Исследование и разработка метода неразрушающего контроля качества никелевых и никель-хромовых покрытий узлов жидкостных ракетных двигателей

• Автор: Калошин, Валентин Александрович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ТОЛЩИНОМЕТРИИ УЗЛОВ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИЫАТЕЛЕЙ. ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЙ
1.1 Состояние проблемы
1.2 Толщиномеры покрытий жидкостных ракетных двигателей и их основные метрологические характеристики
1.3 Выводы по главе
ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ И СВОЙСТВ НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ НАМАГНИЧИВАНИИ В СРЕДНИХ ПОЛЯХ
2.1 Установление влияния характера намагничивания ферромагнетика на отрывную силу постоянного магнита (средние поля)
2.2 Магнитная толщинометрия в слабых полях (толстые покрытия)
2.3 Выводы по главе
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРЫ И ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ НА ПОКАЗАНИЯ МАГНИТНЫХ ТОЛЩИНОМЕРОВ
3.1 Магнитная толщинометрия узлов жидкостных ракетных двигателей в сильных магнитных полях (тонкие покрытия)
3.2 Оценка влияния напряженного состояния гальванических никелевых покрытий на показания магнитных толщиномеров
3.3 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ДВУХСЛОЙНЫХ НИКЕЛЬ-ХРОМОВЫХ И ДВУХСТОРОННИХ ПОКРЫТИЙ НА УЗЛАХ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
4.1 Магнитный пондеромоторный метод определения толщины двухслойных никель-хромовых покрытий узлов жидкостных ракетных двигателей
4.2 Контроль толшины двухсторонних никелевых покрытий узлов жидкостных ракетных двигателей
4.3 Выводы по главе
ГЛАВА 5. ТОЛЩИНОМЕРЫ ПОКРЫТИЙ МТП, ИХ ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
5.1 Описание конструкции и принципа работы приборов типа МТП
5.2 Выводы по главе
ГЛАВА 6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ И АТТЕСТАЦИИ КОНТРОЛЬНЫХ МЕР ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЙ
Выводы по главе б
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРОЕКТ ГОСТ Р МАГНИТНЫЙ ПОНДЕРОМОТОРНЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ НИКЕЛЕВЫХ И НИКЕЛЬ-ХРОМОВЫХ ПОКРЫТИЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНСТРУКЦИОННАЯ КАРТА КОНТРОЛЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. МЕТОДИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ. МЕРЫ ТОЛЩИНЫ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ. СЕЛЕКТИВНО-ВЕСОВОЙ МЕТОД ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. МЕРЫ ТОЛЩИН ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. МЕТОДИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ. АТТЕСТАЦИЯ МЕР ТОЛЩИН ПОКРЫТИЙ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ СЕЛЕКТИВНО-ВЕСОВЫМ МЕТОДОМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. АКТ ВНЕДРЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. АКТ ЛАБОРАТОРНЫХ ИСПЫТАНИЙ МАГНИТНОГО ТОЛЩИНОМЕРА ХРОМ-НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ МТП-ХН
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. АКТ ЛАБОРАТОРНЫХ ИСПЫТАНИЙ МАГНИТНОГО ТОЛЩИНОМЕРА НИКЕЛЕВЫХ ПОКРЫТИЙ МТП-ТН

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
В настоящее время ракетно-космическая техника находит все более широкое применение в различных областях науки и техники. При этом на первый план выходит вопрос повышения надежности и технологичности конструкции, а также снижения стоимости ее изготовления и эксплуатации. Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), являющиеся сегодня основой силовых установок большинства космических ракет, по стоимости разработки и производства составляют (20-40)% стоимости ракеты [1,2]. Поэтому весьма актуальной задачей является снижение затрат на разработку, изготовление и эксплуатационные расходы ЖРД.
Нанесение на поверхность деталей и узлов ЖРД различных металлических и неметаллических покрытий с целью придания им специальных свойств является необходимым условием обеспечения их надежности работы. Поэтому одним их основных показателей качества двигателя является обеспечение необходимой толщины покрытия. В связи с этим весьма актуальным становится разработка приборов и методик для надежного определения толщины таких специфических для ЖРД видов покрытий как толстослойных никелевых, двухслойных никель-хромовых покрытий и двухсторонних никелевых покрытий [3]. Никелевое гальваническое покрытие не является однородным по своим свойствам, а его магнитные свойства во многом зависят от технологических факторов при его нанесении, основными из которых являются внутренние напряжения, загрязнение и температура электролита, скорость его прокачки. Данные факторы зачастую становятся непреодолимым препятствием для неразрушающего контроля толщины данных покрытий. Поэтому разработка и апробация алгоритмов контроля для решения задачи надежного контроля толщин никелевых и никель-хромовых покрытий является актуальной

но характер этой функции определить легко. В самом деле, при г = 0 должна и Да,г) = 0 , так как это соответствует отсутствию ферромагнетика. При г ~ О также Да,г) - 0, как сила взаимодействия между бесконечно удаленными элементами. Следовательно, Да,г) должна в интервале 0 < г < оо иметь максимум. Ее вид показан на рис. 2.2.
Рисунок 2.2 - Зависимость плотности силы взаимодействия магнита и ферромагнитного пространства ( ц = const) от расстояния от центра магнита
Учитывая конечное значение чувствительности измерительной части прибора, можно записать:
F « 2п /Qr° /(а, г) г dr. (2.3)
Справедливость этого утверждения легко проверяется по краевому эффекту. Такие измерения проводились многократно различными авторами и уверенно показывают, что г < R , где R - радиус магнита.
Нелинейность ферромагнетика, наличие неоднородной текстуры и т.д. не могут принципиально изменить рассмотренного характера функции Да, г), поэтому можно утверждать, что на показания прибора оказывает влияние