[RU]

1. Устройство для определения сплошности покрытия на листовом металлическом прокате при его деформации, содержащее узел деформации, измерительный прибор и электролитическую ячейку, изготовленную из диэлектрического материала, в нижней части которой расположен электрод, выполненный из материала, не пассивируемого в применяемой электропроводной жидкости, и соединенный электропроводным элементом с прибором контроля тока, контактный элемент, выполненный из эластомерного коррозионностойкого материала, систему заполнения электролитической ячейки электропроводной жидкостью, отличающееся тем, что электролитическая ячейка установлена на лифтовом механизме, а система ее заполнения снабжена прибором автоматического регулирования электропроводной жидкости в электролитической ячейке, которая соединена с вертикальной направляющей с возможностью перемещения вдоль нее и подпружинена относительно опорной плиты лифтового механизма в направлении к узлу деформации, установленному над лифтовым механизмом, причем подключенный к электроду электропроводной элемент размещен в соосных отверстиях, выполненных в дне цилиндрического стакана и опорной плите лифтового механизма, а электролитическая ячейка изготовлена в виде цилиндрического сосуда с пружинящим элементом в виде цилиндрической пружины.

(57) Реферат / Формула:

1. Устройство для определения сплошности покрытия на листовом металлическом прокате при его деформации, содержащее узел деформации, измерительный прибор и электролитическую ячейку, изготовленную из диэлектрического материала, в нижней части которой расположен электрод, выполненный из материала, не пассивируемого в применяемой электропроводной жидкости, и соединенный электропроводным элементом с прибором контроля тока, контактный элемент, выполненный из эластомерного коррозионностойкого материала, систему заполнения электролитической ячейки электропроводной жидкостью, отличающееся тем, что электролитическая ячейка установлена на лифтовом механизме, а система ее заполнения снабжена прибором автоматического регулирования электропроводной жидкости в электролитической ячейке, которая соединена с вертикальной направляющей с возможностью перемещения вдоль нее и подпружинена относительно опорной плиты лифтового механизма в направлении к узлу деформации, установленному над лифтовым механизмом, причем подключенный к электроду электропроводной элемент размещен в соосных отверстиях, выполненных в дне цилиндрического стакана и опорной плите лифтового механизма, а электролитическая ячейка изготовлена в виде цилиндрического сосуда с пружинящим элементом в виде цилиндрической пружины.

---

Евразийское 032220 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2019.04.30
(21) Номер заявки 201791767
(22) Дата подачи заявки
2016.09.01
(51) Int. Cl. G01N3/28 (2006.01) G01N 27/00 (2006.01)
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЛОШНОСТИ ПОКРЫТИЯ НА ЛИСТОВОМ МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ПРОКАТЕ ПРИ ЕГО ДЕФОРМАЦИИ
(43) 2018.03.30
(86) PCT/RU2016/000597
(87) WO 2018/044195 2018.03.08 (71)(72)(73) Заявитель, изобретатель и патентовладелец:
МИНИГАЛИЕВ ДЕНИС РИФОВИЧ (RU)
(74) Представитель:
Ловцов С.В., Левчук Д.В., Саленко А.М., Коптева Т.В., Вилесов А.С., Ясинский С.Я. (RU)
(56) SU-A1-351120 SU-A1-374504 SU-A1-1086380 JPS-A-6338136
(57) Предлагается устройство для определения сплошности покрытия на листовом металлическом I прокате при его деформации, содержащее измерительный прибор и электролитическую | ячейку, изготовленную из диэлектрического материала, в нижней части которой расположен электрод, выполненный из материала, не пассивируемого применяемой электропроводной жидкостью, а в верхней части расположен контактный элемент, выполненный из пластичного коррозионностойкого материала, причем электролитическая ячейка снабжена системой ее заполнения. При этом устройство снабжено подъемным столиком и узлом деформации, размещенным над подъемным столиком, который соединен с узлом деформации с возможностью вертикального перемещения относительно узла деформации, при этом на подъемном столике закреплена вертикальная направляющая, а электролитическая ячейка соединена с вертикальной направляющей с возможностью перемещения вдоль нее и подпружинена относительно подъемного столика в направлении к узлу деформации пружинящим элементом, причем к электроду присоединен проводник, который подключен к измерительному прибору. В предлагаемом устройстве вертикальная направляющая может быть изготовлена в виде цилиндрического стакана, в боковой стенке которого выполнена продольная прорезь, в которой установлен фиксатор положения электролитической ячейки. При этом проводник размещается в соосных отверстиях, выполненных в дне цилиндрического стакана и в подъемном столике. Причем электролитическая ячейка может быть изготовлена в виде цилиндрического сосуда, а пружинящий элемент - в виде цилиндрической пружины.
