Способ изготовления проницаемого элемента Советский патент 1992 года по МПК G01M3/02 

Изобретение относится к технологии изготовления проницаемых элементов, предназначенных для имитации сквозных дефектов конструкций из активных металлов и сплавов. Такие элементы могут быть использованы в заводских лабораториях и научно-исследовательских учреждениях при разработке технологических процессов контроля герметичности изделий, изготовленных из таких конструкционных материалов, а также при исследовании факторов, влияющих на качество контроля.

Наиболее часто в качестве проницаемых элементов-имитаторов используют оптически прозрачные капил/яры, химически инертные по отношению к заполняющим их средам, которые изготавливают вытяжкой стеклянных трубок в процессе их разогрева.

Такой подход допустим при моделировании поведения технологических сред или дефектоскопических материалов в микроканалах сквозных дефектов, когда взаимодействием между этими материалами и стенками каналов можно пренебречь, то есть в случаях химической инертности реальных конструкционных материалов по отношению к технологическим средам и дефектоскопическим материалам.

Однако в рамках такой модели не представляется возможным предсказать особенности поведения веществ в каналах дефектов из активных металлов и сплавов, способных участвовать во взаимодействиях. Поэтому задача создания проницаемых элементов-имитаторов сквозных дефектов в изделиях, изготовленных из активных конVIVI

ГО

о

4 СО

струкционных материалов, весьма актуальна.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту способ изготовления проницаемых элементов, который включает нагрев заготовки со сквозным цилиндрическим отверстием и осаждение на стенки отверстия слоя металла при продувке отверстия газом. В качестве источника металла используют ме- таллоорганическое соединение, разлагающееся при нагреве.

Полученные таким образом проницаемые элементы могут быть использованы ис- ключительно для имитации сквозных дефектов конструкций из чистых металлов, что существенно сокращает технологические ВОЗМОЖНОСТИ.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения использования в качестве металла конструкционных сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления проницаемого элемента, заключающемся в том, что нагревают заготовку с цилиндрическим отверстием и осаждают на стенки отверстия слой металла, продувая это отверстие газом, согласно изобретению, используют заготовку в виде трубки из тугоплавкого стекла, а осаждение металла на стенках отверстия осуществляют путем введения в отверстие стержня из конструкционного сплава и нагрева заготовки до температуры плавления сплава, продувку отверстия осуществляют импульс- но инертным по отношению к сплаву газом до растекания расплава по стенкам отверстия, и после растекания расплава нагревают металлизированный участок заготовки до температуры перехода стекла в пластичное состояние, прекращают продувку и оттягивают металлизированный участок трубки до достижения заданной пропускной способное™ элемента.

Дополнительные отличия заключаются в том, что перед введением стержня в отверстие заготовки отверстие продувают сухим инертным газом, а также в том, что используют стержень цилиндрической или полуцилиндрической формы.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Изготовление проницаемых элементов- имитаторов сквозных дефектов, полностью металлизированных изнутри алюминиевым сплавом АМг 6, осуществляется следующим образом.

Исходными материалами для получения таких проницаемых элементов могут служить отрезки трубок из тугоплавкого стекла

марки П-15(пирекс)с внутренним диаметром, например 3 мм, толщиной стенки 0,5 мм и длиной 50 мм, а также листовые образцы сплава марки АМгб толщиной, например

5 мм. Внутреннюю поверхность трубок предварительно обезжиривают промывкой в ацетоне. Листы сплава разрезают на полоски длиной 15-20 мм и шириной около 5 мм, из которых путем механической обработки

0 изготавливают цилиндры длиной около 5 мм и диаметром около 2,8 мм.

Цилиндрический образец сплава размещают в средней части отрезка стеклянной трубки. При слабой продувке полости арго5 ном нагревают эту часть трубки в пламени газовой горелки до начала плавления сплава (около 450 С). На время плавления сплава подачу газа прекращают, а по окончании процесса, когда уменьшающимся в объеме

0 расплавом лерекроется канал стеклянной трубки, импульсно возобновляют продувку канала трубки аргоном. При этом внутренняя поверхность стеклянной трубки в направлении продувки полностью

5 покрывается тонким слоем сплава АМг 6. Непрерывно продувая полость трубки аргоном, нагревают ее металлизированный участок до температуры перехода стекла в пластичное состояние (примерно ),

0 после чего подачу газа прекращают, выводят трубку из зоны нагрева и резко оттягивают расплавленный участок трубки со слоем сплава до получения капилляра необходимых размеров. В результате получают

5 длинный стеклянный капилляр, металлизированный изнутри слоем сплава в виде полого цилиндра, плотно прилегающего к стенке стеклянного капилляра.

