к
наименьшему не более 3. В противном случае индикаторный рисунок
5.2. Индикаторные рисунки образующиеся на дефектах типа
нарушений сплошности материала а также в местах резких изменений
сечения объектов контроля магнитных свойств материала и т.п.
имеют следующие характерные особенности:
- плоскостные дефекты (трещины расслоения несплавления)
проявляются в виде удлиненных индикаторных рисунков;
- объемные дефекты (поры раковины включения) образуют
округлые индикаторные рисунки;
- подповерхностные дефекты обычно дают нечеткое осаждение
- резкие переходы от одного сечения контролируемого изделия к
другому образуют размытые нечеткие осаждения;
- резкие местные изменения магнитных свойств металла (например
по границе зоны термического влияния или по границе "металл шва -
основной металл") и т.п. вызывают размытые нечеткие осаждения.
5.3. Для идентификации причин осаждения магнитного порошка на
поверхности объектов контроля рекомендуется применять фотографии
характерных индикаторных рисунков (включая и характерные для
конкретных объектов осаждения по ложным "дефектам").
5.4. При многократном повторении сомнительных осаждений
порошка лаборатория должна провести металлографическое
исследование. По результатам исследования принимается решение о
годности объектов контроля с аналогичным осаждением порошка.
При массовых случаях осаждения порошка по структурной или
магнитной неоднородности материала магнитопорошковый контроль
объекта следует заменить другим методом неразрушающего контроля.
Если осаждения порошка по структурной неоднородности не носят
массового характера но возникают затруднения с расшифровкой этих
осаждений то магнитопорошковый контроль необходимо продублировать
каким-либо другим методом контроля.
5.5. Результаты контроля оценивают в соответствии с нормами
предусмотренными документацией на изготовление ремонт
реконструкцию эксплуатацию техническое диагностирование
(освидетельствование) объектов контроля.
Качество объектов контроля допускается оценивать как по
индикаторным рисункам так и по фактическим показателям (размерам
количеству и распределению) выявленных несплошностей.
6. Оформление результатов контроля
6.1. Результаты контроля каждого объекта должны быть
зафиксированы в журналах и заключениях. Рекомендуемая форма
заключения приведена в Приложении N 12.
6.2. В журнале и заключении должны быть указаны:
- наименование и индекс изделия объект контроля материал
объекта контроля объем контроля размеры и расположение
контролируемых участков;
- нормативная техническая документация по которой выполнялся
- способ контроля (СОН или СПП);
- тип и заводской номер применяемой аппаратуры;
- магнитный индикатор (суспензия порошок и т.п.)
использованный при контроле;
- схема и режим намагничивания;
- результаты контроля (обнаруженные дефекты). Дефекты должны
быть отмечены как на контролируемых участках поверхности объекта
так и на эскизах (схемах контроля) с указанием координат и
- фамилия инициалы и подпись специалиста проводившего
- уровень квалификации номер удостоверения дата выдачи и
наименование организации выдавшей удостоверение специалисту;
- фамилия инициалы и подпись руководителя лаборатории
неразрушающего контроля.
6.3. Журналы и копии заключений должны храниться не менее
нормативного срока эксплуатации технических устройств и сооружений
при контроле в процессе их изготовления (строительства) и не менее
лет в других случаях.
7. Размагничивание объектов контроля
7.1. Объекты контроля на которых был проведен
магнитопорошковый контроль должны быть размагничены в случаях
если их намагниченность вызывает погрешности в показаниях
приборов аппаратуры датчиков если намагниченность может вызвать
накопление продуктов износа в подвижных сочленениях а также если
остаточная намагниченность оказывает отрицательное влияние на
последующие технологические операции. Подлежат размагничиванию и
такие детали как например валы колеса шестерни редукторов.
7.2. Размагничивание осуществляют путем воздействия на объект
контроля знакопеременного магнитного поля с убывающей до нуля
амплитудой. Для этого используют стационарные или переносные
соленоиды и электромагниты а также устройства (например
дефектоскопы) позволяющие пропускать по объекту контроля ток
достаточный для создания необходимого размагничивающего поля.
7.3. В зависимости от формы и размеров объектов
размагничивание может осуществляться следующими способами:
- продвижением детали через соленоид питаемый переменным
током и удалением ее на расстояние не менее 07 м;
- уменьшением до нуля тока в соленоиде переменного тока со
вставленной в него размагничиваемой деталью. Если длина детали
больше длины соленоида то размагничивание проводят по участкам;
- удалением детали от электромагнита (или электромагнита от
детали) питаемого переменным током или постоянным током с
периодически изменяющимся направлением;
- уменьшением до нуля переменного тока в электромагните в
междуполюсном пространстве которого находится размагничиваемая
деталь или ее участок;
- уменьшением до нуля переменного тока проходящего либо по
самой детали либо по стержню (кабелю) пропущенному через полое
- перемагничиванием детали полем обратного направления.
Напряженность перемагничивающего поля должна подбираться
экспериментально так чтобы после его выключения остаточная
индукция детали была близка к нулю (применяется только для деталей
При использовании переменного тока размагничивается слой
детали не превышающий глубины проникновения поля данной частоты в
Допускается применение других эффективных способов
7.4. Участок конструкции или деталь можно размагнитить
непосредственно после контроля в приложенном поле (СПП) если при
этом используется дефектоскоп снабженный устройством для
размагничивания. При выключении дефектоскопа или при специальном
переключении его на режим размагничивания происходит плавное
уменьшение переменного размагничивающего тока.
7.5. После размагничивания уровень остаточной намагниченности
на проконтролированных участках не должен превышать 5 Асм если в
нормативной технической документации не установлены другие
значения поля вызываемого остаточной намагниченностью.
7.6. Качество размагничивания контролируют с помощью
магнитометра дефектоскопического например МФ-24ФМ либо
измерителей или градиентометров магнитного поля других типов.
ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
1. При проведении работ по магнитопорошковому контролю
специалист должен руководствоваться ГОСТ 12.2.003 ГОСТ 12.3.002
СНиП 12-03-99 "Безопасность труда в строительстве. Часть I. Общие
требования" СНиП 12-04-2002 "Безопасность труда в строительстве.
Часть II. Строительное производство" Правилами технической
эксплуатации электроустановок потребителей и Межотраслевыми
правилами по охране труда (правилами безопасности) при
эксплуатации электроустановок (ПОТ РМ-016-2001. РД 153-34.0-03.150-
2. Уровень шума создаваемый на рабочем месте
дефектоскописта не должен превышать норм допустимых по ГОСТ
3. При организации работ по контролю должны соблюдаться
требования пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004.
4. Перед допуском к проведению контроля все лица участвующие
в его выполнении проходят инструктаж по безопасным приемам
выполнения работ с регистрацией в журнале по установленной форме.
Инструктаж должен проводиться периодически в сроки установленные
приказом по организации (предприятию).
5. В случае выполнения контроля на высоте внутри технических
устройств (аппаратов) и в стесненных условиях специалисты
выполняющие контроль должны пройти дополнительный инструктаж по
технике безопасности согласно положению действующему в
организации (на предприятии). Работы на высоте внутри аппаратов
должны выполняться бригадой в составе не менее чем 2 или 3
человека в зависимости от степени опасности.
6. Запрещается работа на неустойчивых конструкциях и в
местах где возможно повреждение проводки электропитания
7. Подключение дефектоскопов к сети переменного тока
осуществляют через розетки оборудованные защитным контактом в
соответствии с требованиями ПУЭ на специально оборудованных
постах. При отсутствии на рабочем месте стационарных розеток
подключение дефектоскопа к электрической сети проводит
электротехнический персонал с соответствующей группой допуска по
электробезопасности. Требования к подключению дефектоскопов должны
соответствовать Правилам устройства электроустановок.
8. Дефектоскопы с сетевым питанием относящиеся к I классу
защиты от поражения электрическим током должны иметь исправную
цепь заземления между корпусом прибора и заземляющим контактом
штепсельной вилки (шиной заземления). Заземление производится
гибким медным проводом сечением не менее 25 кв. мм.
9. Рабочее место выполняющего контроль специалиста должно
быть удалено от сварочных постов и защищено от лучистой энергии
10. При осмотре контролируемой поверхности в ультрафиолетовом
излучении в случае отсутствия в дефектоскопе встроенных средств
обеспечивающих защиту глаз дефектоскописта от вредного воздействия
ультрафиолетового излучения следует применять защитные очки по
ГОСТ 12.4.013 со стеклами ЖС-4 толщиной не менее 3 мм (по ГОСТ
11. Ответственность за соблюдение правил безопасности
персоналом при проведении контроля возлагается на руководителя
лаборатории неразрушающего контроля.
ТЕРМИНЫ И ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Дефект (defect) - каждое отдельное несоответствие продукции
требованиям нормативной технической документации.
Дефект поверхностный (subsurface discontinuity) - дефект
выходящий на поверхность объекта контроля.
Дефект подповерхностный (near surface discontinuity) - дефект
расположенный вблизи поверхности объекта контроля и не выходящий
Примечание - Подповерхностные дефекты в отличие от
поверхностных при магнитопорошковом контроле образуют как
правило нечеткие размытые индикаторные рисунки.