Изобретение относится к области физико-химического анализа и может быть использовано для определения сплошности диэлектрических или металлических покрытий на полосовом металлическом прокате (например, стальном) при выполнении деформации образцов с покрытиями, преимущественно при испытании на прочность диэлектрических (например, полимерных) покрытий и при испытании на пластичность металлических покрытий методом выдавливания по Эриксену листов и лент с указанными покрытиями.
Известно устройство "Детектор микроотверстий Elcometer 270/4" для определения сплошности диэлектрических (полимерных) покрытий толщиной до 500 мкм, нанесенных на проводящее основание, включающее датчик, на конце которого находится губчатый материал различной конфигурации, смоченный в проводящей жидкости, сигнальный кабель, встроенный или внешний источник тока. Устройство предусматривает модели в вариантах с одним, двумя или тремя значениями напряжений (9 B, 67,5 B и 90 B) в зависимости от толщины покрытия[1].
К недостаткам такого устройства относятся, во-первых, невозможность его использования для определения сплошности покрытия в процессе выполнения деформации образца, например при выдавливания лунки в образце по Эриксену, во-вторых, наличие внешнего или встроенного источника питания, который необходимо менять в зависимости от толщины покрытия, в-третьих, частое (в условиях производства проката с полимерным покрытием) применение датчика, оборудованного губчатым материалом, приводит к его загрязнению и износу, что требует дополнительных трудозатрат на профилактические работы и уменьшает срок его эксплуатации, в-четвертых, после каждого перерыва в работе губчатый материал необходимо промывать и смачивать жидкостью заново, что увеличивает трудоемкость использования данного устройства, в-пятых, загрязнение и износ губчатого материала увеличивают электрическое сопротивление датчика прибора и требуют повышения напряжения, для чего необходим внешний источник питания с регулируемым напряжением, чем усложняется процесс измерения.
Наиболее близким к заявляемому устройству, принятым за прототип, является устройство по патенту РФ №2532592 для определения сплошности полимерного покрытия, включающее рабочий элемент с электропроводной жидкостью и прибор контроля тока. Рабочий элемент выполнен в виде электролитической ячейки, изготовленной из диэлектрического материала, в нижней части которой расположен электрод, выведенный нижним концом наружу и выполненный из материала, не пассивирующегося в применяемой электропроводной жидкости, а верхняя часть имеет контактный элемент, выполненный из пластичного коррозионно-стойкого материала, при этом электролитическая ячейка снабжена системой ее заполнения электропроводной жидкостью с поддержанием уровня выпуклого мениска на поверхности электропроводной жидкости в контактном элементе и нижним концом электрода контактирует с электропроводным элементом, соединенным с прибором контроля тока. Кроме того, электрод может быть выполнен из графита, контактный элемент может быть выполнен из резины, а электропроводный элемент для удобства проведения испытаний выполнен в форме металлического стакана, в который вставлена электролитическая ячейка.
Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет определять прочность диэлектрического (например, полимерного) покрытия в процессе непрерывной деформации образца с диэлектрическим покрытием и позволяет выявлять только те сквозные дефекты (поры или трещины) в диэлектрическом покрытии, которые уже имеются, так как для появления электрического тока необходимо, чтобы сквозные дефекты (поры, трещины) уже были изначально в испытуемом диэлектрическом покрытии. Т.е. сквозные дефекты должны быть в наличии либо сразу после нанесения диэлектрического (например, полимерного) покрытия на металлическую (стальную) основу, что будет говорить об отсутствии сплошности в испытуемом диэлектрическом (например, полимерном) покрытии исходного (без деформации) образца, либо эти дефекты должны возникнуть в изначально сплошном диэлектрическом (например, полимерном) покрытии после выполнения деформации металлического образца с испытуемым диэлектрическим (например, полимерным) покрытием. В последнем случае определение прочности испытуемого диэлектрического (например, полимерного) покрытия становится весьма трудоемким процессом, так как требует многократно повторять цикл, состоящий из последовательно выполняемых на разных устройствах двух операций: операции деформации образца с испытуемым диэлектрическим (например, полимерным) покрытием и операции проверки сплошности испытуемого диэлектрического (например, полимерного) покрытия.