Полученный металлизированный капил0 ляр разрезают на отрезки необходимой дяи- ны (как правило, равной толщине конкретного изделия - объекта контроля на герметичность), каждый из которых калибруют каким-либо известным методом. После

5 этого проницаемые элементы используют в качестве имитаторов сквозных дефектов при разработке технологических процессов контроля герметичности сварных конструкций из алюминиевого сплава марки АМгб.

0 Изготовление проницаемых элементов- имитаторов сквозных дефектов, частично металлизированных изнутри алюминиевым сплавом АМгЗ, осуществляется следующим образом.

5 Исходными материалами для получения таких проницаемых элементов могут служить отрезки трубок из стекла марки ДГ-2 тех же геометрических размеров и листовые образцы сплава марки АМгЗ (температура плавления такая же) такой же толщины. Отличие в подготовке образца сплава состоит в том, что механической обработкой полосок сплава получают полуцилиндры диаметром около 2,8 мм.

Полость стеклянной трубки продувают сухим инертным газом, например аргоном, после чего полуцилиндрический образец сплава размещают в средней части трубки и по вышеописанной методике металлизируют стенку канала трубки сплавом АМг 3.

Использование исходной формы сплава в виде полуцилиндра способствует тому, что в расплавленном состоянии сплав лишь частично перекрывает канал стеклянной трубки. Поэтому при импульсной продувке инертным газом полость трубки металлизируется исключительно в нижней части (при горизонтальном расположении стеклянной трубки). Такая форма слоя сплава (в виде полого полуцилиндра) сохраняется как при нагреве металлизированного участка трубки до температуры перехода стекла в пластичное состояние (примерно 635°С). так и при оттягивании расплав- -иного участка трубки.

После разделения на отрезки необходимой длины и калибровки каждого из отрезков, полученные проницаемые элементы-имитаторы сквозных дефектов с частично металлизированной сплавом АМгЗ внутренней поверхностью используют для спектральных исследований кинетики и механизма взаимодействия стенок дефектов с дефектоскопическими материалами при разработке технологических процессов кон- троля герметичности сварных конструкций из сплава АМг 3.

8 зависимости от марки конструкционных металлов или сплавов, из которых изготовлены объекты контроля на герметичность, проницаемые элементы для отработки технологических процессов контроля могут быть также выполнены из различных алюминиевых, алюмомагниевых, магниевых и им подобных легких металлов или сплавов. В каждом конкретном случае материал стеклянной трубки-заготовки подбирают таким образом, чтобы температура перехода стекла в пластичное состояние бы

ла большей температуры плавления выбранного металла или сплава.

Таким образом, предлагаемый способ изготовления проницаемых элементов позволяет получать элементы-имитаторы сквозных дефектов из реальных конструкционных металлов и сплавов. Использование же таких проницаемых элементов способствует разработке эффективных технологических процессов подготовки конструкций к испытаниям на герметичность и процессов контроля герметичности конструкций.

Формула изобретения

1.Способ изготовления проницаемого элемента, заключающийся в том. что нагревают заготовку с цилиндрическим отверстием и осаждают на стенки отверстия слой металла, продувая это отверстие газом, о т- личающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения использования в качестве металла конструкционных сплавов, используют заготовку в виде трубки из тугоплавкого стекла, а осаждение металла на стенках отверстия осуществляют путем введения в отверстие стержня из конструкционного сплава и нагрева заготовки до температуры плавления сплава, продувку отверстия осуществляют импульс но инертным по отношению к сплаву газом до растекания расплава по стенкам отверстия, и после растекания расплава нагревают металлизированный участок заготовки до температуры перехода стекла в пластичное состояние, прекращают продувку и оттягивают металлизированный участок трубки до достижения заданной пропускной способности элемента.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что перед введением стержня в отверстие заготовки отверстие продувают сухим инертным газом.

3.Способ поп.1,отличающийся тем, что используют стержень цилиндрической формы.

4.Способ по п. 1,отличающийся тем, что используют стержень полуцилиндрической формы.

Изобретение относится к испытаниям на герметичность и может быть использовано для контроля суммарной негерметичности изделий, заполненных контрольными жидкостями, в том числе труднолетучими. Цель изобретения - повышение чувствительности и сокращение расхода технологической жидкости. Изделие заполняют контрольной жидкостью, создают вокруг него объем накопления, который заполняют технологической жидкостью, в качестве которой используют жидкость с температурой кипения ниже, чем у контрольной жидкости. Повышают давление в изделии, нагревают технологическую жидкость до температуры, превышающей температуру кипения, а температуру изделия поддерживают ниже температуры конденсации технологической жидкости, после выдержки пары технологической жидкости вместе с проникшими через микродефекты парами контрольной жидкости конденсируют, определяют количество контрольной жидкости в растворе и судят о герметичности изделия. 3 з.п.ф-лы. (Л С