Дефектограмма ( magnet magnetically
recorded seismogram) - изображение индикаторного рисунка дефектов
материала объекта контроля или контрольного образца
зафиксированное на фотографии в слое лака липкой ленты или на
Магнитопорошковый метод контроля (magnetic particle
nondestruct magnetic particle examination) -
магнитный метод неразрушающего контроля основанный на притяжении
частиц магнитного порошка силами неоднородных магнитных полей
возникающих на поверхности намагниченных объектов контроля с
образованием индикаторных рисунков в виде скоплений частиц
порошка предназначенный для обнаружения дефектов в виде нарушений
сплошности материалов и дефектов их физико-механической структуры.
Магнитомягкий материал (soft-magnetic material) - материал
обладающий высокой магнитной проницаемостью малой коэрцитивной
силой (менее 10 Асм) малыми потерями энергии на перемагничивание
и способный намагничиваться и перемагничиваться в слабых магнитных
Магнитожесткий материал (hard-magnetic material) - материал
обладающий малой магнитной проницаемостью высокими значениями
коэрцитивной силы (10 Асм и более) в котором процессы
технического намагничивания и перемагничивания осуществляются
только в сильных магнитных полях.
Мнимый (ложный) дефект (imaginary (sham) defect) - место
скопления порошка внешне идентичное индикаторному следу от
дефекта при отсутствии дефекта.
Коэрцитивная сила (по индукции) (coercive force) -
напряженность магнитного поля обратного полю намагниченного
объекта контроля которым требуется воздействовать на объект для
снижения его индукции до нуля. Обозначение коэрцитивной силы Н
единица измерения Ам (Am).
Короткая деталь (short detail) - деталь с отношением длины к
эквивалентному диаметру менее трех.
Коэффициент чувствительности (factor of sensitivity) гамма -
относительный интегральный показатель выявляющей способности
магнитных суспензий и порошков определяемый с помощью прибора
типа ПКМС-2М как отношение минимальной напряженности магнитного
поля рассеяния принятого за 1 к минимальной напряженности поля
рассеяния при которой дефект выявляется исследуемой магнитной
суспензией (порошком).
Остаточное магнитное поле (residual magnetic field) - магнитное
поле создаваемое в пространстве ферромагнитным материалом объекта
контроля вследствие его намагниченности после снятия внешнего
Остаточная намагниченность объекта контроля; остаточная
магнитная индукция В (remanent magnet
retentivity) - намагниченность (индукция) которую имеет объект
контроля после снятия внешнего магнитного поля.
Область эффективной намагниченности (oblast effective
magnetize) - область на поверхности детали внутри которой
тангенциальная составляющая напряженности магнитного поля
достаточна для проведения магнитопорошкового контроля а отношение
Ферромагнитный материал; магнитный материал (
ferromagnet magnetic material) - твердый материал способный
намагничиваться под действием внешнего магнитного поля и частично
сохранять приобретенную намагниченность после удаления внешнего
Примечание - Ферромагнитные материалы характеризуются
остаточной индукцией магнитной восприимчивостью магнитной
проницаемостью коэрцитивной силой и другими характеристиками. Эти
материалы разделяются на два основных класса: магнитомягкие и
Эквивалентный диаметр (детали) (equivalent diameter (detail)) -
диаметр круга площадь которого равна площади поперечного сечения
НОРМАТИВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ И МЕТОДИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
ССЫЛКИ НА КОТОРЫЕ ПРИВЕДЕНЫ В МЕТОДИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЯХ
ПБ 03-372-00. Правила аттестации и основные требования к
лабораториям неразрушающего контроля.
ПБ 03-440-02. Правила аттестации персонала в области
Правила устройства электроустановок.
Правила технической эксплуатации электроустановок
ПОТ РМ-016-2001. РД 153-34.0-03.150-00. Межотраслевые
правила по охране труда (правилами безопасности) при эксплуатации
ГОСТ 9849-86. Порошок железный. Технические условия.
ГОСТ 18318-94. Порошки металлические. Определение размера
частиц сухим просеиванием.
ГОСТ 21105-87. Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый
ГОСТ 15171-78. Присадка АКОР-1. Технические условия.
ГОСТ 12.2.003-91. ССБТ. Оборудование производственное.
Общие требования безопасности.
ГОСТ 12.3.002-75. ССБТ. Процессы производственные. Общие
требования безопасности.
ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
ГОСТ 12.1.004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие
ГОСТ Р 12.4.013-97. ССБТ. Очки защитные. Общие технические
ГОСТ 9411-91. Стекло оптическое цветное. Технические
ГОСТ 982-80. Масла трансформаторные. Технические условия.
СНиП 12-03-99. "Безопасность труда в строительстве. Часть
I. Общие требования".
СНиП 12-04-2002. "Безопасность труда в строительстве. Часть
II. Строительное производство".
ТУ 6-36-05800165-1009-93. Магнитный порошок.
АППАРАТУРА НЕОБХОДИМАЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ
МАГНИТОПОРОШКОВОГО КОНТРОЛЯ
----T----------------------T-------------------------------------
¦ N ¦ Наименование ¦ Назначение область применения ¦
¦пп¦ аппаратуры ¦ аппаратуры ¦
+---+----------------------+-------------------------------------+
¦1 ¦Миллитесламетр Ф-1356 ¦Измерение индукции переменного ¦
¦ ¦ ¦магнитного поля ¦
¦2 ¦Измеритель магнитной ¦Измерение индукции постоянного ¦
¦ ¦индукции ИМИ-93 ¦магнитного поля ¦
¦3 ¦Магнитометр ¦Измерение напряженности переменных ¦
¦ ¦дефектоскопический ¦постоянных и импульсных магнитных ¦
¦ ¦МФ-23И ¦полей с целью оценки и контроля ¦
¦ ¦ ¦заданных режимов намагничивания ¦
¦4 ¦Прибор МФ-24ФМ ¦Контроль размагниченности объектов ¦
¦ ¦ ¦после проведения магнитопорошкового ¦
¦5 ¦Прибор ПКМС-2М ¦Количественная оценка чувствитель- ¦
¦ ¦ ¦ности магнитных порошков и суспензий ¦
¦6 ¦Прибор для проверки ¦Контроль качества магнитных порошков ¦
¦ ¦качества порошков и ¦и суспензий применяемых при ¦
¦ ¦суспензий МФ-10СП ¦магнитопорошковом контроле ¦
¦7 ¦Люксметр Ю-116 ¦Измерение освещенности ¦
¦ ¦ ¦контролируемой поверхности ¦
¦8 ¦Ультрафиолетовый ¦Облучение контролируемой поверхности ¦
¦ ¦облучатель КД-З-ЗЛ ¦детали при использовании люминесцент-¦
¦ ¦ ¦ных магнитных индикаторов ¦
¦9 ¦Облучатель ультрафио- ¦Облучение контролируемой поверхности ¦
¦ ¦летовый малогабаритный¦детали при использовании люминесцент-¦
¦ ¦УФО-3-500 ¦ных магнитных индикаторов ¦
¦10 ¦Измеритель ультрафио- ¦Измерение ультрафиолетовой облучен- ¦
¦ ¦летовой облученности ¦ности контролируемой поверхности ¦
¦11 ¦Вискозиметры капилляр-¦Определение кинематической или ¦
¦ ¦ные стеклянные ВПЖ-2 ¦условной вязкости дисперсионной среды¦
¦ ¦ВПЖ-4 Пинкевича или ¦суспензий для магнитопорошкового ¦
¦ ¦ВЗ-1 ВЗ-4 или ВЗ-246 ¦контроля ¦
¦12 ¦Набор луп 2 4 и ¦Осмотр объектов контроля с целью ¦
¦ ¦7-кратного увеличения ¦поиска дефектов. Анализ характера ¦
¦ ¦ ¦осаждений магнитного порошка ¦
¦13 ¦Бинокулярный стерео- ¦Осмотр малогабаритных деталей с ¦
¦ ¦скопический микроскоп¦целью расшифровки результатов ¦
¦ ¦например типа МБС-2 ¦контроля ¦
¦14 ¦Контрольные образцы ¦Проверка работоспособности ¦
¦ ¦для магнитопорошкового¦магнитопорошковых дефектоскопов и ¦
¦ ¦контроля ¦магнитных индикаторов ¦
L---+----------------------+--------------------------------------
ИНДИКАТОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПРИМЕНЯЕМЫЕ
ПРИ МАГНИТОПОРОШКОВОМ КОНТРОЛЕ
---------------T-------T--------T-----------T---------T----------
¦ Наименование ¦ Цвет ¦Цвет ¦Вид диспер-¦Коэффици-¦Концентра-¦
¦ магнитного ¦порошка¦контро- ¦сионной ¦ент чув- ¦ция в сус-¦
¦ порошка ¦ ¦лируемой¦среды ¦ствитель-¦пензии ¦
¦ ¦ ¦поверх- ¦ ¦ности ¦рекоменду-¦
¦ ¦ ¦ности ¦ ¦гамма ¦емая изго-¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦товителем¦
+--------------+-------+--------+-----------+---------+----------+
¦Железный ¦Темно- ¦Светлая ¦Применяется¦15 ¦ ¦
¦порошок ПЖВ5 ¦серый ¦ ¦только в ¦ ¦ ¦
¦класс ¦ ¦ ¦сухом виде ¦ ¦ ¦
¦крупности 160 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦Железный ¦То же ¦То же ¦Трансформа-¦15 ¦180 +- 20¦
¦порошок ПЖВ5 ¦ ¦ ¦торное ¦ ¦ ¦
¦класс ¦ ¦ ¦масло ¦ ¦ ¦
¦крупности 71 ¦ ¦ ¦масляно- ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦керосиновая¦ ¦ ¦
¦Магнитный ¦Черный ¦-"- ¦Трансфор- ¦10 ¦25 +- 5 ¦
¦порошок ¦ ¦ ¦маторное ¦ ¦ ¦
¦(черный) для ¦ ¦ ¦масло ¦ ¦ ¦
¦магнитопорош- ¦ ¦ ¦масляно- ¦ ¦ ¦
¦ковой дефек- ¦ ¦ ¦керосиновая¦ ¦ ¦
¦тоскопии ¦ ¦ ¦смесь ¦ ¦ ¦
¦(ТУ 6-36- ¦ ¦ ¦керосин ¦ ¦ ¦
¦015800165- ¦ ¦ ¦вода ¦ ¦ ¦
¦1009-93) ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦"Диагма-1100" ¦То же ¦Любая ¦Вода ¦10 ¦48 +- 6 ¦
¦"Диагма-2623" ¦Серый ¦Любая ¦Масло вода¦12 - 13¦3 +- 2 ¦
¦люминесцентный¦в УФ- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦"Диагма-1613" ¦То же ¦То же ¦Вода ¦04 ¦18 +- 3 ¦
¦люминесцентный¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦"МИНК - 030" ¦Черный ¦Любая ¦То же ¦10 - 11¦30 ¦
¦(концентрат) ¦ ¦кроме ¦ ¦ ¦ ¦
¦"МИНК - 070М" ¦Черный ¦Любая ¦Масло ¦11 - 12¦25 ¦
¦ ¦ ¦кроме ¦масляно- ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦черной ¦керосиновая¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦керосин ¦ ¦ ¦
¦"МИНК - 020АМ"¦То же ¦То же ¦То же ¦10 - 11¦20 ¦
¦(концентрат) ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦"МИНК-045Л" ¦Серый ¦Любая ¦Вода ¦10 ¦10 - 15 ¦
¦(концентрат) ¦в УФ- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦люминесцентный¦лучах ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦"МИНК-043Л" ¦То же ¦То же ¦То же ¦10 ¦10 - 15 ¦
¦(с добавками) ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦"МИНК-043Л" ¦-"- ¦-"- ¦Масло ¦10 ¦15 - 5 ¦
¦(без добавок) ¦ ¦ ¦масляно- ¦ ¦ ¦
¦люминесцентный¦ ¦ ¦керосиновая¦ ¦ ¦
L--------------+-------+--------+-----------+---------+-----------
СОСТАВЫ МАГНИТНЫХ СУСПЕНЗИЙ И СПОСОБЫ ИХ ПРИГОТОВЛЕНИЯ.
МАГНИТНЫЕ ПАСТЫ И КОНЦЕНТРАТЫ
П.5.1. Суспензии на основе масла и керосина
(дизельного топлива)
П.5.1.1. Состав суспензии на основе трансформаторного масла:
- порошок железный ПЖВ5-72 г: 180 +- 20;
- масло трансформаторное (ГОСТ 982) л: до 10.
Для приготовления суспензии необходимо растереть магнитный
порошок в равном по объему количестве масла деревянной лопаточкой
до получения однородной массы и непрерывно помешивая влить
оставшуюся часть масла.
Для удаления крупных слипшихся частиц полученную суспензию
размешивают и после отстоя в течение 2 - 3 с переливают в другую
емкость. На дне первой емкости остаются крупные частицы не
пригодные для контроля. Время с момента окончания перемешивания до
конца перелива должно составлять не более 10 с.
При проведении контроля с применением масляной суспензии в
условиях пониженных температур вязкость масла может повышаться
сверх допустимой нормы.
П.5.1.2. Состав суспензии на основе смеси масла с керосином:
- черный магнитный порошок ТУ 6-36-05800165-1009-93 г: 25 +-
- керосин мл: 500 +- 50;
- масло трансформаторное мл: 500 +- 50;
- присадка АКОР-1: 05 - 15% от массы порошка.
Применение керосиновой суспензии должно быть согласовано с
противопожарной службой.
Для стабилизации суспензии на основе керосина рекомендуется
добавить присадку АКОР-1 из расчета 1 +- 05 г на 1 литр. В
некоторых случаях концентрацию черного порошка необходимо
понижать. Способ приготовления суспензии по п. 5.1.2 аналогичен
указанному для состава по п. 5.1.1.
П.5.2. Магнитные пасты и концентраты
П.5.2.1. Пасты включают все необходимые компоненты и разводятся
в воде или в другой дисперсионной среде. Сначала размешивают
требуемое количество пасты в небольшом объеме жидкости до
получения однородной массы после чего непрерывно помешивая
добавляют оставшуюся часть дисперсионной среды до требуемой
П.5.2.2. Применение паст и концентратов магнитных суспензий
предпочтительнее так как при этом отпадает необходимость
отвлечения дефектоскопистов на получение взвешивание и смешивание
необходимых компонентов суспензии и существенно понижается
вероятность ошибки в составе суспензии.
КОНЦЕНТРАЦИЯ ЧЕРНОГО МАГНИТНОГО ПОРОШКА В СУСПЕНЗИИ
И СОСТАВ ДИСПЕРСИОННОЙ СРЕДЫ ПРИ КОНТРОЛЕ НЕКОТОРЫХ ДЕТАЛЕЙ
------------------------------------------T-------------T--------
¦ Контролируемая деталь ¦Дисперсионная¦Концент-¦
¦ (зона участок детали) ¦ среда ¦рация ¦
¦ или условия контроля ¦ суспензии ¦порошка ¦
+-----------------------------------------+-------------+--------+
¦Силовые элементы конструкций технических ¦Вода масло ¦20 - 25 ¦
¦устройств и сооружений (траверсы балки ¦керосин ¦ ¦
¦и др.) детали двигателей (шестерни валы¦смесь масла ¦ ¦
¦и т.п.) при контроле на остаточной ¦и керосина ¦ ¦
¦намагниченности ¦ ¦ ¦
¦Места резких переходов от одного сечения ¦Вода керосин¦10 - 15 ¦
¦к другому (например места перехода ¦ ¦ ¦
¦головки болта к цилиндрической части ¦ ¦ ¦
¦галтельные переходы радиусом ¦ ¦ ¦
¦R = 3 - 5 мм в других деталях) при ¦ ¦ ¦
¦контроле на остаточной намагниченности ¦ ¦ ¦
¦Элементы детали контролируемые в ¦Смесь ¦20 - 25 ¦
¦конструкции без демонтажа на остаточной ¦50% керосина ¦ ¦
¦намагниченности ¦и 50% масла ¦ ¦
¦Мелкая резьба (менее М12) в случае ¦Керосин вода¦5 - 7 ¦
¦затруднения при расшифровке результатов ¦ ¦ ¦
¦при контроле суспензией нормальной ¦ ¦ ¦
¦концентрации 20 +- 25 гл ¦ ¦ ¦
¦Различные объекты проверяемые в ¦Масло или ¦5 - 6 ¦
¦приложенном поле электромагнита при ¦смесь ¦ ¦
¦Н = 120 Асм ¦50% керосина ¦ ¦
¦Различные объекты проверяемые в ¦Масло МС-8П ¦3 - 5 ¦
¦приложенном поле электромагнита при ¦или трансфор-¦ ¦
¦Н > 120 Асм ¦маторное ¦ ¦
L-----------------------------------------+-------------+---------
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ (ВАРИАНТ)
Контрольный образец изготавливают из высокохромистых сталей
с содержанием хрома 10 - 15% длиной 110 +- 10 мм шириной 20 +-
мм и толщиной 4 - 5 мм.
После предварительной механической обработки заготовку
образца шлифуют на глубину 02 - 03 мм с шероховатостью
поверхности Ra не более 16 мкм и азотируют.
Азотирование образца проводят в атмосфере аммиака в три
- азотирование при температуре 540 +- 15 -С с выдержкой при
этой температуре 20 +- 1 ч при степени диссоциации раствора 30 +-
- азотирование при температуре 580 +- 15 -С с выдержкой при
этой температуре 20 +- 1 ч при степени диссоциации раствора 60 +-
- охлаждение образца в печи в атмосфере аммиака до 200 -С с
последующей выдержкой на воздухе.
После азотирования рабочие (широкие) поверхности образцов
шлифуют на глубину не более 005 мм (с обильным охлаждением).
Толщину азотированного слоя измеряют с помощью микроскопа на
приготовленном микрошлифе.