При этом для увеличения точности определения сплошности испытуемого диэлектрического (например, полимерного) покрытия в каждом вышеуказанном цикле величина деформации образца с испытуемым диэлектрическим (например, полимерным) покрытием должна быть как можно меньше, а это приводит к увеличению трудоемкости процесса определения сплошности испытуемого диэлектрического (например, полимерного) покрытия, так как чем меньше величина деформации каждого цикла, тем больше необходимо выполнить этих циклов. Для исключения многократно повторяемых вышеуказанных циклов необходимо при определении прочности диэлектрического (например, полимерного) покрытия две последовательно выполняемые на разных устройствах операции (деформации образца с диэлектрическим покрытием и контроля диэлектрического покрытия) заменить одной новой операцией с совмещенными во времени (одновременно выполняемыми) функциями непрерывной деформации металличе
ского (например, стального) образца и контроля сплошности нанесенного на него диэлектрического (например, полимерного) покрытия, причем эта новая операция должна выполняться в одном устройстве. Это позволило бы при выполнении непрерывного процесса деформации образца с испытуемым диэлектрическим покрытием обеспечить непрерывную фиксацию (запись) как величины непрерывно возрастающей производимой деформации образца с испытуемым диэлектрическим покрытием, так и момента образования сквозных дефектов (трещин, пор) в испытуемом диэлектрическом покрытии. Однако устройство-прототип не позволяет проводить определение сплошности диэлектрических покрытий в процессе их непрерывной деформации вместе с металлической основой, например при выдавливания лунки по Эриксену, при этом не только в диэлектрических (например, полимерных) покрытиях, но и в металлических катодных (например, медных, никелевых, алюминиевых, серебряных и др.) покрытиях, нанесенных на металлическую основу (например, на сталь), с одновременной фиксацией (записью) графиков как величины непрерывно производимой возрастающей деформации образца с покрытием, так и момента нарушения сплошности диэлектрического или металлического катодного покрытия в процессе деформации исследуемого образца, т.е. в момент образования в диэлектрическом или металлическом покрытии сквозных дефектов (пор, трещин) до металлической (например, стальной) основы, на которую нанесено испытуемое покрытие. По этой причине устройством-прототипом невозможно быстро и с малой трудоемкостью (с небольшими затратами времени) с высокой степенью точности определить прочность диэлектрических покрытий на металлической (например, стальной) основе. Кроме того, оно не позволяет определить пластичность металлических покрытий на металлической основе, так как в последнем случае в нем при соприкосновении металлического катодного покрытия с электропроводным раствором электролитической ячейки сразу будет возникать ток, не позволяющий достоверно (без предварительных исследований) судить о наличии или отсутствии дефектов (трещин, пор) в испытуемом металлическом катодном покрытии на металлической (например, стальной) основе.
Целью предлагаемого технического решения является обеспечение возможности определения прочности беспористых диэлектрических (например, полимерных) покрытий и пластичности беспористых катодных металлических (например, медных, никелевых, алюминиевых, серебряных и др.) покрытий на листовом металлическом (например, стальном) прокате в процессе выполнения непрерывной деформации, например при выдавливании лунки по Эриксену, исследуемых образцов с указанными испытуемыми покрытиями без применения внешнего источника напряжения.
Поставленная задача изобретения достигается тем, что в устройстве для определения сплошности покрытия на листовом металлическом прокате при его деформации, содержащем измерительный прибор и электролитическую ячейку, изготовленную из диэлектрического материала, в нижней части которой расположен электрод, выполненный из материала, не пассивируемого применяемой электропроводной жидкостью, а в верхней части расположен контактный элемент, выполненный из пластичного коррозионно-стойкого материала, причем электролитическая ячейка снабжена системой ее заполнения, дополнительно к этому (в отличие от прототипа) устройство снабжено подъемным столиком и узлом деформации (например, прибором для выдавливания лунки по Эриксену), размещенным над подъемным столиком, который соединен с узлом деформации с возможностью вертикального перемещения относительно узла деформации, при этом на подъемном столике закреплена вертикальная направляющая, а электролитическая ячейка соединена с вертикальной направляющей с возможностью перемещения вдоль нее и подпружинена относительно подъемного столика в направлении к узлу деформации пружинящим элементом, причем к электроду присоединен проводник, который подключен к измерительному прибору.
