Способ удаления индикаторной проникающей жидкости с поверхности стеклокерамических изделий Российский патент 2023 года по МПК B08B7/04 G01N21/91 

Настоящее изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий из беспористых (пористость менее 2%) стеклокерамических материалов, а именно цветной капиллярной дефектоскопии на наличие поверхностных несплошностей, и может быть использовано для удаления остатков индикаторной проникающей жидкости с поверхности стеклокерамических изделий после цветной капиллярной дефектоскопии в авиационной и авиакосмической отрасли.

Кроме того, предлагаемый способ может быть использован в других отраслях промышленности, в которых производится капиллярный неразрушающий контроль керамических изделий.

При выполнении цветной капиллярной дефектоскопии на поверхность конструкций из стеклокерамики наносится индикаторная (как правило, красного цвета) проникающая жидкость - пенетрант. После выполнения контроля необходимо удалить цветной фон индикаторной жидкости с поверхности контролируемого изделия для обеспечения соответствия внешнего вида изделия требованиям нормативно-технической документации, а также исключения возможности снижения характеристик изделия после проведения последующих технологических операций.

Известен способ удаления индикаторной проникающей жидкости с поверхности стеклокерамических изделий с использованием ультразвуковых волн по патенту РФ №2749343 (регистрация 08.06.2021, МПК B08B 3/12, G01N 21/91) заключающийся в том, что с целью повышения эффективности удаления пенетранта в моющие растворы, нагретые до +40-60°С, первоначально кислотный, а потом щелочной, вводят ультразвуковую волну с рассеивающих ультразвуковых преобразователей частотой 38-42 кГц и мощностью 6 кВт, при этом полное время ультразвуковой очистки составляет от 1 до 3 часов, в процессе проведения ультразвуковой очистки стеклокерамические изделия вращаются. Недостатками данного способа являются необходимость использования специализированного оборудования (ванны с ультразвуковыми преобразователями частотой 38-42 кГц и мощностью 6 кВт, вмещающие контролируемые изделия и обеспечивающие их вращение), необходимость использования специализированных моющих растворов (кислотного и щелочного), а также снижение качества очистки при полном высыхании проникающей индикаторной жидкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ удаления проникающей индикаторной жидкости выжиганием (ГОСТ 24522-80. Контроль неразрушающий капиллярный. Термины и определения), заключающийся в нагревании изделия до температуры разложения проникающей индикаторной жидкости.

Недостатками этого способа являются риск образования трещин в материале и риск разрушения изделия, вызванные термическими напряжениями, обусловленными отсутствием отработанного режима теплового воздействия (скорость подъема температуры, максимальная температура воздействия, время выдержки изделия при максимальной температуре, способ охлаждения изделия) или неэффективность удаления индикаторной проникающей жидкости, вызванная недостаточной температурой теплового воздействия и временем выдержки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности удаления проникающей индикаторной жидкости с поверхности стеклокерамических изделий после проведения цветной капиллярной дефектоскопии, сохранение целостности изделия и его технических характеристик в процессе и после удаления индикаторной проникающей жидкости (пенетранта).

Технический результат обеспечивается тем, что предложен способ удаления индикаторной проникающей жидкости с поверхности стеклокерамических изделий, включающий тепловое воздействие на стеклокерамическое изделие после проведения цветной капиллярной дефектоскопии, отличающийся тем, что подъем температуры осуществляют со скоростью от 1 до 3,5°С/мин до температуры 250-350°С, выдерживают 1,5-2,5 часа при температуре 250-350°С и инерционно охлаждают до температуры 30-40°С.

Удаление индикаторной проникающей жидкости с поверхности стеклокерамических изделий осуществляется за счет ее термодеструкции с образованием газообразных продуктов, удаляемых из объема печи с помощью вытяжного отверстия. За счет подъема температуры со скоростью от 1 до 3,5°С/мин обеспечивается равномерный нагрев стенки изделия, что исключает вероятность образования трещин. Инерционное охлаждение изделия позволяет исключить вероятность образования трещин, а также уменьшить и выровнять остаточные механические напряжения.

Примеры выполнения предлагаемого технического решения.

Пример 1. Удаление индикаторной проникающей жидкости (пенетрант DP-55) с поверхности стеклокерамических изделий после проведения цветной капиллярной дефектоскопии.

