Способ обработки изделий,содержащих поры и/или капилляры Советский патент 1982 года по МПК B05D1/18 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, СОДЕРЖАЩИХ ПОРЫ И/ИЛИ КАПИЛЛЯРЫ

I

Изобретение относится к процессам акусти ческой обработки различных изделий, содержащих поры и/или капилляры, и может быть использовано в электротехнической, текстильной, деревообрабатывающей, мащиностроительной, аваационной пррмьппленности, в производстве изделий из синтетических материалов и в других, отраслях промьшшеиности, где необходимо производить пропитку изделий, а также их капиллярную дефектоскопию.

Известен способ обработки изделий с порами и капш1лярами пропиткой их технологической жидкостью путем окунания изделия в емкость с технологической жидкостью. Для интенсификации зтого процесса применяют вакуумирование емкости, в которой производят пропитку или, напротив, создают в ней избыточное давление. Иногда применяют циклическую пропитку, сущность которой заключается в попеременном создании в емкости для пропитки вакуума и избыточного давления 1 .

Известный способ не обеспечивает высокого качества пропитки и характеризуется относительно низкой производительностью.

Известен способ обработки изделий, содержащих поры и/или капилляры, пропиткой их технологической жидкостью, при котором изделия подвергают акустическому воздействию 2. Эффективность процесса пропитки особенно повышается при контакте изделия с акустическим излучателем.

Этот способ позволяет значительно интенсифицировать процесс и улучшить качество пропитки. Однако вследствие кавитационных про10цессов, протекающих под воздействием акустических колебаний, в жидкости, заполняющей поры и капилляры изделия, образуются полости, в которые диффундируют газ, растворенный в жидкости, и эти газовьге пузырьки

ts ухудшают качество пропитки. В особенности зто явление отрицательно сказывается при пропитке изделий с плоскими капиллярами. Изделия с плоскими капиллярами имеют широкое распространение в промышленности,