С целью упрощения конструкции заявляемого устройства вертикальная направляющая изготовлена в виде цилиндрического стакана, который закреплен на столике, а проводник, присоединенный к электроду, размещен в соосных отверстиях, выполненных соосно с электродом в дне цилиндрического стакана и в столике, при этом электролитическая ячейка выполнена в виде цилиндрического сосуда и вместе с пружинящим элементом, выполненным в виде цилиндрической пружины, размещена с возможностью вертикального перемещения в цилиндрическом стакане, в боковой стенке которого выполнена продольная прорезь, причем в продольной прорези размещен фиксатор, присоединенный к боковой стенке цилиндрического сосуда.
На фиг. 1 приведена схема устройства для определения сплошности покрытия на листовом прокате при его деформации.
Устройство для определения сплошности покрытия на листовом металлическом прокате при его деформации содержит измерительный прибор 1, электролитическую ячейку 2, изготовленную из диэлектрического материала в виде цилиндрического сосуда, в нижнюю часть которого (представляющую собой дно цилиндрического сосуда) герметично вмонтирован электрод 3, выполненный из материала, не пассивируемого применяемой электропроводной жидкостью, например из графита, а в верхней части закреплен контактный элемент 4, выполненный в виде воронки из пластичного коррозионно-стойкого материала, например из резины. При этом герметично вмонтированный в дно электролитической ячейки 2 электрод 3 нижним концом выступает наружу, а верхним концом выступает внутрь электролитической ячейки 2. Электролитическая ячейка 2 снабжена системой ее заполнения электропроводной жидкостью с воронкой 5, выступающей над верхним краем контактного элемента 4 и подсоединенной к боковому вы
воду электролитической ячейки 2. Устройство снабжено подъемным столиком 6 и размещенным над ним узлом деформации, выполненным в виде узла для выдавливания лунки по Эриксену, содержащего корпус 7, выполненный заодно с матрицей 8, в которой выполнено круглое отверстие 9 для выдавливания лунки в исследуемом образце 10, при этом в корпусе 7 выполнено продольное прямоугольное отверстие 12 для размещения в нем исследуемого образца 10 над круглым отверстием 9 на матрице 8. Матрица 8 с корпусом 7 жестко закреплена на плите 11. Узел деформации содержит также завинченную в корпус 7 прижимную гайку 13, служащую для прижима исследуемого образца 10 к матрице 8, пуансон 14, на нижнем конце которого закреплен с возможностью вращения шарик 15 диаметром 20 мм для выдавливания лунки в исследуемом образце 10. Пуансон 14 завинчен в прижимную гайку 13 с возможностью сто-порения относительно прижимной гайки 13 защелкой 16, подпружиненной пружиной 17. При этом защелка 16 выполнена в виде штифта, запрессованного в стопорное кольцо 18, установленное на прижимной гайке 13 с возможностью поперечного перемещения. В пуансоне 14 выполнено глухое отверстие 19 с возможностью размещения в нем конца защелки 16 под действием пружины 17. На верхнем конце пуансона 14 при помощи штифта 20 жестко закреплен за втулочную часть лимб 21 с разметкой величины деформации, выполненной в виде выступающих наружу штырьков 22, равномерно запрессованных по окружности лимба 21 в боковую его цилиндрическую поверхность с обеспечением величины деформации исследуемого образца 10 с шагом 0,1 мм. На втулочную часть лимба 21 установлена шестерня 23 с возможностью вращения относительно лимба 21. Шестерня 23 находится в зацеплении с шестерней 24 привода 25, закрепленного на плите 11. В лимбе 21 выполнены отверстия 26, а в шестерне 23 выполнены отверстия 27 с возможностью их соосного совмещения. Это позволяет в случае жесткой фиксации лимба 21 с шестерней 23 при помощи фиксатора 28, вставленного в соосно совмещенные отверстия 26 и 27 (как это показано на чертеже), проводить испытания в автоматическом режиме при помощи включенного привода 25, а в случае свободного вращения лимба 21 и шестерни 23 относительно друг друга, что обеспечивается при извлеченном (на чертеже не показано) фиксаторе 28, проводить испытания в ручном режиме. При работе с устройством в ручном режиме вращение пуансона 14 осуществляют накидным рычагом 29 (на