Для получения искусственных трещин образец устанавливают на
две опоры стола винтового пресса и через призму плавно изгибают до
появления характерного хруста свидетельствующего о разрушении
азотированного слоя. За глубину образовавшихся трещин принимают
толщину азотированного слоя. Ширину (раскрытие) образовавшихся
трещин измеряют на микроскопе.
Полученные образцы маркируют подвергают контролю методом
магнитопорошковой дефектоскопии и фотографируют либо готовят
дефектограмму другим способом.
Аттестацию контрольных образцов проводит метрологическая
служба или лаборатория неразрушающего контроля.
Образцы после контроля размагничивают очищают от следов
магнитного индикатора сушат и хранят в отдельной коробке в сухом
ФОРМА ПАСПОРТА НА КОНТРОЛЬНЫЙ ОБРАЗЕЦ
Образец предназначен для оценки работоспособности
магнитопорошкового дефектоскопа магнитного порошка или магнитной
------------------T--------------------T-------------------------
¦Номер выявленного¦ Место расположения ¦ Длина выявляемой части ¦
¦ дефекта ¦ дефекта ¦ дефекта мм ¦
+-----------------+--------------------+-------------------------+
L-----------------+--------------------+--------------------------
Подлежит проверке на работоспособность через 5 лет.
К образцу прилагается дефектограмма (фотография) поверхности
образца с индикаторным рисунком выявленных дефектов.
Руководитель лаборатории
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОГРАММ
Дефектограмма представляет собой зафиксированный отпечаток
индикаторного рисунка дефектов выявленных магнитопорошковым
методом на образце или объекте (далее - "образец"). Ниже изложен
способ изготовления дефектограмм с использованием нитрокраски и
липкой прозрачной ленты.
Дефектограмму изготавливают в следующей последовательности:
- образец промывают чистым керосином нефрасом или другим
- намагничивают образец;
- наносят на образец тонкий слой трансформаторного масла или
масла МС-8П и протирают сухой чистой ветошью;
- наносят на поверхность образца краскораспылителем небольшой
слой (толщиной 5 - 10 мкм) белой или желтой нитрокраски либо
краски-проявителя для цветной или люминесцентной дефектоскопии
(через такой слой краски слегка видна поверхность образца);
- подсушивают слой краски в течение 10 - 15 мин.;
- на образец наносят магнитную суспензию.
При использовании суспензии на водной основе образец высушивают
выдержкой на воздухе. Следы керосино-масляной суспензии удаляют
погружением образца в бензин.
Для закрепления валиков магнитного порошка осевшего над
дефектами на поверхность образца кратковременно в течение (1 -
) с наносят из краскораспылителя тонкий слой нитрокраски.
Подсушивают слой краски в течение 5 - 10 мин.
На образец накладывают прозрачную липкую ленту.
Снимают с образца липкую ленту на которой должен остаться
слой краски и индикаторный рисунок (дефектограмма).
Накладывают дефектограмму на лист белой писчей бумаги или
бумаги для черчения на которой указывают тип номер образца и
дату изготовления дефектограммы.
Для удобства применения дефектограмму помещают между двумя
скрепленными тонкими пластинами из органического стекла.
ОСНОВНЫЕ МАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ
КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ
--------T------------------------------T-------T--------T--------
¦ Сталь ¦ Термическая обработка ¦Коэрци-¦Остаточ-¦Напря- ¦
¦ ¦ ¦тивная ¦ная ин- ¦женность¦
¦ ¦ ¦сила ¦дукция ¦насыще- ¦
¦ ¦ ¦Hc ¦Br ¦ния Hs ¦
¦ ¦ +-------+--------+--------+
¦ ¦ ¦ Ам ¦ Тл ¦ Ам ¦
+-------+------------------------------+-------+--------+--------+
¦5 ¦В состоянии поставки ¦640 ¦110 ¦3600 ¦
¦10 ¦В состоянии поставки ¦480 ¦086 ¦3200 ¦
¦20 ¦В состоянии поставки ¦320 ¦117 ¦5600 ¦
¦45 ¦В состоянии поставки ¦640 ¦112 ¦7200 ¦
¦45 ¦Закалка с 820 +- 10 -С в ¦2160 ¦118 ¦15200 ¦
¦ ¦масле отпуск при 160 -С ¦ ¦ ¦ ¦
¦9Х18 ¦Закалка с 1030 -С отпуск при ¦6400 ¦061 ¦17600 ¦
¦12ХН3А ¦Закалка с 800 - 830 -С ¦1030 ¦080 ¦20000 ¦
¦ ¦отпуск при 160 - 200 -С ¦ ¦ ¦ ¦
¦18ХНВА ¦Закалка с 860 -С на воздухе ¦2080 ¦083 ¦16000 ¦
¦ ¦отпуск при 160 -С охлаждение ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦на воздухе ¦ ¦ ¦ ¦
¦18ХНВА ¦Закалка с 860 -С отпуск при ¦800 ¦111 ¦20000 ¦
¦25ХГСА ¦Закалка с 890 -С в масле ¦2720 ¦112 ¦13600 ¦
¦ ¦отпуск при 225 -С охлаждение ¦ ¦ ¦ ¦
¦25ХГСА ¦Закалка с 890 -С в масле ¦950 ¦140 ¦7000 ¦
¦ ¦отпуск при 630 -С охлаждение ¦ ¦ ¦ ¦
¦3ОХГСА ¦Закалка с 900 -С в масле ¦1200 ¦133 ¦6400 ¦
¦ ¦отпуск при 500 -С 1 ч ¦ ¦ ¦ ¦
¦3ОХГСНА¦Закалка с 900 -С в масле до ¦2200 ¦083 ¦11600 ¦
L-------+------------------------------+-------+--------+---------
ПРИМЕРЫ КОНТРОЛЯ ДЕТАЛЕЙ И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ
ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ И СООРУЖЕНИЙ
П.11.1. Общие положения по контролю сварных соединений
П.11.1.1. Сварные соединения контролируют магнитопорошковым
методом с применением: электроконтактов; электромагнитов;
устройств на постоянных магнитах соленоидов гибких кабелей. Для
намагничивания проверяемых объектов используют магнитные поля
переменного постоянного импульсного и выпрямленных токов. В
зависимости от магнитных свойств материала проверяемого объекта
контроль сварных соединений проводят способом приложенного поля
(СПП) или способом остаточной намагниченности (СОН).
П.11.1.2. При контроле намагничивается лишь ограниченный
участок объекта который называют контролируемым участком (КУ).
Размеры этого участка зависят от типа намагничивающего устройства
силы тока (напряженности поля). Режим намагничивания определяют по
контрольным образцам представляющим собой объект контроля или его
часть с естественными или искусственными дефектами по
экспериментальным формулам и графикам или по формулам
П.11.2. Контроль сварных соединений с применением
П.11.2.1. Контролируемый участок режимы намагничивания.
На рис. П.11.1 (здесь и далее рисунки не приводятся) показано
расположение электроконтактов 1а - 1б и контролируемого участка КУ
(обведен штриховой линией). Длина В КУ зависит от расстояния L
между точками установки электроконтактов. Прилегающие к
электроконтактам зоны а ширина которых примерно равна 20 мм
являются зонами невыявляемости дефектов. Длина В = L - 2а. Ширина
С контролируемого участка может быть определена по следующим
С = 05 L для постоянного импульсного и выпрямленных токов;
С = 07 L для переменного тока.
Оптимальное расстояние между электроконтактами - 50 - 200 мм.
Наибольший ток пропускаемый с помощью электроконтактов - 2000 А.
Силу тока пропускаемого по объекту с помощью электроконтактов в
первом приближении можно определить по формуле:
где L - расстояние между точками установки электроконтактов
С учетом толщины свариваемых деталей ток можно определять по
при толщине детали до 18 мм I = (3 4) L (А)
при толщине детали более 18 мм I = (4 5) L (А).
П. 11.2.2. Контроль протяженного сварного шва с применением
На рис. П.11.2 показана схема последовательной установки
электроконтактов 1а - 1б 2а - 2б 3а - 3б при контроле СПП
протяженного сварного шва с использованием постоянного или
выпрямленного тока с целью выявления поперечных дефектов (показаны
стрелками). Для обеспечения перекрытия КУ (1 2 3 4) расстояние
между электроконтактами 2а и 1б 3а и 2б должно быть не менее
мм. Силу тока определяют в соответствии с рекомендациями п.
При контроле СПП а также при контроле СОН с использованием
переменного тока чередование электроконтактов на контролируемых
участках на результаты контроля влияния не оказывает.
П.11.2.3. Контроль сварного шва импульсным током с применением
Для выявления продольных дефектов при намагничивании импульсным
током сварные швы проверяют двумя способами: СПП или СОН. При
контроле способом приложенного поля по участку сварного шва
пропускают импульсный ток с одновременным нанесением магнитной
суспензии. Осмотр шва с целью обнаружения дефектов проводят после
При контроле способом остаточной намагниченности сначала
намагничивают по участкам весь сварной шов (рис. П.11.3) а затем
наносят на него суспензию и осматривают. Расстояние между
электроконтактами должно быть в пределах 50 - 200 мм. Силу тока
определяют по графику зависимости силы тока от расстояния между
электроконтактами (рис. П.11.4). Перестановку электроконтактов
осуществляют чередуя их между собой. Участки радиусом 3 - 5 мм
вокруг точек установки электроконтактов намагничиваются
неэффективно и дефекты на них не выявляются. Поэтому при
намагничивании электроконтакты устанавливают рядом со сварным
швом т.е. вне зоны контроля или эти участки проверяют отдельно.
