Способ закрепления датчика на детали Советский патент 1992 года по МПК G01B7/18 

Изобретение относится к средствам измерения деформации поверхности металлических изделий и может быть использовано, например, при контроле поверхности корпусов аппаратов химических производств.

Известен способ закрепления датчиков деформации (тензодатчиков) на поверхности детали с помощью связующего, представляющего собой смесь из жидкого стекла и цемента, обладающую хорошей адгезией к различным материалам и устойчивую к воздействию повышенных температур и влаги.

Однако адгезия указанного связующего к металлам, имеющим оксидные пленки (например, титан, алюминий), недостаточно

высока, что делает .датчики практически неработоспособными.

Известен способ закрепления тензодатчиков на детали, обеспечивающий повышенную надежность в условиях повышенной влажности и температуры, заключающийся в том, что тензодатчик закрепляют на детали, накладывают на него фторопластовую ленту, затем наносят слоями битумную мастику, чередуя со слоями стеклоленты, герметизируют тензодатчик металлическим колпачком, затем деталь нагревают до температуры, обеспечивающей адгезию к ней битумной мастики.

Данный способ позволяет защитить тензодатчик от влаги, но не обеспечивает его защиту от агрессивной среды, ввиду разV| V|

О О 00

ю

рушения металлического колпачка и мастики и надежное закрепление датчика на поверхности металлического изделия, имеющего оксидные пленки.

Целью изобретения является повыше- ние надежности эксплуатации датчика в условиях воздействия агрессивной среды путем обеспечения прочной адгезии связующего слоя с поверхностью детали и надеж- ной защиты датчика от коррозионной среды.

Поставленная цель достигается тем, что в способе закрепления датчика на детали, заключающемся в том, что на поверхность детали наносят связующий слой, наклеива- ют на него датчик, на который затем наносят защитный слой, и подвергают деталь с датчиком термообработке, в качестве связующего и защитного слоев используют смесь жидкого стекла и цемента, взятых всоотно- шении 2:1, связующий слой при нанесении на деталь подвергают электролизу, после нанесения защитного слоя деталь с датчиком выдерживают 10 сут при 20± 2°С, а термообработку производят в течение 3 ч при190±10°С.

Нанесение связующего слоя с использованием электролиза обеспечивает качественное соединение его с металлом детали за счет образования совместных окислов соединяемых материалов. Так, на тщательно очищенной от окислов поверхности детали из титана при электролизе связующего состава образуются окислы титана и кремния ТЮа + SI02 в виде тонкой, золотистого цвета пленки, прочно скрепленной с поверхностью титана. Поскольку пленка содержит окись кремния SIO2, являющуюся основой жидкого стекла МааЗЮз, на ней прочно закрепляются связующий, а затем и защитный слой, состоящий из жидкого стекла и цемента.

Способ закрепления датчика на детали, в частности, изготовленной из титана, осуществляют следующим образом. На очи- щенную поверхность детали наносят, например, кисточкой смесь, приготовленную из двух частей жидкого стекла NaaSiOa и одной части цемента, при этом наносимый слой одновременно подвергают электроли- зу, соединив для этого деталь с анодом (+) источника постоянного тока 9-Ю В, а кисточку - с катодом (-) источника.

Электролиз проводят в течение 1 мин при перемещении кисточки по рабочей по- верхности до появления на поверхности детали прочной, золотистого цвета пленки, содержащей окись титана ПО и окись кремния SI02.

При электролизе происходит следующий процесс:

Разделение ионов у электродов

на кисточке на детали (катоде) (аноде) Жидкое

стекло Ыа2810з - 2Na+ + 8Юз .Са(ОН)2 Са + 20Н Цемент

SI(OH)4 - SI + 40H Реакция на детали (аноде): Т1+ +510з + 8Ю2 TI +20Н + Н20 2ТГ+40Н + 2Н20 Реакция на кисточке (катоде):

2Na+ + 2H20 - 2NaOH + H2

Са+ + 2Н20 - Са(ОН)2 + Н2

JL

SI+ + 4H20 (OH)4-i-2H2

На застывший связующий слой наносят смесь того же состава, укладывают и слегка вдавливают датчик. На застывший слой и датчик наносят защитный слой из той же смеси, после чего деталь с датчиком выдерживают 10 сут при 20± 2°С и затем подвер- гают термообработке при рабочей температуре, но не более 190± 10°С, с выдержкой в течение 3 ч. Нагрев и охлаждение при термообработке осуществляют со скоростью не более 20°С/ч.

При термообработке из соединений NaOH, Ca(OH)2 и 51(ОН)4Образуюгся нерастворимые и термоустойчивые соединения типа Na20 -SI02. способствующие прочной адгезии покрытия в целом. Вода, необходимая для схватывания цемента, содержится в достаточном количестве в стандартном силикатном клее (жидком стекле), взятом в указанном соотношении с цементом.

Проверка предлагаемого способа закрепления датчиков на образцах из титана в лабораторных условиях показала его высокую надежность. Датчики, смонтированные и обработанные указанным способом, были выдержаны в течение 50 сут в 1 % растворе серной кислоты, при этом никаких изменений не претерпели.

Указанным способом могут быть закреплены как тензодатчики, так и датчики другого назначения, например, для фиксации трещин, вибродатчики.

Данный способ закрепления датчика целесообразно использовать для изделий, изготовленных из титана, так как при электролизе связующего слоя, как показали исследования, образуется тонкая прочная

связующая пленка, содержащая окись титана ТЮ и окись кремния SI02.

Формула изобретения Способ закрепления датчика на детали, заключающийся в том, что на поверхность детали наносят связующий слой, наклеивают на него датчик, на который затем наносят защитный слой, и подвергают деталь с датчиком термообработке, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности

эксплуатации датчика в условиях воздействия агрессивной среды, в качестве связующего и защитного слоев используют смесь жидкого стекла и цемента, взятых в соотношении 2:1, связующий слой при нанесении на деталь подвергают электролизу, после нанесения защитного слоя деталь с датчиком выдерживают 10 сут при 20± 2°С, а термообработку производят в течение 3 ч

при 190± 10°С.

Изобретение относится к средствам закрепления датчиков деформации на изделиях, изготовленных из титана. Целью изобретения является повышение надежности эксплуатации датчика в условиях воздействия агрессивной среды. Способ закрепления датчика на детали включает нанесение связующего состава на поверхность детали, наклеивание на этот слой датчика, покрытие датчика защитным слоем и проведение термообработки детали с датчиком, при этом в качестве связующего и защитного составов используют смесь жидкого стекла и цемента, взятых в соотношении 2:1, а в процессе нанесения связующего состава на деталь его подвергают электролизу. После нанесения защитного слоя деталь с датчиком выдерживают 10 сут при 20± 2°С, а термообработку производят в течение 3 ч при 190± 10°С. ё