Способ контроля динамики износа деталей

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИНАМИКИ ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ,заключающийся в активации контролируемого участка детали на глубину облучением ускоренными заряженными частицами под малым углом S к поверхности и сопоставлении уменьшения радиоактивности контролируемого участка dj с толщиной изношенного слоя X по предварительно полученной градуировочной кривой X ii(a,)sin9, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, в контролируемом участке путем повторной активации создают второй радионуклид , распределенньй по глубине, большей и, с известным профилем распределения х 12(Ог) и пределом определенияХг , В , в процессе испытаний или эксплуатации измеряют относительную убыль радиоактивности обоих нуклидов а, и QZ и определяют толщины изношенных слоев по формуле гС«1) , , . где а и а активности нуклидов при известной толщине.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

05 А (19) О 1) 4(5)) G 01 N 23/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР0НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2(с 2)

x- — k,(a,), 4,(а", ГОсудАРстВенный Комитет сссР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3488874/18-25 (22) 08. 09. 82 (46) 15.04.85 Бюл. к 14 (72) И.О.Констайтинов, Н.Н.Краснов, А.И.Леонов и В.В.Мыськов (53) 621.039(088.8). (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 184501, кл. G 01 N 3/56, 1965.

2. Постников В.И. Исследование и контроль износа машин методом поверхностной активации. М., Стройиздат. .1973, с.15.

3. Методы поверхностной активации в промышленности. М., Атомиздат, 1975, с. 39 (прототип). (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИНАМИКИ ИЗНОСАДЕТАЛЕЙ,заключающийся в активации контролируемого участка детали на глубину облучением ускоренными заряженными частицами под малым углом 8 к поверхности и сопоставлении уменьшения радиоактивности контролируемого участка и с толщиной изношенного слоя х по предварительно полученной градуировочной кривой Х = i (u>)sin8, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, в контролируемом участке путем повторной активации создают второй радионуклид, распределенный по глубине, большей 6, с известным профилем распределения x = 1 (0 ) и с пределом определения В <, в процессе испытаний мин или эксплуатации измеряют относительную убыль радиоактивности обоих нуклидов а и а и определяют толщины изношенных слоев по формуле где О, и Π— активности нуклидов

+ % при известной толщине, 1080605

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для контроля разрушения поверхности изделий, например, в результате износа или коррозии. 5

Известен способ контро:.я износа деталей машин и механизмоь, заключающийся в поверхностной активации изделий ускоренными заряженными частицами, измерении радиоактивности метки и по— 1О лучении абсолютных величин снятого слоя по предварительно полученной градуировочной кривой, характеризующей распределение радионуклида по глубине материала (1) .

Недостатком известного способа является низкая точность определения малых величин износа, что связано с трудностью получения малых глубин активации и с большей погрешностью гра-20 дуировочной кривой.

Известен способ контроля износа деталей, при реализации которого уменьшение глубины поверхностного радиоактивного слоя при известном про25 филе распределения радионуклида осуществляют уменьшением энергии бомбар( дирующих ионов (2) .

К недостаткам этого способа относятся малый выход радионуклидов при ЗО малой энергии облучения и, как следствие, длительное время активации.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ контро-З ля динамики износа деталей, заключающийся в активации на глубину 1, контролируемого участка детали ускоренными заряженными частицами под малым углом 9 к поверхности и сопоставле- 40 нии уменьшения радиоактивности контролируемого участка Q< с величиной снятого слоя Х по предварительно полученной градуировочной кривой1< =

=11(а<) Яхпб, характеризующей распреде-45 ление радиоактивности по глубине материала изделия P).

Основным недостатком этого способа является быстрое увеличение погрешности определения величины снято50 го слоя при уменьшении угла <1, обусловленной неточностью установки этого угла в устройствах с широкими апертурами и резиновыми вакуумными уплотнениями. Эта погрешность может

55 о составить 2-3.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что при контроле динамики износа деталей способом, заключающимся в активации контролируемого участка детали на глубину 8 ускоренными заряженными частицами под малым углом 9 к поверхности и сопоставлении уменьшения радиоактивности контролируемого участка Cl с толщиной изношенного слоя к по предварительно полученной градуировочной кривой

У = <(0<)Sin9,, в контролируемом участке путем повторной активации создают второй радионуклид, распределенный по глубине, большей <, с известным профилем распределения к =1 (0 ) и с пределом определения X>,<„„ . В процессе испытаний или эксплуатации измеряют относительную убыль радиоактивности обоих нуклидов а< и а и определяют толщины изношенных слоев по формуле т (< -< 1

Е « < (а), Е< (о<"„) где а, ° a à — активность нуклидов

Ф << при точно известной толщине.

На фиг. 1 приведены кривые распределения радионуклидов по глубине материала: 1- f,(at,), 2 -1 (а ), 3 — f, (р,)sin9; на фиг, 2 — схема активированного участка изделия I,(<<1) и f1 (а ) — известные профили распределения радионуклидов при облучении изделия по нормали -к поверхности (при 1<1=90 ).

Минимальная величина снятого слоя х ®„, определяемая вероятностью -не нйже заданной, например 0,67.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что неизвестный (или неточно известный) угол облучения 6, создающего активацию на малой глубине 1, определяют путем сравнения относительной активности двух радионуклидов при некоторой надежно определяемой величине снятого слоя X, В самом деле, одну

<< и ту же величину к можно определить по обеим радионуклидам с распределениями f.<,(а<)sin В и f>(а ) соответственно. Тогда Х, (а", )зхп6 С,(а ), откуда sin9=-4(а«» (z<<, где оба профиля с< 1 (а < ) и Е1 (at 5 известны с достаточно высокой точностью, а предел определе3 1080 ния снятого слоя по второму радионук— лиду X»„„< Р

Пример реализации способа °

Способ был применен для изучения начального этапа изнашивания, т.е. 5 приработки хромированного поршневого кольца автомобильного двигателя "KaIt . маз . для этого активироваяи на циклотроне стопку колец по всему периметру(т.е. в процессе ее вращения под пучком) в двух режимах: пучком протонов с энергией 7,1 МэВ при угле о падения Q - -6 и пучком pc — частиц с

О энергией 28 МэВ при угле падения 30.

В первом случае в поверхности образо- 11 вался радионуклид Мп с профилем

Х =1,(a,)sine=(57,8à +23,8 а ), во втором . Мп с профилем t (a ) sin 30 =

54 о

=(18,5а+28,2 а ) + Соответствующие кривие получены методом эталоннрова-20 ния, т.е. истирания идентично облученных хромированных образцбв. Глубины активации составляют 8 мкм по Мп

52 и 46,7 мкм по Мп. Предел определеИ

605 4

f1

% ния снятого слоя по Мп х 2 0,5 мкм.

Измерения интенсивности счета вйполняли по специальной программе дистанционно установленным сцинтилляционным детектором, связанным со спектрометром типа NP-424. Измерения проводили в двух "окнах" дискриминатора с матричной обработкой суммарного счета от обоих радионуклидов в одном as окон, Через 50 ч испытаний величина о» составила 0,51, а величина a =0,15, что по соответствующим кривым дает х", =31 мкм их", =2,8 мкм, откуда

sine= х /х", =0,09, т.е. 9 5,2. ..Зная

sine, можно восстановить всю кинетику процесса приработки.

Таким образом, предлагаемый способ расширяет возможности исследоваФ ния и контроля процессов разрушения поверхности изделий, что позволяет более точно оценивать эффективность мероприятий, направленных на повыше« ние надежности и долговечности машин, .механизмов и аппаратов.