Импульсного дефектоскопа

Электроэрозионные методы обработки основаны на законах эрозии (разрушения) электродов из токопроводящих материалов при пропускании между ними импульсного электрического тока. К этим методам относят электроискровую, электроимпульсную, высокочастотные электроискровую и электроимпульсную и электроконтактную обработку.

На особые возможности электрофизики, где еще не были затронуты глубокой научной проработкой процессы, связанные с проявлением сильных электрических полей и их взаимодействием с веществом, с электроразрядными процессами в различных средах, включая взаимодействие плазменного канала с твердым телом, указывал академик В.И.Попков. Различные виды электротехнологии внедряются в самые различные отрасли промышленности, что приводит к повышению производительности труда, снижению себестоимости затрат, повышению общей культуры производства. Многим критериям эффективного способа разрушения горных пород и руд отвечает электроимпульсный способ, использующий для разрушения твердых диэлектрических и полупроводящих материалов энергию импульсного электрического разряда при их непосредственном электрическом пробое. Идея способа была высказана еще в конце 1940-х годов профессором АА.Воробьевым. Он предложил производить разрушение горных пород и руд за счет их электрического пробоя с использованием импульсного высокого напряжения от емкостного накопителя энергии III. Исследования И.И.Каляцкого (1953 г., диссертация, г.Томск, Томский политехнический институт) реально подтвердили возможность отбойки углей электрическим пробоем с использованием генераторов импульсного напряжения типа Аркадьева-Маркса. Принципиально важные положения физического принципа способа в усовершенствованном варианте, названным электроимпульсным способом /2/, были обоснованы проф. ГА.Воробьевым (1963 г., диссертация, г.Томск, Томский политехнический институт) и впервые экспериментально подтверждены А.Т.Чепиковым (1962 г., диссертация, г. Томск, Томский политехнический институт). Положенный в основу способа эффект внедрения разряда в твердое тело на импульсном высоком напряжении, обоснованный и экспериментально подтвержденный АА.Воробьевым, ГА.Воробьевым и А.Т.Чепиковым, в 1999 г. зарегистрирован как научное открытие "Закономерность пробоя твердого диэлектрика на границе раздела с жидким диэлектриком при действии импульсов напряжения" с приоритетом от 14 декабря 1961 г. Электроимпульсный способ может быть реализуем в непрерывном технологическом процессе разрушения массива горной породы или потока кусков руды. На его основе разработаны эффективные технологии для бурения скважин, проходки щелей в массиве, резания крупных блоков и обработки поверхностного слоя массива или отдельного блока, для дезинтеграции материалов и других

Анализ приведенных выше решений показывает, что внутри неоднородного диэлектрика при приложении равномерного импульсного электрического поля в областях расположения неоднородностей имеют место повышенные напряженности. Траектория канала разряда в таких гетерогенных системах должна ориентироваться на области максимальных напряженностей поля и иметь избирательный характер.

Представляла интерес оценка масштаба изменения вещества в зоне температурного воздействия импульсного электрического разряда на твердую минеральную фазу /132/. С этой целью рассматривалась задача о глубине проникновения в твердую фазу изотермы, равной температуре, при которой в интересующих нас минералах возможны фазовые превращения. Здесь применимы решения расчета поля температур при решении подобной задачи о температурных напряжениях вблизи канала разряда /133/. Поле температур в области г > го может быть представлено в виде:

При проведении исследований по воздействию импульсных электрических разрядов на фазовое состояние минералов /129/ особый интерес вызывал сподумен, «-^-переход в котором мог существенным образом повлиять на технологию его переработки. Использование литиевых соединений, получаемых по многостадийной технологии, а также фторагентов на основе флюоритовых концентратов снижает возможности обеспечить производство фтористых соединений лития, удовлетворяющие по масштабам и себестоимости продукции потребности алюминиевой промышленности. Разработанные в Институте химии редких элементов Кольского филиала АН СССР методы переработки литиевого сырья с использованием дешевых фторирующих агентов - кремнефтористой кислоты и фтористых соединений аммония, являющихся попутными продуктами фосфатных производств, открывали возможность широкого использования литиевых продуктов и организации крупнотоннажного производства. Сдерживающим фактором для этого являлось необходимость разработки надежной аппаратуры и арматуры высокого давления, коррозионных материалов. Снижение параметров автоклавной фторидной технологии (например, температуры до 80-150°С) позволяло бы рекомендовать методы для полупромышленной проверки. Как уже было отмечено выше, фазовые превращения в силикатах под воздействием импульсного электрического разряда оказались крайне незначительными. Кристаллооптический анализ продукта электроимпульсной дезинтеграции даже в классе - 10 мкм, выделенном седиментационным анализом из класса -0.05 мм, достоверно не обнаружил наличие «-/^-перехода сподумена.