Для выявления поперечных дефектов электроконтакты устанавливают
по обе стороны от сварного шва (см. рис. П.11.9). Сначала
намагничивают первый участок наносят суспензию и осматривают.
Аналогично проверяют все другие участки на детали.
П.11.2.4. Контроль углового сварного шва в тавровом соединении
для обнаружения продольных трещин.
Схема расположения электроконтактов на сварном шве в тавровом
соединении для выявления продольных дефектов показана на рис.
Контроль сварного шва в этом случае проводят по участкам
устанавливая электроконтакты непосредственно на сварном шве и
переставляют их так чтобы выполнялось условие перекрытия соседних
КУ (см. рис. П.11.2). Силу тока определяют в соответствии с
рекомендациями П.11.2.1.
П.11.2.5. Контроль наружного сварного шва углового соединения
для выявления поперечных дефектов.
На рис. П.11.6 показана схема установки электроконтактов при
контроле наружного сварного шва. Электроконтакты устанавливают на
сваренных листах примерно на одинаковом расстоянии от сварного
шва. Силу тока устанавливают по рекомендациям П.11.2.1. Такая
установка электроконтактов обеспечивает выявление поперечных
дефектов на сварном шве и в околошовных зонах. Контроль проводят
способом приложенного поля.
П.11.2.6. Контроль протяженного наружного сварного шва углового
соединения для выявления продольных дефектов.
Схема установки электроконтактов при контроле протяженного
сварного шва углового соединения показана на рис. П.11.7.
Электроконтакты устанавливают непосредственно на сварном шве. Силу
тока и расстояние между электроконтактами определяют по
рекомендациям П.11.2.1. Такая установка электроконтактов
обеспечивает выявление продольных трещин на сварном шве и в
П.11.2.7. Контроль сварного шва нахлесточного соединения для
выявления продольных дефектов.
На рис. П.11.8 показана схема перестановки электроконтактов для
выявления продольных дефектов на сварном шве и околошовных зонах.
Контроль ведется по трем участкам. Сначала устанавливают
электроконтакты в положение 1а - 1б для контроля первого участка -
левой околошовной зоны. После окончания нанесения суспензии и
осмотра устанавливают электроконтакты на сварной шов в положение
а - 2б проводят его контроль. Затем электроконтакты
устанавливают на вторую околошовную зону в положение 3а - 3б и
проводят ее контроль. Силу тока и расстояние между
электроконтактами определяют по рекомендациям П.11.2.1.
П.11.2.8. Контроль протяженного сварного шва для обнаружения
поперечных дефектов.
Контроль сварного шва для выявления поперечных дефектов
проводят по участкам (рис. П.11.9). Для этого сварной шов
размечают на участки. Сначала электроконтакты устанавливают в
положение 1а - 1б и проверяют первый контролируемый участок (КУ)
длиной В шириной С. Затем электроконтакты устанавливают в
положение 2а - 2б пропускают ток наносят магнитную суспензию и
осматривают. Далее проверяют все другие участки. Силу тока
размеры КУ определяют по рекомендациям П.11.2.1. Расстояние между
точками установки электроконтактов 1а - 2а - 3а на соседних
участках устанавливают равным примерно (С - 10) мм что
обеспечивает перекрытие П соседних КУ.
П.11.2.9. Контроль нахлесточного сварного соединения для
выявления поперечных трещин в сварном шве и околошовных зонах.
Контроль нахлесточного сварного соединения проводится по
контролируемым участкам. Сварной шов и околошовные зоны
размечаются по участкам. На рис. П.11.10 показано положение
электроконтактов на трех участках. Сначала проверяют первый КУ.
Для этого электроконтакты устанавливают в положение 1а - 1б
пропускают ток наносят суспензию и осматривают первый КУ.
Проводят контроль второго КУ установив электроконтакты в
положение 2а - 2б. Пропускают ток наносят суспензию и
Затем проверяют все другие КУ. Силу тока размеры КУ зоны
перекрытия соседних участков определяют по рекомендациям П.11.2.1.
П.11.2.10. Контроль углового сварного шва в тавровом соединении
для выявления поперечных трещин.
Схема положения электроконтактов при контроле углового шва
показана на рис. П.11.11. Продольные оси электроконтактов должны
быть примерно перпендикулярны проверяемым поверхностям. Расстояние
между электроконтактами силу тока размеры КУ определяют по
рекомендациям П.11.2.1.
П.11.2.11. Контроль протяженных сварных швов методом
перекрестной установки электроконтактов для выявления различно
ориентированных дефектов.
Для выявления различно ориентированных дефектов сварной шов
проверяют дважды: а) пропусканием тока вдоль сварного шва для
выявления продольных дефектов; б) пропусканием тока в направлении
перпендикулярном сварному шву для выявления поперечных дефектов.
Для выявления различно ориентированных дефектов применяют также
третий способ при котором каждый контролируемый участок проверяют
дважды намагничивая его в двух направлениях. Только после
контроля предыдущего участка приступают к проверке последующего
участка. Схема установки электроконтактов расположение КУ их
размеры при таком способе показаны на рис. П.11.12. Первый участок
проверяют в таком порядке: устанавливают электроконтакты в
положение 1а - 1б намагничивают наносят суспензию КУ
осматривают. Затем электроконтакты устанавливают в положение 2а -
б намагничивают наносят суспензию и снова осматривают с целью
обнаружения дефектов. Аналогично проверяют все другие участки. При
выборе режимов намагничивания руководствуются рекомендациями
П.11.3. Контроль сварных швов с применением электромагнитов
П.11.3.1. Контролируемый участок при проверке сварного шва с
применением электромагнита.
Схема положения электромагнита при контроле сварного шва
показана на рис. П.11.13. Полюсные наконечники электромагнита
устанавливают примерно симметрично относительно сварного шва. Зоны
а прилегающие к полюсным наконечникам шириной 20 мм являются
зонами невыявляемости дефектов. Длина контролируемого участка В
определяется расстоянием между полюсными наконечниками и размером
зон невыявляемости т.е. B = L - 2a.
Ширина контролируемого участка С = 05 L для электромагнитов
постоянного тока; С = 07 L для электромагнитов переменного тока.
При установке электромагнита на проверяемый участок требуется
обеспечить хорошее прилегание полюсных наконечников к проверяемому
участку т.е. обеспечить хороший магнитный контакт.
П.11.3.2. Контроль сварных швов нахлестночного соединения с
применением электромагнита для выявления продольных и поперечных
Для выявления продольных дефектов на сварном шве и околошовных
зонах сварной шов контролируют по участкам (рис. П.11.14а).
Полюсные наконечники электромагнита устанавливают по обе стороны
сварного шва. Для контроля первого КУ наконечники устанавливают в
положение 1а - 1б включают ток в электромагните наносят
магнитную суспензию и осматривают КУ не выключая ток в
электромагните т.е. контроль ведут СПП. Аналогично проверяют
другие контролируемые участки устанавливая электромагнит
полюсными наконечниками в положение 2а - 2б 3а - 3б.
Для обнаружения поперечных трещин полюсы электромагнита могут
устанавливаться рядом со сварным швом по его разные стороны (рис.
П.11.14б). Это особенно выгодно если трудно обеспечить хороший
магнитный контакт полюсного наконечника со сварным швом.
П.11.3.3. Контроль углового сварного шва в тавровом соединении
Для обнаружения продольных трещин в сварном шве и околошовных
зонах углового таврового соединения с помощью электромагнита
контроль ведут способом приложенного поля по участкам (рис.
П.11.15). Для проверки первого участка электромагнит устанавливают
полюсными наконечниками в положение 1а - 1б включают ток в
электромагните наносят магнитную суспензию и осматривают КУ.
Аналогично проверяют другие участки сварного соединения.
Расстояние между полюсными наконечниками должно обеспечить
перекрытие соседних КУ. Это расстояние должно быть менее ширины КУ
П.11.3.4. Контроль углового сварного шва в тавровом соединении
с помощью электромагнита для обнаружения поперечных трещин на
сварном шве и в околошовных зонах.
Для выявления поперечных трещин полюсы электромагнита
целесообразно устанавливать непосредственно на сварной шов. Однако
часто это сделать невозможно поэтому полюсные наконечники можно
устанавливать рядом со сварным швом (рис. П.11.16). Контроль ведут
по участкам. Сначала контролируют первый КУ установив полюсные
наконечники в положение 1а - 1б. Контроль ведут способом
приложенного поля. Затем проверяют другие участки сварного шва.
П.11.3.5. Контроль протяженного сварного шва с применением
электромагнита для обнаружения поперечных трещин.