чертеже показано штрихпунктирными тонкими линиями). Устройство содержит микропереключатель 30, закрепленный на кронштейне 31, который с помощью пружины 32 постоянно прижат к лимбу 21, что обеспечивает постоянство положения микропереключателя 30 относительно лимба 21 и возможность взаимодействия его кнопки срабатывания с запрессованными по окружности лимба 21 выступающими штырьками 22 при вращении лимба 21 вместе с пуансоном 14 во время выполнении деформации в исследуемом образце 10. Подъемный столик 6 с возможностью продольного (а значит и вертикального) перемещения относительно узла деформации с матрицей 8 закреплен на вертикальной стойке 33, которая жестко присоединена снизу к плите 11, при этом вертикальное перемещение подъемному столику 6 вдоль вертикальной стойки 33 обеспечивает привод 34. Электролитическая ячейка 2 с возможность вертикального перемещения закреплена при помощи винта 35 в вертикальной направляющей, которая выполнена в виде цилиндрического металлического (может быть выполнен из диэлектрического материала) направляющего стакана 36, жестко закрепленного разъемным соединением на подъемном столике 6. Винт 35 через вертикальную прорезь 37, выполненную в боковой стенке направляющего стакана 36, завинчен в боковую стенку электролитической ячейки 2, выполненной в виде цилиндрического сосуда, размещенного внутри направляющего стакана 36 с возможностью вертикального перемещения. В направляющем стакане 36 размещена цилиндрическая пружина 38, на которую опирается внутри стакана 36 электролитическая ячейка 2, при этом выступающий наружу из дна электролитической ячейки 2 нижний конец электрода 3 размещен соосно внутри цилиндрической пружины 38, а цилиндрический сосуд электролитической ячейки 2 размещен в направляющем стакане 36 с минимальным зазором (возможно размещение по скользящей посадке). К нижнему концу электрода 3 присоединен (возможен вариант с разъемным соединением, например, винтовым, на чертеже не показано) проводник 39, подсоединенный к положительному полюсу измерительного прибора 1, к отрицательному полюсу которого подсоединен исследуемый образец 10 проводником 40. Электролитическая ячейка 2 вместе с электродом 3 и контактным элементом 4, а также вместе с направляющим стаканом 36 размещены на подъемном столике 6 со-осно с круглым отверстием 9 в матрице 8 и шариком 15 пуансона 14 с возможностью контактирования верхнего края контактного элемента 4 электролитической ячейки 2 с нижней поверхностью исследуемого образца 10, прижатого сверху к матрице 8 прижимной гайкой 13. В качестве измерительного прибора 1 может быть использован, например, светолучевой многоканальный осциллограф, в котором для работы заявленного устройства задействованы два измерительных канала, один из которых использован для контроля тока в электролитической ячейке 2, а другой для измерения величины непрерывно производимой деформации исследуемого образца 10. При этом, как об этом упомянуто выше, в канале измерительного прибора 1 (например, светолучевого многоканального осциллографа), используемого для контроля тока в электролитической ячейке 2, отрицательный полюс подсоединен проводником 40 к электропроводной основе исследуемого образца 10, а положительный полюс присоединен проводником 39 к электроду 3. Для обеспечения возможности измерения величины непрерывно производимой деформации исследуемого образца 10 использован источник питания 41, в качестве которого может быть применен любой из известных низковольтных источников постоянного тока слабой мощности, обеспечивающий
величину тока в миллиамперметрах или долях миллиамперметра, необходимую для любого гальванометра, входящего в комплект гальванометров используемого измерительного прибора (например, свето-лучевого многоканального осциллографа) или специально для этого приобретенного. Источник питания 41 подключен проводниками 42 и 43 к каналу измерительного прибора 1 для измерения величины непрерывно производимой деформации исследуемого образца 10 через микропереключатель 30. Проводник 39 свободно проходит сквозь соосные отверстия 44 и 45, которые выполнены соосно электроду 3 соответственно в цилиндрическом направляющем стакане 36 и подъемном столике 6.