24. Шилин П.Е. Экспериментальное исследование канальной стадии импульсного электрического пробоя твердых диэлектриков: Дис. ... канд. техн. наук. - Караганда, 1978. -164 с.

126. Тонконогов М.П., Ким С.В., Бектыбаев Ш.Б. Особенности импульсного электрического пробоя суспензий // Электронная обработка материалов, 1975. - № 2. - С.41-43.

Электроискровая обработка металлов основана на разрушении их действием импульсного электрического разряда, возникающего при прохождении элек трического тока через диэлектрик. Нарушение электрической прочности диэлектрика проходящим через него током называют пробоем.

Основной характеристикой импульсного электрического разряда является кратковременность его существования и нестационарный характер.

Электро упрочнение. Весьма высокая температура, разбивающаяся в поверхностном слое металла при возникновении импульсного электрического разряда, и сопутствующее ей химическое действие среды создают на поверхности черных металлов и сплавов слой особого строения (белый слой), обладающий высокой твердостью и износостойкостью.

12. Электроискровое шлифование: удаление материала с поверхности шлифуемого изделия происходит в результате действия импульсного электрического разряда, создаваемого между движущимся электродом — «шлифовальником» и поверхностью изделия, включенного ано-

Рис. 2.1. Структурная схема импульсного дефектоскопа:

Ряс, 61, Схема зеркально-теневого импульсного дефектоскопа;

На рис. 17,а и б показаны блок-схемы импульсного дефектоскопа с одним и двумя щупами.

Рис. 17. Блок-схема импульсного дефектоскопа:

26.Городков В. Е., Рахимов В. Ф., Ермолов И. Н. О влиянии боковой поверхности изделия на акустический тракт импульсного дефектоскопа//Де-фектоскопия. 1983. № 3. С. 7—16.

Сущность работы ультразвукового импульсного дефектоскопа заключается в следующем: УЗК получают с помощью вибратора, возбуждаемого от специального импульсного генератора, вырабатывающего кратковременные импульсы переменного напряжения высокой частоты. 20* 307

Если при выявлении дефектов или измерении толщин исключить эту часть спектра, то метод счета импульсов окажется более чувствительным. Поэтому схема счетно-импульсного дефектоскопа была собрана из тех же элементов, что и сцинтилляционный спектрометр, за исключением амплитудного анализатора, который был заменен дискриминатором импульсов. Порог дискриминатора устанавливался таким образом, чтобы исключить импульсы, соответствующие мягкому рассеянному излучению и шумам фотоэлектронного умножителя.

Аппаратура и образцы. УЗ-контроль рельсов выполняется с помощью импульсного дефектоскопа с ПЭП или ЭМА-преобразователями. Универсальные дефектоскопы для этой цели употребляют редко. Обычно контроль рельсов в пути ведут специализированными дефектоскопами, приспособленными для выполнения ряда стандартных операций. Это смонтированные на специальной тележке двух-ниточные дефектоскопы типа "Рельс-5", "Поиск-2", "Поиск-10Э"; однониточные дефектоскопы типа "Рельс-4", "УРДО-3". Для контроля сварных соединений рельсов применяют дефектоскопы "Рельс-6". Весьма совершенным средством ручного контроля рельсов является многоканальный двухниточный дефектоскоп типа "Авикон-01" (рис. 3.86).

Структурная схема импульсного толщиномера в общем подобна схеме импульсного дефектоскопа (см. рис. 2.2). Однако она содержит некоторые особенности, имеющие целью повышение точности.

10.2. Основные узлы эхо-импульсного дефектоскопа....... 199

ЭХО-ИМПУЛЬСНОГО ДЕФЕКТОСКОПА 10.1. ОСНОВЫ