На фиг. 1 приведен пример поверхности стеклокерамического изделия после проведения цветной капиллярной дефектоскопии (наличие цветного фона) с использованием в качестве индикаторной проникающей жидкости пенетранта DP-55. На фиг. 2 приведен пример поверхности стеклокерамического изделия после проведения цветной капиллярной дефектоскопии и последующего удаления индикаторной проникающей жидкости (пенетранта DP-55) с помощью теплового воздействия по следующему режиму: подъем температуры со скоростью 2°С/мин до температуры 250°С, выдержка 1,5 часа при температуре 250°С и инерционное охлаждение до 30°С. Фон индикаторной проникающей жидкости отсутствует.

Пример 2. Удаление индикаторной проникающей жидкости (раствор эозина натрия) с поверхности стеклокерамических изделий после проведения цветной капиллярной дефектоскопии.

На фиг. 3 приведен пример поверхности стеклокерамического изделия после проведения цветной капиллярной дефектоскопии (наличие цветного фона) с использованием в качестве индикаторной проникающей жидкости раствора эозина натрия. На фиг. 4 приведен пример поверхности стеклокерамического изделия после проведения цветной капиллярной дефектоскопии и последующего удаления индикаторной проникающей жидкости (раствор эозина натрия) с помощью теплового воздействия по следующему режиму: подъем температуры со скоростью 1°С/мин до температуры 300°С, выдержка 2 часа при температуре 300°С и инерционное охлаждение до 40°С. Фон индикаторной проникающей жидкости отсутствует.

Пример 3. Удаление индикаторной проникающей жидкости (пенетрант WP2) с поверхности стеклокерамических изделий после проведения цветной капиллярной дефектоскопии.

На фиг. 5 приведен пример поверхности стеклокерамического изделия после проведения цветной капиллярной дефектоскопии (наличие цветного фона) с использованием в качестве индикаторной проникающей жидкости пенетранта WP2. На фиг. 6 приведен пример поверхности стеклокерамического изделия после проведения цветной капиллярной дефектоскопии и последующего удаления индикаторной проникающей жидкости (пенетранта WP2) с помощью теплового воздействия по следующему режиму: подъем температуры со скоростью 3,5°С/мин до температуры 350°С, выдержка 2,5 часа при температуре 350°С и инерционное охлаждение до 35°С. Фон индикаторной проникающей жидкости отсутствует.

Использование предлагаемого способа обеспечивает следующие преимущества:

1. Отработанный режим температурного воздействия исключает вероятность образования трещин в стеклокерамике в процессе удаления индикаторной проникающей жидкости;

2. За счет отсутствия механического или химического воздействия на изделие в процессе удаления индикаторной проникающей жидкости исключается вероятность негативного влияния на физико-механические характеристики изделий и дальнейшие технологические операции;

3. Температурное воздействие по описанному режиму может быть осуществлено с помощью камерных печей (стандартное оборудование, используемое для обжига изделий при производстве), позволяющих проводить удаление пенетранта на большом количестве изделий (до 17) за один обжиг, что снижает временные затраты на очистку (около 0,7 часа на одно изделие).

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий из беспористых (пористость менее 2%) стеклокерамических материалов, а именно цветной капиллярной дефектоскопии на наличие поверхностных несплошностей, и может быть использовано для удаления остатков индикаторной проникающей жидкости с поверхности стеклокерамических изделий после цветной капиллярной дефектоскопии в авиационной и авиакосмической отрасли. Предложен способ удаления индикаторной проникающей жидкости с поверхности стеклокерамических изделий, который включает тепловое воздействие на стеклокерамическое изделие после проведения цветной капиллярной дефектоскопии. При этом подъем температуры осуществляют со скоростью от 1 до 3,5 °С/мин до температуры 250 – 350 °С, выдерживают 1,5 – 2,5 часа при температуре 250 – 350 °С и инерционно охлаждают до температуры 30 – 40 °С. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности удаления проникающей индикаторной жидкости с поверхности стеклокерамических изделий после проведения цветной капиллярной дефектоскопии, сохранение целостности изделия и его технических характеристик в процессе и после удаления индикаторной проникающей жидкости (пенетранта). 6 ил., 3 пр.

Способ удаления индикаторной проникающей жидкости с поверхности стеклокерамических изделий, включающий тепловое воздействие на стеклокерамическое изделие после проведения цветной капиллярной дефектоскопии, отличающийся тем, что подъем температуры осуществляют со скоростью от 1 до 3,5 °С/мин до температуры 250 – 350 °С, выдерживают 1,5 – 2,5 часа при температуре 250 – 350 °С и инерционно охлаждают до температуры 30 – 40 °С.