ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ХРУПКИХ ТЕНЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ ОБОРУДОВАНИЯ

Аннотация

В статье рассматриваются принципы формирования хрупкого покрытия на основе искусственных (фенолоформальдегидных смол) с характеристиками, способными получать картины трещин для исследования напряженно-деформиро-ванного состояния методом хрупких тензочувствительных покрытий. Данный метод позволяет исследовать деформацию и напряжения на поверхности деталей, узлов конструкций или их моделей при приложении к ним статической или динамической нагрузки. Метод хрупких тензочувствительных покрытий относится к методам неразрушающего контроля, и разработка новых составов хрупких покрытий позволяют расширить возможности использования этого метода для диагностики металлоконструкций. Проведенные исследования известных составов хрупких тензочувствительных покрытий позволили сформулировать критерии для получения качественных покрытий, обеспечивающих количественное определение деформаций, материал покрытия должен быть прозрачным, обладать хорошей адгезией к конструкционным материалам, иметь достаточно стабильный предел прочности в рабочих интервалах температур, влажности окружающей среды и их динамики при их испытании. При повышении температуры в покрытии возникают дополнительные сжимающие напряжения, а при понижении - растягивающие. В связи с этим, толщина покрытия мала (около 0,1 мм). Выборочное значение тензочувствительности составляет 6,5 · 10-4 . Диапазон относительной влажности составляет от 10 % до 90 %. В этом диапазоне тензочувствительность прямо пропорциональна относительной влажности и температуре. Путем исследования физико-химических характеристик, компонентов составляющих хрупких покрытий были разработаны и подтверждены актом внедрения новые составы тензочувствительных покрытий. Тензочувствительность покрытия зависит от характеристик компонентов состава, и критерий формирования покрытия влияет на картину распространения трещин для исследования напряженно-деформированного состояния. В рамках решения задачи проведены планирование эксперимента и поиск возможных химических компонентов для создания покрытия. За основу при разработке нового состава взята резорцинофор мальдегидная смола, которая является продуктом поликонденсации резорцина и формальдегида в среде этилового спирта, этиленгликоля и водного раствора. Важным свойством фенолоформальдегидных смол является нерастворимость в углеводородных смесях. Для получения неплавкого нерастворимого лакокрасочного материала добавляется отвердитель для сшивания резорциновых наволоков и пластификатор для уменьшения межмолекулярного взаимодействия и повышения кинетической гибкости цепи, что приводит к уменьшению времени структурной релаксации и сдвигу температуры стеклования. Исследования, проведенные авторами, позволяют расширить применение метода хрупких тензочувствительных покрытий для диагностики напряженно-деформиро-ванного состояния нефтегазового оборудования.