Контроль протяженного сварного шва с применением электромагнита
для обнаружения поперечных трещин проводят способом приложенного
магнитного поля по участкам (рис. П.11.17). Для обеспечения
перекрытия соседних участков расстояние между местами установки
полюсов 2а - 1б должно быть не менее 20 мм.
П.11.3.6. Контроль наружного сварного шва углового соединения с
Контроль наружного сварного шва углового соединения для
выявления продольных трещин проводят по участкам в приложенном
магнитном поле (рис. П.11.18а). Полюсы электромагнита
устанавливают на первый участок в положение 1а - 1б и проверяют
его. Затем проверяют все другие КУ.
Для обнаружения поперечных трещин полюсы электромагнита
устанавливают непосредственно на сварной шов (рис. П.11.18б).
Однако если не удается обеспечить достаточно хороший магнитный
контакт полюсного наконечника со сварным швом то полюсы
электромагнита следует устанавливать рядом со сварным швом.
П.11.3.7. Контроль протяженного сварного шва с применением
электромагнита для обнаружения различно ориентированных трещин.
Контроль проводят по участкам каждый из которых проверяют
дважды (рис. П.11.19): сначала устанавливают полюсные наконечники
в положение 1а - 1б намагничивают наносят магнитную суспензию и
осматривают КУ. Затем электромагнит устанавливают в положение 2а -
б и проводят полный цикл магнитного контроля. При этом
обнаруживаются разно ориентированные трещины. Далее проводят
контроль при установке электромагнита в положения полюсных
наконечников 3а - 3б 4а - 4б n - n (n + 1) - (n + 1).
Расположение полюсных наконечников и контролируемых участков
показано на рис. П.11.19б. Ширина контролируемого участка С
зависит от расстояния L между полюсными наконечниками: С = 05 L
для электромагнитов постоянного тока; С = 07 L для
электромагнитов переменного тока. Зона невыявляемости дефектов
примерно равна 20 мм. Расстояние между полюсными наконечниками
соседних участков А = (С - 10) мм.
П.11.4. Схемы и режимы намагничивания деталей и элементов
конструкций технических устройств и сооружений
при магнитопорошковом контроле
П.11.4.1. Контроль шкивов с применением электромагнита для
выявления трещин во впадинах для приводного ремня.
Для выявления трещин на шкивах контролируемый участок размещают
между полюсами электромагнита (рис. П.11.20). Контроль проводят
П.11.4.2. Контроль кольцевого стыкового сварного шва с
применением соленоида (обмотки кабеля).
Кабель наматывают по обе стороны от сварного шва (рис.
П.11.21). Рекомендуется обеспечивать примерно 10000 - 12000 ампер-
витков. Зоны 4 и 5 примыкающие к виткам соленоида являются
зонами невыявляемости дефектов. При таком способе намагничивания
выявляются продольные трещины в сварном шве.
П.11.4.3. Магнитопорошковый контроль пружин.
Магнитные свойства материала пружин позволяют вести контроль
способом остаточной намагниченности. Для выявления поперечных
трещин пружину намагничивают на медном стержне пропуская по нему
ток силой из расчета 35 - 45 А на миллиметр диаметра пружины (рис.
П.11.22а). Для выявления продольных трещин ток следует пропустить
непосредственно по виткам пружины (рис. П.11.22б). Силу тока
определяют также из расчета 35 - 45 А на миллиметр диаметра прутка
П.11.4.4. Магнитопорошковый контроль валов.
Для выявления продольных трещин на цилиндрической поверхности
вала применяют способ циркулярного намагничивания пропуская ток
непосредственно по валу (рис. П.11.23). Силу тока для контроля в
приложенном поле рассчитывают по формуле I = 3 Н D. Здесь Н -
заданная напряженность магнитного поля Асм; D - диаметр вала
Для контроля на остаточной намагниченности ток может быть
определен по формуле из расчета 35 - 50 А на миллиметр диаметра
Для выявления поперечных трещин следует применять продольное
намагничивание с использование жестких соленоидов или соленоидов
образованных гибким кабелем (рис. П.11.24). Число витков
определяют непосредственным измерением напряженности поля.
ФОРМА ЗАКЛЮЧЕНИЯ О РЕЗУЛЬТАТАХ МАГНИТОПОРОШКОВОГО КОНТРОЛЯ
проводившей контроль
по магнитопорошковому контролю
(наименование технической документации)
-------------------------T-----------------T------------T--------
¦Объект контроля (сварной¦Участки с дефек- ¦Обнаруженные¦ Оценка ¦
¦ шов отверстие вал ¦тами их коорди- ¦ дефекты. ¦качества¦
¦ болт и т.п.). ¦наты (со схемой ¦ Их размеры ¦объекта ¦
¦ Тип и толщина покрытия ¦расположения) ¦ ¦ ¦
+------------------------+-----------------+------------+--------+
L------------------------+-----------------+------------+---------
(подпись) (фамилия и инициалы специалиста)
Уровень квалификации номер
(подпись) (фамилия и инициалы)
от 13 декабря 2006 г. N 1072
с 25 декабря 2006 года
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
О ПОРЯДКЕ ПРОВЕДЕНИЯ КАПИЛЛЯРНОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКИХ
УСТРОЙСТВ И СООРУЖЕНИЙ ПРИМЕНЯЕМЫХ И ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ
НА ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ

поперечное нам устр2000.dwg

Устройство для поперечного
намагничивания сварных швов
Белорусско-Российский Университет
ППСК 00.00.01.000.СБ
* Размеры для справок

Устройство намагничивания.cdw

Курсач.doc

переменным. Однако в ряде случаев (например в цеховых условиях) отдают
предпочтение намагничиванию переменным полем. Это объясняется тем что от
сети переменного тока через понижающий трансформатор можно непосредственно
получить большую силу намагничивающего тока и создать большую напряженность
магнитного поля Н. Однако при использовании переменного поля основной
магнитный поток под влиянием скин-эффекта вызываемого вихревыми токами
вытесняется на поверхность металла вследствие чего сильнее намагничиваются
его поверхностные слои и лучше выявляются наружные и подповерхностные
дефекты (например закалочные или усталостные трещины и др.). Это особенно
важно учитывать при контроле крупных и толстостенных деталей.
Импульсное униполярное намагничивание наиболее предпочтительно при
контроле в режимах остаточной намагниченности изделия. При контроле на
остаточной намагниченности применяют следующие четыре режима.
Режим отбраковки деталей по грубым дефектам при котором поле на
поверхности деталей около 30 Асм. Этим режимом пользуются для контроля
деталей с грубой обработкой поверхности а также при междуоперационном
контроле перед последующей обработкой поверхности деталей.
Режим пониженной жесткости при котором на поверхности детали
должно быть около 60 Асм.
Стандартный режим при котором на поверхности контролируемой
детали должна быть обеспечена напряженность магнитного поля около 100
Режим повышенной жесткости при котором на поверхности детали
обеспечивается напряженность поля около 180—200 Асм.
После контроля намагниченные детали часто должны быть размагничены. Если
деталь при контроле намагничивалась переменным током то ее размагничивают
в специальных камерах или с помощью специальных электромагнитов
(размагничивающих устройств) питаемых переменным током.
При намагничивании деталей постоянным током их размагничивают в
постоянном поле с переменным изменением его направления и плавным
уменьшением напряженности до нуля. Начальная напряженность
размагничивающего поля соленоида устанавливается несколько больше
напряженности поля при котором деталь намагничивалась для контроля.
Эталонирование. Ввиду сложности расчетов и невозможности учесть все
существенно влияющие факторы для определения режимов контроля применяют
образцы с эталонными дефектами и специальные «свидетели» намагниченности
которые представляют собой плоские пластинки из материала контролируемых
деталей прикладываемые к поверхности последних во время намагничивания.
Методика контроля. Методика магнитопорошкового метода сводится к
следующим основным операциям:
Подготовка поверхностей перед контролем. Очистка от загрязнений
окалины следов шлака после сварки.
Подготовка суспензии заключающаяся в интенсивном перемешивании
магнитного порошка с транспортирующей жидкостью.
Намагничивание контролируемого изделия.
Нанесение суспензии на поверхность контролируемого изделия.
Осмотр поверхности изделия и выявление мест покрытых отложением
В сомнительных случаях валик порошка удаляют и повторяют операции 3 4 и
После контроля изделие размагничивают.
Магнитопорошковый метод получил весьма широкое распространение. Это
обусловлено его основными преимуществами: высокой чувствительностью к
тонким и мелким трещинам простотой методики оперативностью получения
результатов контроля и их наглядностью.
В отечественной и зарубежной практике этот метод применяется для
контроля продольных сварных швов труб выполненных стыковой
электроконтактной сваркой а также для выявления трещин и узких
сварного шва напряженность наружного поля падает до 100—150 Асм так как
выступающее усиление ослабляет поле внешнего источника. Поле рассеяния от
дефекта возникает в виде приращения напряженности магнитного поля над
дефектным местом. Экспериментально установлено что протяженные дефекты с
размером по глубине 5— 50% толщины материала создают поля рассеяния
напряженностью от 400-800 до 1200—1600 Ам примерно с линейным законом
Область применения и перспективы развития метода. Магнитографический
метод в основном применяют для контроля стыковых швов выполненных методами
сварки плавлением. С использованием выпускаемой промышленностью
намагничивающей аппаратуры этим методом можно контролировать сварные
изделия и конструкции из различных сортов листовой стали толщиной до 20 мм.
