Файл: Постников В.И. Исследование и контроль износа машин методом поверхностной активации.pdf

Анализ спектров с нагретой и холодной половин облучен­ ного образца, истертого на глубину 100 мкм, и определение замеров скорости счета нескольких образцов, истертых на глу­ бину до 150 мкм, показали, что изменения в скорости счета, а следовательно, и диффузии, сколько-нибудь существенно влияющей на изменение скорости счета, при работе в указан­ ных условиях не происходит.

3. Влияние отражения у-излучения на изменение скорости счета

Проведенные теоретические расчеты и экспериментальные ис­ следования на различных типах двигателей показали необхо­ димость проведения исследований в сопоставимых условиях или при изменении условий определения поправочного коэффициен­ та на отражение у-излучения.

Как следует из табл. 9, при расположении поршня (или бру­ сков, моделирующих условия отражения от поршня) напротив вставки скорость счета увеличивается приблизительно на 5%. Это изменение скорости счета нельзя объяснить уменьшением количества радиоактивных изотопов за счет распада, так как при среднем периоде полураспада около 80 дней изменение ско­ рости счета в течение 1 ч вследствие распада составит не более 0,3%. Аналогичные результаты получены на двигателе установки ИДМ.

Т а б л и ц а 9

Влияние обратного отражения у-излучения и места образования аннигиляционного у-излучения на скорость счета

4* 51

Так как износ в-некоторых случаях исследовали при работе двигателя, то скорость счета от активированной детали должна быть несколько большей, чем при нижнем положении поршня, исходя из чего и рассчитывали поправку.

Промежуток времени, в течение которого поршень проходит перед вставкой, можно найти по величине угла поворота колен­ чатого вала -ср. Тогда поправочный коэффициент на обратное от­ ражение &отр может быть определен по формуле

h _ срЛГ + (360 — ф) N" .

где N' — средняя скорость счета при противосостоянии поршня против вставки, имп/мин; N"— то же, при нижнем положении поршня, имп/мин; 360—ф — угол поворота коленчатого вала, в течение которого поршень находится ниже вставки, град.

4. Исследования, связанные с вопросами техники безопасности

Результаты радиологического анализа подтвердили полную безопасность при использовании метода в обычных производст­ венных условиях, однако для дальнейшей проверки безопасно­

Рис. 2.1. Характеристика изменения фона при установке активированной

сти условий работы провели ряд исследований, связанных с от­ работкой метода.

52

Г Л А В А 3

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА

§ 1. ОБЩАЯ СХЕМА ВЫЧИСЛЕНИЯ

Основа математической обработки результатов измерения скорости счета на детали и перевод ее в единицы линейного из­ носа — сопоставление данных, полученных в процессе модели­ рования на образцах, и замеров на детали.

Математически такую зависимость можно выразить в виде соотношения

о существовании аналогичной зависимости между износом ак­

Таким образом, износ детали Д6< можно определить по най­ денным в процессе моделирования параметрам, характеризую­

При одинаковых геометрических условиях измерений и при условии введения необходимых поправок отношение активностей можно заменить отношением скоростей счета от источника из­ лучения.

Для образца указанное равенство можно выразить:

AflAf = Nf/K6,

аналогично имеем соотношение для детали:

AjA^NjN*,

54

имп/мин.

В связи с тем что скорость счета от образца для моделиро­ вания износа и от активированной детали можно измерить неодновременно, в результаты измерений необходимо вводить поправку на распад радиоактивных изотопов.

Таким образом, при расчетах, связанных с обработкой ре­ зультатов исследования, следует пользоваться следующим соот­ ношением:

§ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПРАВОК, СВЯЗАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА

Результат измерения может отличаться от действительного значения измеряемой величины из-за возможных погрешностей измерений, значение которых определяет достоверность получен­ ного результата.

Погрешности связывают обычно с процессом измерения, с несовершенством аппаратуры и метода измерения, предпола­ гая при этом, что измеряемая величина имеет постоянное зна­ чение.

При измерении ионизирующих излучений приходится учиты­ вать флюктуации самой измеряемой величины, а также влияние космического фона и распада радиоактивных атомов.

Если погрешности, связанные с флюктуацией, можно значи­ тельно снизить, увеличивая время измерения (набор статисти­ ки), то учесть влияние фона и распада радиоактивных изото­ пов можно, вводя соответствующие поправки.

. В том случае, если исследование ведут с использованием га­ зоразрядных счетчиков, необходимо вносить поправку на разре­ шающее время, которую определяют по формулам, приведен­ ным в работах [8, 9].

В связи с тем, что каждый счетчик всегда дает некоторый счет даже в отсутствие исследуемых источников излучения, не­ обходима поправка на фон, который препятствует точным изме­ рениям, особенно слабых активностей. Фон можно уменьшить, окружив детектор излучения специальной защитой в виде до­ мика из свинца, чугуна или стали, закрывающего со всех сто­ рон детектор.

55

Значение скорости счета от фона А/ф вычитают из ранее най­ денного значения скорости счета N\ с поправкой на разрешаю­ щее время. Тогда величину скорости счета с поправкой на раз­ решающее время и фон N2 можно определить из соотношения A/2 = /V,-/V( p.

Моделирование и исследование износа деталей, как правило, проводят неодновременно. В связи с этим необходимо учесть влияние на измерение активности и скорости счета распада радиоактивных изотопов, образовавшихся в образце и детали в результате их активации заряженными частицами.

Если при активации образуется один радиоактивный изотоп, то закономерность изменения активности во времени можно оп­ ределить уравнением:

топа.

Для упрощения сравнения активностей возьмем их отношение

At/A0 = e-u = f(Q.

Для отдельно взятого радиоактивного изотопа имеет место линейная зависимость логарифма активности от времени.

Для определения зависимости изменения активности во вре­ мени изготовляют образцы, являющиеся эталонами распада, которые активируются одновременно с исследуемой деталью. Поскольку радиоизотопный состав легированного чугуна, акти­ вированного заряженными частицами, зависит от химического состава, то химический состав эталонов распада должен быть максимально близким,химическому составу детали, износ кото­ рой исследуется.

При условии, что радиоизотопный состав по глубине не ме­ няется и геометрические условия измерений скорости счета от эталонов распада, образцов для моделирования износа и акти­ вированной детали одинаковы, зависимости изменения во вре­ мени активностей и скоростей счета (после введения поправок) будут одинаковыми:

56