СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1995 года по МПК G01N23/18 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля расслоений многослойных материалов собранных изделий и может быть преимущественно использовано при испытаниях на ударную стойкость и контроле изделий при эксплуатационных повреждениях.

Известен капиллярный метод контроля, основанный на явлении капиллярного проникания индикаторных жидкостей (пенетрантов) в плотности поверхностных и сквозных несплошностей (трещин) материалов и регистрации образующихся индикаторных следов визуальным способом при воздействии на них ультрафиолетовым светом.

Недостатком этого метода является то, что он позволяет выявить только дефекты (трещины, расслоения), выходящие на поверхность. Контролировать внутренние (подповерхностные) расслоения материалов с его помощью нельзя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения размера дефектов материалов, заключающийся в том, что в объект вводят контрастирующее вещество, определяют геометрический контур распределения контрастирующего вещества на поверхности с помощью флуоресцентного анализатора по крайней мере на один из элементов контрастирующего вещества, отличный от элементов, входящих в состав объекта путем рентгеноспектрального микроанализа.

Недостатком способа является то, что он требует разрушения образца или детали, что недопустимо при неразрушающем контроле, проводимом с целью определения пригодности собранного изделия к дальнейшей эксплуатации. Еще одним недостатком является низкая производительность контроля. Кроме того, необходима сложная и дорогостоящая аппаратура для проведения рентгеноспектрального микроанализа.

Целью изобретения является обеспечение контроля расслоения многослойных конструкций при одностороннем доступе к контролируемому участку и повышение производительности контроля.

Цель достигается тем, что в объект вводится концентрированный спиртовой или водный раствор иодида бария и после его капиллярного проникновения в расслоение он подвергается облучению рентгеновским или γ -излучением с энергией не менее 37. 44 кэВ с доступной стороны, которое вызывает радиофлуоресценцию (характеристическое излучение) атомов иода и бария, входящих в состав пенетранта.

Так как атомные номера бария (Z 56) и иода (Z 53) близки, то их спектральные линии характеристического излучения близко расположены. С помощью сцинтиляционного детектора с фотоэлектронным умножителем, расположенного вблизи облучаемого участка и настроенного на прием спектральных линий Ba и I, регистрируется вторичное излучение пенетранта.

Расслоенный участок определяется по разности показаний счетчика до введения пенетранта и после его введения в расслоение. Применение растворов иодида бария обусловлено сочетанием полезных свойств: высокой растворимостью иодида бария в воде и спирте, обеспечивающей большую концентрацию тяжелых элементов в растворе: высокой капиллярной проникающей способностью таких растворов за счет хорошей смачиваемости контролируемых материалов (металлы, стекло- и углепластики): большой энергией характеристического излучения Ba и I как вещества с относительно большими атомными номерами, обеспечивающей высокую проникающую способность этого излучения через материал оболочки над расслоением.

Последовательность операций при применении предлагаемого изобретения.

До введения пенетранта последовательное облучение отдельных точек зоны предполагаемого повреждения и прилегающих участков ионизирующим излучением (рентгеновским или γ -излучением от радиоактивного источника) с энергией не менее 37,44 кэВ и регистрация показаний счетчика (измерение рассеянного излучения изделия).

Обильное нанесение радиофлуоресцентного пенетранта на торцы пробоины выдержка до его полного проникания в расслоения: при контроле расслоений под несквозными повреждениями вводится операция предварительного сверления места повреждения на глубину, превышающую расстояние до ожидаемого расслоения, а при контроле нераскрытых расслоений, например, в зоне напряжений сжатия ввод пенетранта выполняется при изгибе или нагреве (охлаждении) конструкций.

Измерение флуоресцентного излучения объекта контроля в тех же точках и определение границы расслоения по изменению показаний счетчика относительно фона изделия.

Измерение площади расслоения по контурам определенных границ расслоения.

В способе проявляется новое свойство возможность неразрушающего контроля площади расслоения многочисленных конструкций независимо от толщины металлической подложки при одностороннем доступе к месту повреждения.

Использование: неразрушающий контроль расслоений многослойных материалов, собранных изделий, например, при их испытаниях на ударную стойкость и контроле изделий при эксплуатационных повреждениях. Сущность изобретения: в контролируемый объект вводят пенстракт в виде раствора иодида бария. Перед и после введения вещества объект облучают рентгеновским или гамма-излучением с энергией более 37, 44 кэВ. Получают разностное распределение потока вторичного излучения, возникающего под действием облучения. По разностному распределению судят о конфигурации и размерах дефекта. 2 з. п. ф-лы.

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ МАТЕРИАЛОВ, включающий введение в контролируемый объект контрастирующего вещества, облучение объекта гамма- или рентгеновским излучением, регистрацию пространственного распределения вторичного излучения, возбуждаемого при облучении объекта гамма- или рентгеновским излучением, отличающийся тем, что, с целью обеспечения контроля расслоения многослойных конструкций при одностороннем доступе к контролируемому участку и повышения производительности контроля, в качестве контрастирующего вещества используют раствор иодида бария, облучение объекта проводят излучением с энергией не менее 37, 44 кэВ, а границы расслоения определяют по разности распределений вторичного излучения до и после введения в объект метящего вещества. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве контрастирующего вещества используют 60-67%-ный водный раствор иодида бария. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве контрастирующего вещества используют 40-44%-ный спиртовой раствор иодида бария.