1.2.3 Феррозондовый метод
Сущность феррозондового метода контроля заключается в обнаружении
магнитных полей дефектов с помощью магнитомодуляционных датчиков-
Для магнитной дефектоскопии обычно применяют феррозонды собранные по
градиентометрической схеме. По сравнению с феррозондом-полемером
градиентометры в этом случае имеют преимущество заключающееся в том что
на их показания практически не оказывают влияние постоянные магнитные поля.
Напряженность этих посторонних полей может изменяться в широких пределах
однако в малом объеме занимаемом феррозондом их градиенты ничтожно малы
по сравнению с измеряемыми локальными полями рассеяния от дефектов.
В магнитной дефектоскопии применяют обычно феррозонды небольших размеров
длиной 2—10 мм питающиеся током возбуждения частотой 10—300 кГц. На низших
пределах частот работают феррозондовые приборы предназначенные для
выявления относительно грубых дефектов в стальных
изделиях с высокими коэрцитивной силой Не = 1600—2400 Ам) и остаточной
индукцией (BjHfi-QfFh).
Феррозондовые дефектоскопы работающие на частотах 100 кГц очень
чувствительны. С помощью таких дефектоскопов в изделиях из магнитомягких
материалов могут выявляться поверхностные дефекты (микро-и макротрещины и
риски глубиной 001 мм и более тонкие пленки и др.) внутренние дефекты на
глубине до 8 мм а более крупные дефекты на глубине до 15 мм. Этим методом
удается обнаруживать трещины глубиной 05 мм на внутренней поверхности труб
толщиной 6-8^мм. Для обеспечения высоко чувствительности и достоверности
феррозондового метода поверхность контролируемых изделий должна иметь
хорошую чистоту обработки. Кроме того на результаты контроля могут влиять
структурные неоднородности материала изделия.
Контроль можно проводить как в процессе намагничивания деталей (т. е. в
приложенном поле) так и на остаточной индукции после предварительного
намагничивания изделия до насыщения. Контроль в режиме остаточной
намагниченности более прост и удобен.
Феррозондовый метод получил достаточно широкое распространение. За
в ФРГ который разрабатывает феррозондовую дефектоскопическую аппаратуру и
автоматизированные установки для многих машиностроительных и
металлургических заводов.
В отечественной промышленности феррозондовые дефектоскопы (типов ФДП) и
установки (типов ФДУ) применяются для контроля сплошности стальных труб
заготовок прутков деталей шарикоподшипников и многих других изделий
машиностроительных заводов.
Привлекательны высокая чувствительность и возможность автоматизации
Кроме дефектоскопии феррозонды находят применение для магнитных
измерений толщинометрии и структуроскопии. С помощью феррозондов
можно выявлять ферромагнитные примеси в немагнитных массах и средах
определять степень размагниченности деталей (например после магнитного
Проанализировав данные методы контроля и исходя из исходных данных я
пришёл к выводу что в данной курсовой работе рационально будет
использовать магнитопорошковый метод контроля. Не смотря на то что этот
метод является индикаторным и обладает существенными недостатками для
моего случая он оптимален так как при магнитопорошковом контроле хорошо
выявляются поверхностные и подповерхностные дефекты типа трещин. Так жене
мало важным фактором является и то что наиболее четко выявляются дефекты
наибольший размер которых ориентирован под прямым или близким к нему углом
относительно направления магнитного потока)
Анализ литературных источников с целью выбора способа контроля
При магнитопорошковом методе контроля применяют: способ остаточной
намагниченности (СОН) способ приложенного поля (СПП).
При контроле СОН объект контроля предварительно намагничивают а затем
после снятия намагничивающего поля на его поверхность наносят
дефектоскопический материал. Промежуток времени между указанными выше
операциями должен быть не более часа. Осмотр контролируемой поверхности
проводят после стекания основной массы суспензии.
При контроле СПП операции намагничивания объекта контроля и нанесения
суспензии выполняют одновременно. Индикаторные рисунки выявляемых дефектов
образуются в процессе намагничивания. Намагничивание прекращают после
стекания с контролируемой поверхности основной массы суспензии. Осмотр
контролируемой поверхности проводят после прекращения намагничивания.
При выборе способа магнитопорошкового контроля следует
руководствоваться следующим:
Контроль в приложенном поле позволяет достичь как правило более
высокой чувствительности (за исключением случаев контроля деталей с
выраженной текстурой когда порошок осаждается по волокнам металла) а
также с грубой обработкой поверхности.
Способ остаточной намагниченности более прост и удобен в осуществлении
и имеет следующие преимущества: возможность установки детали в любое
требуемое положение для осмотра; возможность нанесения суспензии как путем
полива так и путем погружения в ванну с суспензией; простоту расшифровки
результатов контроля т. к. при контроле на остаточной намагниченности
порошок в меньшей степени оседает по рискам наклепу местам грубой
обработки поверхности; меньшую возможность прижога деталей. Поэтому
необходимо отдавать предпочтение способу контроля на
остаточной намагниченности если установлено что при этом достигается
требуемая согласно ТУ чувствительность контроля. В противном случае детали
контролируют в приложенном поле.
СОН применяют при контроле объектов из магнитотвердых материалов с
коэрцитивной силой Нс > 1000 Ам с остаточной индукцией 0 5 Тли более при
условии что он обеспечивает требуемый уровень чувствительности.
Возможность достижения требуемого уровня чувствительности при контроле СОН
определяют по известным магнитным характеристикам (коэрцитивной силе Нс и
остаточной индукции Вг) материала объекта.
Контроль СОН с требуемой чувствительностью возможен в том случае
если остаточная индукция материала равна или больше значения остаточной
индукции определенной по кривой для соответствующего условного уровня
чувствительности А Б В (рисунок 4.1). .
Рисунок 4.1 - Определение способа контроля
Если требуемый уровень чувствительности СОН не достижим то грименяют
СПП. Кроме того контроль СПП производят когда сонтролируемая поверхность
детали покрыта слоем немагнитного покрытия голщиной свыше 30 мкм
Исходя из моего курсового мне нужно рассмотреть два случая. Первый
ЗПП где Нс=600 Ам Вг=12 Тл и СОН при Нс=2100 Ам Вг=12 Тл
напряженность поля необходимая для получения Br max составляет 5000 Ам
Анализ литературных источников с целью разработки и модернизации
оборудования для контроля
В практике магнитного контроля получили применение следующие типы
намагничивающих устройств:
Устройство для дефектоскопии цилиндрических изделий. Используется в
любых отраслях машиностроения например для дефектоскопии труб втулок
цилиндрических стержней и т.п. ферромагнитных изделий. Целью изобретения
является повышение надежности за счет точного базирования исключения
заклинивания и неподвижной установки преобразователя. Устройство содержит
корпус узел транспортирования с приводными роликами и преобразователь
дефектоскопа отличающееся тем что с целью повышения надежности
преобразователь установлен в корпусе неподвижно а устройство снабжено
втулками по числу приводных роликов выполненных так что ось отверстия
каждой втулки расположена под углом к ее торцу тремя осями установленными
параллельно между собой и направлению перемещения изделий. Ролики
установлены на осях с помощью втулок рядами в плоскостях перпендикулярных
осям а ролики расположенные на одной из осей выполнены в виде жестких
концентрических колец с упругой прокладкой между ними.
Установка для магнитной дефектоскопии изделий типа гильз. Используется
для обнаружения локальных дефектов с применением магнитных суспензий. Целью
изобретения является расширение информативности и повышение
производительности что достигается за счет сокращения холостых ходов при
В процессе контроля изделие поступает на барабан роторного типа где в
полость изделия вводятся подвижные электроды и осуществляется
намагничивание изделия и погружение в ванну с суспензией. Затем изделие
поступает с помощью барабана в зону визуального контроля подвижные
электроды посредством пружин и копиров выводятся из изделия и
осуществляется контроль изделия.
Установка позволяет контролировать торцы изделий. Транспортирование
детали и одновременный контроль сокращают вспомогательное время а значит
повышается производительность труда. Применение подпружиненного
сферического упора позволяет контакту плотно без перекосов прижиматься к
торцу стержня тем самым снижаются потери тока при намагничивании значит
повышается надежность установки.
Таким образом изучив все доступные мне источники я пришел к выводу
что для повышения надежности контроля следует использовать подпружиненные
сферические упоры которые позволяют контакту плотно прижиматься к объекту
контроля и тем самым снижать потери тока при намагничивании. Повысить
производительность контроля можно за счет организации замкнутой
симметричной цепи намагничивания и использования П- образного магнита. 3.
Компоновка расчет и разработка оборудования для контроля
1 Расчет устройства для намагничивания постоянным полем изделий в
процессе магнитного контроля
Схема намагничивающего устройства представлена на чертеже ЭМК
Целью расчета является определение намагничивающей силы (IW) устройства
для создания в изделии необходимой индукции.
