Способ очистки поверхности изделия из ферромагнитного материала

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА(71) Заявитель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(72) Авторы Воинов Валерий Васильевич Михайловская Людмила Вячеславовна Мокринский Владимир Валерьевич Хартанович Николай Георгиевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Военная академия Республики Беларусь(57) Способ очистки поверхности изделия из ферромагнитного материала, при котором возбуждают волны упругой деформации в материале изделия импульсами магнитного поля с амплитудой магнитной индукции, соответствующей величине максимальной магнитострикции материала изделия на участке гистерезиса, с длительностями переднего 1 и заднего 2 фронтов, равными 2 1 1,22 где- коэффициент затухания механических колебаний в материале изделия- частота затухания механических колебаний в материале изделия,и частотой следования импульсов магнитного поля, соответствующей максимуму интенсивности акустической эмиссии из поверхности изделия. Изобретение относится к способам очистки поверхности от отложений и может быть использовано для очистки поверхности изделий из ферромагнитных материалов. Известен способ очистки металлических изделий от неметаллических загрязнений 1,заключающийся в возбуждении в изделии волн упругой деформации посредством воздействия на поверхность изделия электромагнитными импульсами, причем импульсы тока 16882 1 2013.02.28 формируют треугольной формы с крутым передним фронтом и пологим задним фронтом основного индуктора и пологим передним и крутым задним фронтом дополнительного индуктора при отношении длительности переднего фронта импульса дополнительного индуктора к его заднему фронту не менее 10 и при длительности заднего фронта не более четверти периода собственных колебаний очищаемого изделия. Недостатком известного способа является низкая скорость очистки из-за несогласованности параметров последовательности импульсов с частотными и магнитными свойствами изделий при возбуждении в них волн упругой деформации. Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому способу является способ очистки поверхности изделий из ферромагнитных материалов 2, заключающийся в возбуждении волн упругой деформации в материале изделия импульсами магнитного поля с амплитудой магнитной индукции, соответствующей величине максимальной магнитострикции материала изделия на участке гистерезиса, с длительностями переднего и заднего фронтов, равными 2 1 1,22 где 1, 2 - длительности переднего и заднего фронтов импульсов- коэффициент затухания механических колебаний в материале изделия- циклическая частота затухающих колебаний в материале изделия, а частоту следования импульсов устанавливают равной 2 п. 3 Недостатком известного способа является низкая скорость очистки из-за того, что величинана разных участках покрытия является различной. Задачей изобретения является повышение скорости очистки поверхности изделий. Техническим результатом осуществления способа является повышение скорости очистки как минимум в 1,21,3 раза. Для решения поставленной задачи при осуществлении способа возбуждают волны упругой деформации в материале изделия импульсами магнитного поля с амплитудой магнитной индукции, соответствующей величине максимальной магнитострикции материала изделия на участке гистерезиса, с длительностями переднего 1 и заднего 2 фронтов, равными 2 1 1,2 где- коэффициент затухания механических колебаний в материале изделия- частота затуханий механических колебаний в материале изделия, и частотой следования импульсов магнитного поля, соответствующей максимуму интенсивности акустической эмиссии из поверхности изделия. На фигуре показан пример практической реализации способа. Обозначения на фигуре следующие 1 - стенка очищаемого изделия 2 - слой отложений, подлежащий удалению 3 - электромагнит 4 - регулируемый усилитель мощности 5 - регулируемый генератор 6 - датчик акустической эмиссии 7 - усилитель 8 - квадратичный детектор 9 - индикатор 10 - автоматическое регулирующее устройство. Способ осуществляется следующим образом. Для очистки от отложений поверхности изделия из ферромагнитного материала в ограниченном объеме материала изделия созда 2 16882 1 2013.02.28 ется импульсное магнитное поле. Магнитное поле вызывает магнитострикционный эффект, то есть упругую деформацию материала изделия, которая распространяется вдоль его поверхности. Поскольку упругие свойства отложений существенно отличаются от свойств материала изделия, между ними возникает деформация сдвига, разрушающая их адгезию. Периодическое повторение деформаций приводит к полному разрушению слоя отложений на границе с поверхностью и их отделению от поверхности. Величина амплитуды разрушающей силы пропорциональна величине деформации, которая, в свою очередь, зависит от величины магнитного поля. В способе-прототипе частотные характеристики импульсного воздействия магнитного поля полностью согласованы с частотными характеристиками стенки поверхности очищаемого изделия. Однако из-за различия толщины и химических свойств отложений в различных частях стенки очищаемого изделия коэффициенту них различен. Поэтому частота следования импульсов должна соответствовать средневзвешенному значению коэффициента . Это значение можно установить только экспериментально. При разрушении упругих отложений на поверхности очищаемого изделия под воздействием разрушающего действия деформации сдвига происходит их растрескивание, следствием которого является акустическая эмиссия. Импульсы магнитного поля, вызывающие магнитострикцию в материале изделия, создает электромагнит 3. На него поступают импульсы от регулируемого усилителя мощности 4, который управляется регулируемым генератором 5. Импульсы акустической эмиссии улавливаются датчиком акустической эмиссии 6 и через усилитель 7 поступают на вход квадратичного детектора 8. С выхода квадратичного детектора 8 сигнал подается на индикатор 9 и автоматическое регулирующее устройство 10, с выхода которого сигнал поступает на управляющий вход регулируемого генератора 5. Регулировка частоты генератора 5 осуществляется до получения максимальных показаний индикатора 9. В этом случае частота генерируемых импульсов соответствует максимальной разрушающей частоте импульсов магнитного поля и, соответственно, частоте импульсов магнитострикции. Поскольку импульсы акустической эмиссии поступают на датчик 6 со всех частей стенки очищаемого изделия, вырабатываемая генератором 5 частота является средневзвешенной для всех частей стенки очищаемого изделия. Это существенно ускоряет процесс очистки. Экспериментальные сравнительные данные по времени очистки котлов при одинаковой толщине отложений порядка 0,6 мм приводятся в таблице. Время очистки, сутки Примечание Способ-прототип Заявляемый 1 ДКВР-4 6 4,5 Усредненные данные 2 ДКВР-10 14 10 3 ДКВР-20 20 14 Таким образом, за счет того, что частота следования импульсов магнитного поля соответствует максимальной частоте акустической эмиссии, скорость очистки стенок поверхности очищаемого изделия увеличивается в среднем в 1,38 раза. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.