20 например, больцшнство узлов электромеханических устройств, представляющих собой набор пластин электротехническою железа, являются системами с плоскими капилляра39Mis. Экспериментальные исследования, проведен ные на плоских капиллярах, которыми служи ло пространство между двумя прозрачными стеклами, отстоящими друг от друга на калиброва1шом расстоянии, показали, что при возбуждении в жидкости акустических колебаний, преимущественно при контакте канилляра с излучателем акустических колебаний, жидкость быстр)0 заполняет капилляр, причем внутри капилляра, в области его выхода. обращенного к источнику акустюшских колебаний, непрерывно образуются газовые пузырьки. Эти пузырьки поднимаются вверх по капилляру, где происходит их коалесценция и образуются более крупные пузырьк, занимающие значительные участки пространства внутри капилляра. Одновременно с процессом коалесценции мелких пузырьков происходит диспергирование крупных, от которых преимущественно на периферии, отделяются мелкие пузырьки и перемешаются внутрь капилляра, однако, пузьгрьки не исчезают, так как непрерывно подпитываются образующимися мелкими газовыми пузырьками. Крупные пузырьки занимают в капилляре довольно устойчивое положение того, что они локализуются у стенок капилляра, зачастую перекрывая все его сечение, при зтом граница раздела жидкость-газ становится меньше, чем при свободном плавании пузырьков в жидкости. При этих усло виях СИЛЫ поверхностного натяжения прочно удерживают его в зтом положении. Увеличение времени акустического воздействия не приводит к улучщению качества пропитки. Целью изобретения является повьнпение; качества пропитки изделий и интенсификащ1я процесса. Поставленная дель достигается тем, что в известном способе обработки изделий, содержащих поры и/или капилляры, пропиткой их технологической жидкостью при акустическом воздействии на изделия, пропитку проводят при избыточном давлении технологической жи кости, подавляющем развитие кавитации. При этом технологическая жидкость становится более прочной, и количество кавитационных пузырьков и их размеры в порах и капиллярах уменьщаются. При этом за счет совместного использования акустического воз действия и избыточного давления в жидкости обеспечивается совместный результат, проявляющийся в интенсификации процесса нропитки и повыщении ее качества. Этот резуль тат выще, чем при цоследовательном (в любой последовательности) использовании в качестве активизирующих процесс пропитки фак торов акустического воздействия и избыточно о давления. JTO обьяснясг1я ircuiMin.iM влияием лих факторов друг на друга. Взаимжю лияние проявляется в подавлении развития аразипюй кавитации как в жидкости, нахояп1ейся в емкости пропитки, так и в идкости, находящейся непосредственно в капиллярах. В результате не только исчезают пузырьки в порах и капиллярах, но и большее количество излучаемой акустической энергии затрачивается на создание звукокапиллярного эффекта. Кроме того, под избыточным авлением улучшаются условия распространения акустических волн в жидкости, что особенно важно при пропитке длиномерных изделий и изделий, имеющих сложную конфигурацию. Особенно процесс пропитки интенсифицируется, когда избыточное давление в жидкости выбирают из условия подавления в ней кавитации. Наличие кавитадаи в жидкости, степень ее развития и подавления контролируются методом эрозионных тестов, сущность которого заключается в том, что в технологическую жидкость, подвергаемую акустическому воздействию, помещают материал, имеющий низкую кавитационную прочность, например алюминиевую фольгу, и по степени ее разрушения судят о степени развития кавитации. При использовании избыточного давления, подавляющего кавитацию, кроме интенсификации процесса, повыщения его качества и снижения энергоемкости, достигается еще и расширение технологических возможностей способа за счет расширения номенклатуры пропитываемых изделий. Это расширение номенклатуры связано с возможностью акустической пропитки изделий, имеющих элементы, нестойкие к кавитационному воздействию, например лаковую изоляцию проводов моточных изделий. Кроме того, открывается возможность прогштывать изделия с меньшим раскрытием пор и капилляров. В процессах кагшллярной дефектоскопии это приводит к повышению чувствительности метода за счет проникновения пенетранта в более мелкие дефекты. I Пример 1. Проводят пропитку сердечников трансформаторов. Сердечники помещают в камеру на акустический излучатель и прижимают к нему усилием, соответствующим давлению 0,4 кгс/см. Избыточное давление в технологической жидкости составляет 34 кгс/см. Частота колебаний излучателя составляет 19,6 кГц, амплитуда колеба1ШЙ излучающей поверхности 4-5 мкм. Время акустической обработки составляет 1,5-1,8 мин. При повыщении давления до 10 кгс/см (при этом в технологической жидкости при данных условиях практически полностью подавляется развитие кавитации, отсутствие которой проверяют методом эрозионных тестов) время пропитки сокращается до 0,8-1,2 мин. После суижи сердечники были разобраны. Поверхность всех пластин была покрыта ровным слоем лака. При использовании базового акустического способа пропитку сердечников трансформаторов осуществляют в течение 10-15 мин, однако на пластинах наблюдаются участки, не покрытые лаком. Аналогичные результаты бы ли получены при пропитке в течение того же времени трансформаторов при давлении в жидкости (10 кгс/см), но без акустического воздействия. Попеременная пропитка сердечников трансформаторов по 5 мин под избыточным давле нием и под воздействием акустических колебаний в любой последовательности также пе дала 100%-ной пропитки. Пример 2. Проводят пропитку дефектов турбинных лопаток в процессе их капиллярной дефектоскопии. Турбинные лопатки помешают в камере на акустический излучатель и прижимают к нему усилием, соответствующим давлению порядка 1 кгс/см Частота колебаний излучателя составляет 19,6 кГц, амплитуда колебаний излучаюшей поверхности 4-5 мкм. Время акустической обработки при избыточном давлении 1012 кгс/см в пенетранте ЛЖ-6А - 10-15 с. После пропитки проводят операции устранения фона и контроля наличия дефектов в ультрафиолетовом свете. Эту же партию турбинных лопаток при всех прочих равных условиях, за исключением создания избыточного давления в каме ре, подвергают повторной дефектоскопии. Эту же партию турбинных лопаток при всех , протах условиях подвергают повторной дефектоскопии, но акустические колебания в этом случае не возбуждают. Результаты испытаний показали, что при использовании пропитки под давлением, но без воздействия акустических колебаний. 9 6 выявилось на 45% дефектов меньше, чем при использовании предложенного способа, а при использовании способа пропитки с воздействием акустических колебаний, но без избыточного давления, выявилось на 28% меньше дефектов, чем при использовании предложенного способа. Это свидетельствует о повышении чувствительности метода капиллярной дефектоскопии при проведении пропитки дефектов согласно предложенному способу вследствие дополнительного проявления дефекJOB с меньшим раскрытием, Использование предлагаемого способа по сравнению с известными обеспечит получение следующих преимуществ: а) улучшение качества пропитки; б) повышение производительности акустического оборудования для пропитки за счет интенсификации процесса; в) снижение энергоемкости процесса за счет более полного использования акустической энергии; г) расширение технологических возможностей процесса пропитки за счет расширения номенклатуры обрабатываемых изделий и возможности пропитки более тонкой капиллярной структуры; д) повьпиение чувствительности метода капиллярной дефектоскопии при использовании способа на операции пропитки дефектов. Формула изобретения Способ обработки изделий, содержащих поры и/или капилляры, пропиткой их технологической жидкостью при акустическом воздействии на изделия, отличающийс я тем, что, с целью повышения качества пропитки и интенсификации процесса, пропитку проводят при избыточном давлении технологической жидкости, подавляющем развитие кавитации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Лубяницкий Г. Д. Ультразвуковая пропитка, - В кн. Технология и аппаратура для промышленного применения ультразвука, ЛЦНТИ, 1970, с. 49-56. 2.Авторское сйидетельство СССР № 152477, уСЛ. В 22 F 3/26, 1961 (прототип).