Из рекомендаций толщиной полюсов намагничивающего устройства должна
быть в 2-3 раза больше толщины намагничивающего изделия. Если же толщина
стенки изделия 1 2 мм то толщина полюсов- 10-20 мм. Остальные размеры
намагничивающего устройства выбирают конструктивно исходя из существующих
разработок. Например расстояние L между полюсами электромагнита - не менее
мм высота h - не менее 100 мм. Расчет выполняют принимая допущение
что растекание магнитного потока в изделии отсутствует т.е. размеры
проекции устройства на изделие и изделия равны.
Зададимся значениями из вышесказанного для расчета нашего устройства:
-- расстояние между полюсами электромагнита L=80 мм;
— высота электромагнита h=
-- толщина стенки изделия Ь=6 мм;
~ ширина электромагнита с=180 мм;
— толщина полюсов электромагнита CN16 мм;
« зазор между электромагнитом и изделием д= мм. Из закона Кирхгофа
где Н - падение магнитного напряжения на участке магнитной цепи
Рассматриваем сумму падений магнитных напряжений в изделии Ци в зазорах
иу в магнитопроводе и:
Строим кривую намагничивания материала изделия. Используя выражение (2)
по 12-и значениям Ни и Ви взятых с кривой намагничивания
строим зависимость СИ=(ФИ) а затем зависимость иу=(Фи) в той же системе
где Яо- напряженность поля в зазоре;
- толщина суммарного зазора; Sn=b-c.
График приведен на чертеже ЭМК - 01.00.02.000.
Затем на отдельном графике строится кривая падения магнитного
напряжения в магнитопроводе в зависимости от потока в нем Un =(Ф).
ton=Hn-ln=Hn-(2-h + L) [0n=Bn-Sn=Bn-c-d.
График зависимости ип иФп представлен на чертеже ЭМК - 01.00.02.000.
Чтобы пересчитать ип в зависимости от Фп запишем уравнение Кирхгофа
для точки М эквивалентной электрической схемы (схема представлена на
где F - магнитный поток рассеяния шунтирующий изделие и переходный
Так как отношение потоков Фии F обратно пропорционально магнитным
сопротивлениям J^+Ry и RF то:
где RF- магнитное сопротивление потока рассеяния между полюсами
где GF -проводимость участка между параллельными призмами
(полюсами намагничивающего устройства).
GF=R--=M)ihF-xF+yF) (8)
Подставим значения hfxfyf в (14)получим GF = 4607 -10"7 Гн. Из формул
где RF = —- = 2171 -106 [Гн1;
Rv =—-—= 2816-10 6[ z0 -c-d
I H -(L + b + d) 1 1
R = ± = _J?lA - = 5308-105 ГнА .
Здесь Bopt и Hopt - соответствуют оптимальному режиму намагничивания. Путем
пересчета с использованием формулы (9) из последнего графика получают
зависимость и =(Фи)
Затем суммируя UuUyUn получают зависимость Су ~f(Bu). Зная
сечение изделия строят вторую ось(Д) т.е. аналогичную зависимость Су
Ви = ув . Графики представлены на чертеже ЭМК - 01.00.02.000.
По известному значению оптимальной индукции Вор1 в контролируемом
сечении определяют Ц =7-^=2800 А. Затем с учетом коэффициента заполнения и
площади S окна занимаемого всеми витками катушки в сечении
перпендикулярном осям витков (S составляет приблизительно 80% площади окна
образованного П-образным сердечником и намагничиваемым изделием) определяют
число витков обмоточного провода задаваясь различными диаметрами (d от 0.5
где 5' = 1-(г-й?)-0.8 = 6016410"3ж2 - площадь окна занимаемого всеми
витками катушки в сечении перпендикулярном осям витков. Подставив
известные величины получим:
= 8'4'10 "в-4 = 340436 витков 3.14-9-10'6
Примем число витков магнитопровода равное W = 400. Определяют величину тока
в катушке по известным намагничивающей силе и числу витков I = cW-
Сначала определяют электрическое
сопротивление обмотки:
где 1СР = 2с + 2d + 2nR = 2с + 2d + 2л ' = 0628 м - средняя
_8 Ом 7 = 17-10 — - удельное электрическое
сопротивление медного
Подставив известные величины получим R = 0604.
Зная электрическое сопротивление обмотки и величину тока в катушке
равную = —- = 1А рассчитаем потребляемую мощность:
P = I.r = 29614. Вт (12)
Если потребляемые мощности одинаковы то диаметр провода выбирают
исходя из приемлемого числа витков катушки.
Разработка схем намагничивания
При выборе способа намагничивания сварных соединений учитывают
конфигурацию размеры сварного шва и прилегающие к нему поверхности. Иногда
одно и то же сварное соединение может быть проверено с применением
различных способов намагничивания. В этом случаи способ намагничивания
выбирают исходя из возможности и удобства осмотра или нанесения суспензии
и других факторов. Например при контроле в приложенном поле ряда деталей в
конструкции электромагнит может закрыть контролируемый участок который
становится труднодоступным для нанесения суспензии и осмотра. В этом случаи
выбирают другой способ намагничивания позволяющий эффективно намагничивать
сварной шов для контроля на остаточной намагниченности например с помощью
электроконтактов кабелей и др.
Намагничивание сварных швов импульсным полем с помощью электроконтактов
может проводится двумя способами. При контроле первым способам сначала
намагничивают по участкам весь сварной шов а затем наносят на него
суспензию и осматривают. При контроле вторым способом шов намагничивают
также по участкам но нанесение суспензии и осмотр проводят после
намагничивания каждого участка.
Первый способ применяют при контроле на остаточной намагниченности
сварных швов большой длинны схема намагничивания изображена на чертеже ЭМК-
00.000. Чтобы при намагничивании последующего участка не
размагничивался предыдущий перестановку электроконтактов осуществляют
чередуя электроконтакты между собой.
Расстояние между электроконтактами не должно превышать 200мм. Участки
радиусом 3-5 мм вокруг точки установки электроконтактов намагничиваются
неэффективно и дефекты на них не выделяются. Поэтому при намагничивании
электроконтакты устанавливаются рядом со сворным швом т.е. вне зоны
Второй способ применяют при контроле сварных швов ( и прилегающих к
нему зон ) небольшой протяжённости но большой ширины ( при контроле на
поперечные дефекты ) (чертеже ЭМК- 03.00.000). Сначала намагничивают первый
участок установив электроконтакты на детали. Наносят суспензию и
осматривают. Затем переходят к намагничиванию второго участка установив
при намагничивании электроконтакты на участке 2 наносят суспензию и
осматривают и т. д. Дефекты выявляются в зонах шириной по 30мм по обе
стороны от линии соединяющей точки установки электроконтактов поэтому
расстояние между соседними точками установки электроконтактов должно быть
Оптимальное расстояние между электроконтактами при намагничивании
полем импульсного тока при контроле первым и вторым способами лежит в
приделах 60-150мм. .
Персональные электромагниты используют для контроля небольших участков
крупногабаритных деталей или деталей в конструкции.
Картина магнитного поля между полюсами электромагнита показана на рис.
Дефекты выявляются только на участке АБВГ обведённом штрихавой линией.
Принимают что ширина контролируемого участка АБ=ВГ равна диаметру Д (или
ширине ) полюсного наконечника а его длинна АГ=БГ зависит от расстояния L
между полюсами электромагнита или магнита.
-i Fiv^jnwiv. .i — у_^л^та mcu nw 1 nji j пили и pav^nujiu.m.crmc
jvunipujiiip^civiui u
На участках шириной А = 10 - 20мм прилегающих к полюсам трещины не
обнаруживаются из-за значительного отношения нормальной к тангенциальной
составляющей напряжённости поля НнНт. На контролируемом участке АБВГ
выявляются трещины ориентированные перпендикулярно линии соединяющей
полюсные наконечники.
Крупногабаритные детали размечают карандашом или мелом на
контролируемые участки. Контроль ведут последовательно по размеченным
участкам устанавливая полюсные наконечники электромагнита так чтобы
контролируемые участки (КУ) а1 а2 ап соприкасались или перекрывались
друг с другом на 05-1см.(чертеже ЭМК- 03.00.000).
На чертеже ЭМК- 03.00.000 показано расположение КУ при контроле
протяжённого сварного шва с целью выявления поперечных трещин для
выявления которых полюсные наконечники устанавливают вдоль сварного шва
так чтобы КУ соприкасались или перекрывались друг с другом на 05-1см.
Контроль ведут последовательно по размеченным участкам.7
Проанализировав все схемы намагничивания я пришёл к выводу что мы
будем разбивать наш объект на участки. Сразу намагнитим первый участков в
направлении А затем в направлении Б пенпендикулярное направлению А
(чертеже ЭМК- 03.00.000) нанесём суспензию и осмотрим и т.д. Осмотр можно
производить и после намагничивания всего шва. Ток при СПП рассчитывается по
Ток при СОН рассчитывается по формуле как для крупногабаритных изделий: