Устройство для неразрушающего контроля микроструктуры металла

(51)7 02 21/36, 02 21/00 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(76) Артамонов Вадим Владимирович Артамонов Владимир Павлович(56) Савкив С.В. и др. Неразрушающие методы контроля металлов на тепловых электростанциях. М. Энергия, 1974, с. 43(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МИКРОСТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА микроструктуры, например, металла паропроводов тепловых электростанций с целью последующей оценки остаточной долговечности паропроводов и иного оборудования. Для контроля микроструктуры металла фотографированием, выполненного непосредственно на оборудовании, предложено осветительную систему переносного металлографического микроскопа дополнить фотовспышкой. Достигаемый технический результат изобретения - повышение надежности и расширение области применения.(определению) микроструктуры, например металла паропроводов тепловых электростанций с целю последующей оценки остаточной долговечности (остаточного ресурса) паропроводов или иного оборудования. Известен способ неразрушающего контроля (определения) микроструктуры металла непосредственно на оборудовании, заключающийся в снятии оттиска (реплики) со шлифа исследуемой поверхности изделия, что позволяет затем в лабораторных условиях проводить металлографический анализ. Наиболее удобным материалом для получения оттисков(реплик) считают полистирол, который применяют в виде квадратных пластин или кубиков со стороной 15 мм. После приготовления шлифа по общеизвестной методике на контактную поверхность кисточкой наносят растворитель бензол или дихлорэтан и выдерживают 3-5 сек. При этом поверхностный слой полистирола размягчается и набухает. Пластинку или кубик размягченной поверхностью кладут на шлиф и прижимают на 5-10 сек. видоизмененным прессом от прибора ПМТ-3 или рукой, после чего оставляют на 1,5-2 час, в течение которых полистирол затвердевает. После этого пластинку или кубик отделяют от шлифа. Исследование микроструктуры на полученном оттиске проводят в стационарных условиях, т.е. в металлографической лаборатории на оптическом микроскопе (Кан Д.Э. Рекомендации по контролю микроструктуры методом оттисков. М. СЦНТИ ОРГРЭС, 1969, с. 5-7). Метод исследования микроструктуры при помощи оттисков или реплик является косвенным и имеет ряд недостатков. Воспроизведенный оттиском рельеф исследуемой поверхности шлифа имеет меньшую разрешающую способность, чем исследуемый металлический оригинал. Полистироловый отпечаток при оптико-визуальном исследовании менее резок и контрастен, чем шлиф-оригинал, обладает худшими светоотражающими свойствами. Контактная поверхность отпечатка отображает микроструктуру металла лишь на некоторой части своей поверхности. Часть контактной поверхности сохраняет микроструктуру полистирола, причем при ферритокарбидной структуре металла последняя имеет сходство со структурой полистирола, что увеличивает вероятность ошибок. Недостаток известного способа, таким образом, заключается в его недостаточной надежности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ оптико-визуального контроля микроструктуры металла непосредственно на оборудовании. На выбранном участке оборудования, например паропровода, подготавливают шлиф по общеизвестной методике, состоящей в шлифовании, полировании и травлении. Микроструктуру на шлифе изучают и регистрируют(фотографируют) при помощи переносного микроскопа ММУ-3 с микрофотонасадкой МФН-7 (Савкив 2 С.В. и др. Неразрушающие методы контроля металла на тепловых электростанциях. М. Энергия, 1974,с. 43). Осветительный элемент микроскопа ММУ-3 состоит из трансформатора и лампы накаливания мощностью 20 Ватт при номинальном напряжении 8 Вольт. Свет лампы направляется на отражательную пластинку, далее проходит через объектив и освещает исследуемый объект. Штатная лампа накаливания обеспечивает освещенность, достаточную для визуального изучения микроструктуры, но малую для фотографирования микрофотонасадкой МНФ-7 или подобной ей. Для фотопленки нормальной чувствительности выдержка составляет 3-4 сек. и более. Неразрушающий контроль микроструктуры проводят непосредственно на оборудовании тепловых электростанций, в частности на паропроводе во время капитального ремонта котла. Однако другие котлы и обеспечивающее их работу оборудование электростанции в это время находятся в эксплуатации. Это приводит к вибрации, периодическому сотрясению находящегося в ремонте котла и его паропровода, который висит на пружинных подвескахопорах. В связи с этим фотографирование выполненного на паропроводе микрошлифа с выдержкой 3-4 сек. и более приводит к получению нерезких размытых негативов. Таким образом, недостатком известного технического решения по прототипу является низкая надежность и ограниченность области применения. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и расширение области применения портативного переносного металлографического микроскопа с фотонасадкой при наличии вибрации исследуемого оборудования путем увеличения освещенности микрошлифа и сокращения выдержки (времени экспонирования). Это достигается использованием известного метода повышения освещенности фотографируемого объекта - фотовспышкой. Для этого в осветительную систему микроскопа ММУ-3 внесены конструктивные изменения, схематично изображенные на фиг. 1. В стенке корпуса осветительного тубуса 1 выполнено отверстие 2, через которое в осветительный тубус 1 помещена лампа накаливания 3 так,чтобы продольная ось лампы была перпендикулярна продольной оси осветительного тубуса (в заводском исполнении лампа накаливания вводится в осветительный тубус через его торец слева - при этом продольная ось лампы накаливания совпадает с продольной осью осветительного тубуса). Введение лампы 3 через отверстие 2 высвобождает левый торец осветительного тубуса, к которому прикрепляется светоизлучатель фотовспышки 4. Для контроля микроструктуры, т.е. для визуального изучения микроструктуры и последующего фиксирования е на фотопленке, микроскоп помещают над поверхностью микрошлифа. При наведении на резкость, выборе конкретного участка поверхности микрошлифа и визуальном изучении микроструктуры исследуемый объект, т.е. поверхность 8456 микрошлифа, освещается лампой накаливания 3. Затем для фотографирования микроструктуры включают фотовспышку 4, включатель которой сблокирован с механизмом открывания затвора микрофотонасадки. Стеклянная колба лампы накаливания не препятствует прохождению светового потока от светоизлучателя фотовспышки, которая обеспечивает интенсивное и равномерное освещение объекта, т.е. поверхности микрошлифа, причем эффективная выдержка практически равна длительности светового импульса, а именно не более 1/500 секунды. При столь незначительной выдержке (времени экспонирования) вибрация оборудования не оказывает влияния на резкость получаемого негатива - изображение на фотопленке получается резкое,четкое. Таким образом, поставленная цель достигается применением более интенсивного освещения поверхности микрошлифа с помощью фотовспышки,встроенной в осветительную систему известного портативного переносного металлографического микроскопа ММУ-3. Пример осуществления В стенке корпуса осветительного тубуса 1 микроскопа ММУ-3 выполнено отверстие 2 диаметром 20 мм. Через отверстие 2 в тубус 1 помещена лампа накаливания 3 мощностью 6 Вт при номинальном напряжении 6 В. Продольная ось лампы 3 перпендикулярна продольной оси тубуса 1. Нить лампы 3 расположена по центру тубуса 1. К торцевой поверхности тубуса 1 прикреплен осветитель 4 фотовспышки Луч-68 при помощи болтового соединения. Контроль микроструктуры проведен по растянутой зоне одного из гибов паропровода котлоагрегата 4 Павлодарской ТЭЦ-1. Материал паропроводасталь 12 Х 1 МФ, диаметр - 273 мм, толщина стенки 36 мм. Наработка с начала эксплуатации 197 тыс. ч. Для исследования микроструктуры на поверхности растянутой зоны гиба подготовили шлиф размером 60 х 60 мм по общеизвестной методике. Фотосъмка микроструктуры произведена микроскопом ММУ-3 при помощи микрофотонасадки МФН-12 с фотокамерой Зенит- и фотовспышки Луч 68. Пленка - Фото-65, увеличение на негативе 100 раз. Микроскоп поместили над поверхностью микрошлифа и после наводки изображения на резкость произвели экспонирование фотопленки с выдержкой 1/30 сек. Фотовспышка приводилась в действие при помощи синхроконтакта фотокамеры. При обработке фотопленки и печати фотоснимков получено изображение вполне удовлетворительного качества. На снимке отчетливо видна микроструктура металла феррит и карбиды по границе ферритных зерен. Балл зерна 7 по шкале ТУ 14-3-460-75 для стали 12 Х 1 МФ. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для неразрушающего контроля микроструктуры металла, включающее портативный металлографический микроскоп, осветительный тубус с лампой накаливания и фотонасадку, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено фотовспышкой, светоизлучатель которой прикреплен к торцу осветительного тубуса микроскопа, а лампа накаливания размещена в осветительном тубусе в удерживающем отверстии, выполненном в боковой стенке корпуса осветительного тубуса.