Устройство для определения сплошности покрытия на листовом прокате при его деформации может быть использовано следующим образом.
Металлический (например, стальной) исследуемый образец 10, имеющий диэлектрическое или металлическое катодное покрытие, с верхней стороны смазывают тонким слоем графитовой смазки УССА по ГОСТ 3333-80, вставляют в прямоугольное отверстие 12 корпуса 7 и укладывают испытуемым покрытием вниз на матрицу 8 над круглым отверстием 9 под прижимной гайкой 13 с завинченным пуансоном 14 и шариком 15. При снятом фиксаторе 28 вращением вручную накидного рычага 29 (при одновременном предотвращении вращения прижимной гайки 13 придерживанием вручную за стопорное кольцо 18) поворачивают пуансон 14 до соосного совпадения подпружиненной защелки 16 и глухого отверстия 19, при котором защелка 16 под действием пружины 17 автоматически заглубляется в глухое отверстие 19, при этом прижимная гайка 13 оказывается жестко зафиксированной на пуансоне 14 защелкой 16, утопленной концом в глухое отверстие 19 (на чертеже не показано). Затем пуансон 14 и прижимную гайку 13 совместно вращают вручную накидным рычагом 29 до прижатия с большим усилием исследуемого образца 10 к матрице 8, после чего накидной рычаг 29 убирают. Электролитическую ячейку 2 устанавливают на пружинящий элемент (цилиндрическую пружину) 37 в цилиндрический направляющий стакан 36, жестко закрепленный на подъемном столике 6, и с помощью винта 35 через продольную прорезь 37 закрепляют в цилиндрическом направляющем стакане 36 с возможность продольного (вертикального) перемещения. Через воронку 5 заливают электропроводную жидкость (электролит) в электролитическую ячейку 2, например в виде водного раствора аммония роданистого концентрацией 20-100 г/л, до появления в резиновом контактном элементе 4, выполненном в виде воронки, выступающего выпуклого мениска. Затем включают привод 34 подъемного столика 6 и электролитическую ячейку 2 перемещают вверх до прижатия верхнего края резинового контактного элемента 4 к поверхности испытуемого покрытия исследуемого образца 10 с усилием, исключающим вытекание электропроводной жидкости (электролита) в зоне контакта контактного элемента 4 с испытуемым покрытием исследуемого образца 8, при этом излишки электролита вытесняются из электролитической ячейки 2 в заливную воронку 5, автоматически увеличивая в ней уровень электролита по отношению к поверхности испытуемого покрытия, с которой происходит соприкосновение электролита (электропроводной жидкости) в контактном элементе 4, что улучшает условия смачивания поверхности испытуемого покрытия электролитом и проникновения его в сквозные дефекты (поры, трещины), возникающие в испытуемом покрытии при выполнении деформации (выдавливании лунки) в исследуемом образце 10. Прекращение перемещения подъемного столика 6 конечным выключателем (на чертеже не показан) обеспечивает постоянство прижима контактного элемента 4 к испытуемому покрытию исследуемого образца 10, которое создает пружинящий элемент (цилиндрическая пружина) 37. После этого канал измерительного прибора 1 для контроля тока в электролитической ячейке 2 отрицательным полюсом подсоединяют проводником 39 к электропроводной основе исследуемого образца 10 и положительным полюсом присоединяют проводником 38 к электроду 3, а к каналу измерительного прибора 1 для измерения величины непрерывно производимой деформации исследуемого образца 10 подсоединяют источник питания 40 проводниками 41 и 42 через микропереключатель 30. Затем устанавливают фиксатор 28 в предварительно соосно совмещенные отверстия 26 и 27 и извлекают конец защелки 16 из глухого отверстия 19 нажатием с противоположной стороны на стопорное кольцо 18 против действия пружины 17, расцепляют прижимную гайку 13 и пуансон 14 и включают привод 25 поворота пуансона 14 с шариком 15, после чего стопорное кольцо 18 отпускают. При этом измерительный прибор 1 одновременно начинает производить запись тока, образованного в электролитической ячейке 2 за счет возникшей разности потенциалов между испытуемым покрытием исследуемого образца 10 и угольным (графитовым) электродом 3. В качестве измерительного прибора 1 для контроля (измерения) тока в электролитической ячейке 2 и измерения величины непрерывно производимой деформации исследуемого образца 10 использован светолучевой многоканальный осциллограф типа H117/1 с двумя задействованными гальванометрами, подобранными по характеристикам из гальванометров, входящих в комплект светолучевого осциллографа типа H117/1). Светолучевой осциллограф типа H117/1 предназначен для одновременной регистрации на фотобумаге, не требующей химического проявления, и на бромосеребряной фотоленте значений токов или напряжений. Скорость перемещения фотоленты может иметь одно из 14 значений в пределах от 0,5 до 10000 мм/с. Отметчик времени оптико-механический с регулировкой интервалов между отметками в пределах от 0,002 до 2 с. Источник света -ртутная лампа или лампа накаливания. Включенный в отдельную измерительную цепь с источником питания 40 микропереключатель 15 наносит на осциллограмму отметки степени деформации исследуемого образца 10 с испытуемым покрытием с шагом, соответствующим перемещению пуансона 14 с шариком
15 вертикально вниз на 0,1мм. В момент нарушения сплошности испытуемого покрытия (образовании сквозных дефектов в виде сквозных трещин, пор до металлической основы), нанесенного на исследуемый образец 10, электрический ток на осциллограмме скачкообразно возрастает как при диэлектрическом, так и при металлическом катодном покрытии на исследуемом металлическом (например, стальном) исследуемом образце 10, после чего деформацию исследуемого образца 10 прекращают, отключив привод 25 поворота пуансона 14 с шариком 15. По записанной осциллограмме определяют величину деформации (глубину лунки, выдавленной шариком 15) исследуемого образца 10, соответствующую скачку тока, которая является характеристикой прочности для диэлектрического (например, полимерного) покрытия и пластичности для металлического катодного покрытия. Затем опускают подъемный столик 4 с электролитической ячейкой 3 в исходное положение при помощи привода 34, извлекают фиксатор 28 и накидным рычагом 29 выкручивают пуансон 14 с шариком 15 до момента срабатывания защелки 16, при котором конец защелки 16 под действием пружины 17 попадает в глухое отверстие 19, выполненное в пуансоне 14, в результате чего пуансон 14 жестко фиксируется относительно прижимной гайки 13. После этого, продолжая выкручивание пуансона 14, возвращают прижимную гайку 13 в исходное состояние и извлекают деформированный образец 10 из корпуса 7.
Работа заявленного устройства проверена при испытании методом определения прочности полимерного покрытия растяжением по Эриксену в соответствии с ГОСТ Р 52146-2003 [3, п.3.1 и приложение E] горячеоцинкованного стального листа толщиной 0,65 мм с лакокрасочным покрытием из полиэфирной эмали RAL 5005 с общей толщиной грунта и эмали 30 мкм. Выдавливание лунки проводили заявленным устройством с использованием в электролитической ячейке 5%-го водного раствора аммония роданистого. Испытания образцов в количестве 5 шт показали нарушение сплошности вышеуказанного лакокрасочного покрытия (образование сквозных пор, трещин до металла подложки) при глубине лунки 7,8-8,1 мм, в то время как разрыв основного металла происходил при глубине лунки 9,9-10,2 мм, причем в момент скачка он достигал величины 217-243 мА, затем в течение минуты, пока продолжался процесс выдавливания лунки в исследуемом образце до разрыва основы, плавно уменьшался до 140-150 мА.
Работа заявленного устройства при испытании металлических катодных покрытий на пластичность в соответствии с ГОСТ Р 9.317-210 [2, п.3.1] проверена на стальных образцах толщиной 0,68 мм с алюминиевым сплошным (беспористым) покрытием (толщиной 24-30 мкм), полученным осаждением порошка алюминия в электростатическом поле с последующей прокаткой с обжатием 2,5-3,5% и термообработкой при 400°C в течение 2 ч. Выдавливание лунки проводили заявленным устройством с использованием в электролитической ячейке 5%-го водного раствора аммония роданистого. Испытания образцов в количестве 5 шт показали нарушение сплошности алюминиевого покрытия при глубине лунки 5,6-6,4 мм, при этом разрыв стальной основы происходил при глубине лунки 8,0-8,9 мм. При этом в момент соприкосновения электропроводной жидкости (5%-го водного раствора аммония роданистого) скачкообразно возникал электрический ток 35-45 мА, который затем плавно падал до 20-25 мА в процессе выдавливания лунки в образцах вплоть до образования сквозных дефектов в покрытии, после чего скачкообразно увеличивался в момент образования дефектов в покрытии и при этом скачке он достигал величины 217243 мА, затем в течение минуты, пока продолжался процесс выдавливания лунки в образце до разрыва основы, плавно уменьшался до 140-150 мА.
Устройство для определения сплошности покрытия на листовом прокате при его деформации может быть использовано для оперативного (быстрого) и высокоточного исследования сплошности покрытий с определением прочности диэлектрических покрытий и пластичности металлических катодных покрытий на промышленных предприятиях, выпускающих листовой металлический (например, стальной) прокат с различными защитными покрытиями, в отраслях, потребляющих эту продукцию, например в машиностроении и строительстве, для входного контроля качества покрытий приобретенного проката с защитными покрытиями и в научно-исследовательских организациях, занимающихся разработкой новых технологических процессов нанесения защитных покрытий на листовой прокат. При этом следует подчеркнуть, что определение сплошности диэлектрических (например, полимерных) и металлических катодных покрытий на металлической (например, стальной) основе с определением прочности диэлектрических покрытий и пластичности металлических покрытий можно выполнять как в процессе выполнения непрерывной деформации, так и без выполнения деформации образцов с испытуемыми покрытиями, причем в последнем случае в покрытиях должны присутствовать сквозные дефекты (поры, трещины), и в этом случае будет выявлено нарушение сплошности покрытия.
Источники информации.
1. http://www.elcometer.ru/,перейти на сайт дистрибьютора в России, открыть или скачать каталог 68 с, 6,7 Мб; на стр. 40 имеется техническое описание детектора микроотверстий Elcometer 270/4.
2. Патент РФ №2532592, G01N 15/08, опубликовано 10.11.2014г, Бюл. №31.
3. ГОСТ 10510-80. Металлы. Методы испытания на выдавливание листов и лент по Эриксену (с изменениями от 1995 года, действует по настоящее время).
4. ГОСТ Р 9.317-2010. Покрытия металлические. Методы измерения пластичности, п.3.1.
5. ГОСТ Р 52146-2003. Прокат тонколистовой холоднокатаный и холоднокатаный горячеоцинко-ванный с полимерным покрытием с непрерывных линий. Технические условия, п.3.1 и приложение E.
1.
6. ГОСТ 14312-79. Контакты электрические.
7. ГОСТ 3333-80. Смазка графитная. Технические условия.
8. ГОСТ 27067-86. Аммоний роданистый. Технические условия.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство для определения сплошности покрытия на листовом металлическом прокате при его деформации, содержащее узел деформации, измерительный прибор и электролитическую ячейку, изготовленную из диэлектрического материала, в нижней части которой расположен электрод, выполненный из материала, не пассивируемого в применяемой электропроводной жидкости, и соединенный электропроводным элементом с прибором контроля тока, контактный элемент, выполненный из эластомерного коррозионностойкого материала, систему заполнения электролитической ячейки электропроводной жидкостью, отличающееся тем, что электролитическая ячейка установлена на лифтовом механизме, а система ее заполнения снабжена прибором автоматического регулирования электропроводной жидкости в электролитической ячейке, которая соединена с вертикальной направляющей с возможностью перемещения вдоль нее и подпружинена относительно опорной плиты лифтового механизма в направлении к узлу деформации, установленному над лифтовым механизмом, причем подключенный к электроду электропроводной элемент размещен в соосных отверстиях, выполненных в дне цилиндрического стакана и опорной плите лифтового механизма, а электролитическая ячейка изготовлена в виде цилиндрического сосуда с пружинящим элементом в виде цилиндрической пружины.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
39 40 1 41
032220
- 1 -
(19)
032220
- 1 -
(19)
032220
- 1 -
(19)
032220
- 1 -
(19)
032220
- 4 -
(19)