Способ обнаружения локальных дефектов внутренних диэлектрических покрытий металлических аппаратов Советский патент 1990 года по МПК G01N25/72 

Изобретение относится к способам контроля локальных дефектов диэлектрических покрытий, наносимых на внутреннюю поверхность аппаратов и труб, и может быть использовано для выявления дефектов стеклоэмалевых, фторопластовых, резиновых и других покрытий химической, нефтехимической и энергетической аппаратуры.

Цель изобретения - расширение области применения способа и повьшение его безопасности.

Физическую основу способа составляют два продесса - капиллярное проникновение электролига в полость дефекта и разложение соли в месте контакта электролита с металлическим корпусом аппарата. Капиллярное проникновение электролита в полость

дефекта повьшает чувствительность способа. Выделение тепла пр и разложении соли электролита только в месте дефекта внутреннего диэлектричес кого покрытия позволяет путем измерения температурного поля на наружной поверхности аппарата определить размер и местонахождение дефекта

внутреннего покрытия.

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

Длительность импульса подачи напряжения, с одной стороны, опроделя - ет количество тепла, выделяемого т.

СЮ

со

00

полости дефекта, необходимого для его выявления, с другой стороны,дпи- ; тельная подача напряжения на анод приводит к разложению соли в слое электролита, находящегося в полости дефекта, снижению ее кошдентрации, а следовательно, уменьшению количества тепла, необходимого для выявления дефекта. Во время прекращения подачи напряжения происходит днфАузия ионов Na Cl из общей массы электролита в слой электролита, находящегося в полости дефекта, что приводит к повыие : ниш концентрации ионов Na Cl в слое I электролита до начальной. Поэтому /длительность импульса подачи напряжения и время между импульсами выбир ; ется в зависимости от поставленной задачи по выявлению допустимой вели чины дефекта и толщины стенри контролируемого аппарата.

Экспериментально получено,что для выявления дефектов эмалевого покрытия с раскрытием,О,01 мм при толщине стенки аппарата 20 - 40 мм необходимо подавать напряжение 6 - 12 В в ви де импульсов дпительностью 1,5 - 2,0 мин с периодом подачи 5-6 мин, Сокращение времени между импульсами приводит к снижению .чувствительности контроля и не позволяет выявить дефекты в эмалевом покрытии с раскрытием менее 0,4 мм.

Дпя выявления дефектов эмалевого .покрытия с раскрытием 0,01 мм при толщине стенки аппарата 2-6 мм необходимо подавать напряжение 6 - 12В в виде импульсов длительностью 10 - 15 с с периодом 30 - 45 с. Увеличение времени между импульсами приводит к снижению чувствительности контроля из-за снижения вехичины дефектного температурного контраста,связанно го с распространением тепла по металлу корпуса аппарата.

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

Длительность импульса подачи напр жения определяет то количество тепла выделяемого в полости сквозного деЛе та во внутреннем диэлектрическом покрытии, которое вследствие процесса теплопередачи через металлическую стенку создает на наружной поверхности локальный участок с повышенной температурой по сравнению с

д 5 n

5 д

с

5

0

0

5

тe mepaтypoй на поверхности аппарата в бездефектном месте.

Металлическая стенка аппарата обладает определенным термическим сопротивлением, а также высоким значением температуропроводности. Эти факторы оказывают влияние на величину дефектного температурного контраста, разности температур дефектного и бездефектного участков наружной поверхности аппарата. Увеличение термического сопротивления стенки аппарата и растекание локального пятна прогрева при увеличении толщины стенки аппарата при постоянном точечном источнике тепла уменьшает величину дефектного температурного контраста, необходимого для достоверного выявления дефектов.

Экспериментально установлено,что для выявления дефектов эмалевого покрытия с раскрытием не менее 0,01 мм при толщине металлической стенки аппарата 20-40 мм необходимо подавать напряжение 6-12 В в виде импульсов длительностью 2-3 мин. Более длительная подача напряжения приводит к снижению чувствительности контроля из-за снижения концентрации ионов в полости дефекта.Уменьшение длительности импульса в два раза меньше оптимальной также приводит к -снижению чувствительности контроля, пропуску дефектов с раскрытием менее 0,4 мм.

При уменьшении толщины металлической стенки аппарата целесообразно уменьшать длительность импульса подачи напряжения с целью сокращения времени контроля и побочных зффектов, связанных с локалышм нагревом корпуса аппарата, например деформацией стенки аппарата из-за температурных напряжений.,

Однако использование импульсов подачи напряжения дпительностью менее 55 с при толщине стенки аппарата 1 мм не позволяет выявлять дефекты эмалевого покрытия с раскрытием более 2 - 3 мм и более,

Повьш1ение чувствительности контроля, также требует реализации путей максимального выделения тепла в полости дефекта. Это возможно осуществить р путем использования высокого напряжения. Применение высокого напряжения в условиях эксплуатации аппаратов ограничено требованием электробезопасности процесса контроля.

Выбор напряжения 6-12 В для проведения контроля качества покрытия обусловлен не только электробезопасностью процесса, а также повышением чувствительности и достоверности контроля. Использование напряжения 6-12 В для разложения соли электролита, например NaCl, приводит к выделению на корпусе аппарата ионов соли Na и тепла.

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

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

Пример, В эмалированную трубу диаметром 25 мм, толщиной стенки 2,5 мм, длиной 6 м вставляют по осевой электрод - медную проволоку диаметром 2-3 мм, концы труб заглушены резиновыми пробками. Одна из про

1589180

бок снабжена воздушником и отверстием для заливки электролита, Залива- |от через отверстие электролит 1%-ный раствор NaCl, на электрод подают положительное напряжение 9 В, - трубу предварительно заземляют,Напряжение подают, импульсами длительностью 10-15 с с периодом 30-45 с в

течение 4 мин. Визуализацию теплово- го поля наружной поверхности -трубы проводят с помощью тепловизора. На теплограмме фиксируют места локального нагрева поверхности трубы, Вырезка мест локального нагрева трубы показала наличие сквозных дефектов в эмалевом покрытии трубы, определенных по предлагаемому способу.

Предлагаемый способ позволяет выявлять дефекты без 1}изуального доступа к внутренней полости изделий и тем самым расширить область применения способа за счет использования его для изделий, доступ к внутренним

полостям которых невозможен. Кроме того, повьшзается безопасность процесса контроля путем снижения злектро- напряжения, а также производительность контроля.

30

Формула изобретения

.Способ обнаружения локальных дефектов внутренних диэлектрических покрытий металлических аппаратов, включающий заполнение внутренней полости заземленного аппарата электро-, литом, погружение в него анода и подачу на него электрического напряжеQ ния с последующей регистрацией наличия и местоположения дефекта, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повьш1ения. безопасности,напряжение

5 на анод подают периодически с дпи- .тельностью импульса 5 - 300 с, временем между импульсами, превышающим длительность импульса в три раза, и величиной напряжения 6 - 12 В, а о

0 наличии и местоположения дефекта судят по результатам измерения температурного поля .нар5пкной поверхности аппарата.

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