pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTU10.21122/2220-9506-2017-8-4-38-45pimi-346Research ArticleМетоды измерений, контроля, диагностикиMethods of measurements, monitoring, diagnosticsОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИН СОСТАВЛЯЮЩИХ ДВУХСЛОЙНОГО НИКЕЛЬ-ХРОМОВОГО ПОКРЫТИЯ МАГНИТНЫМ ПОНДЕРОМОТОРНЫМ МЕТОДОМ ПРИ ОДНОСТОРОННЕМ ДОСТУПЕ К КОНТРОЛИРУЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИDETERMINATION OF THE THICKNESS OF THE COMPONENTS OF A DOUBLE-LAYER NICKEL-CHROMIUM COATING BY MAGNETIC PONDEROMOTIVE METHOD WITH UNILATERAL ACCESS TO THE CONTROLLED SURFACEГнутенкоЕ. В.GnutenkoY. V.

Адрес для переписки: Гнутенко Е.В. – Институт прикладной физики НАН Беларуси, ул. Академическая, 16, г. Минск 220072,    e-mail: gnutenkoev@gmail.com

Address for correspondence: Gnutenko Y.V. – Institute of Applied Physics of the National Academy of Sciences of Belarus, Akademicheskaya str., 16, Minsk 220072, Belarus   e-mail: gnutenkoev@gmail.com

gnutenkoev@gmail.comРудницкийВ. А.RudnitskyV. A.Институт прикладной физики НАН БеларусиБеларусьInstitute of Applied Physics of the National Academy of Sciences of BelarusBelarus20171512201784365373Copyright © Гнутенко Е.В., Рудницкий В.А., 20172017Гнутенко Е.В., Рудницкий В.А.Gnutenko Y.V., Rudnitsky V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://pimi.bntu.by/jour/article/view/346

Для придания камере сгорания жидкостного ракетного двигателя требуемых эксплуатационных свойств наиболее широкое применение нашло нанесение толстослойных никелевого (до 700 мкм) и хромового (до 200 мкм) покрытий. При этом главным параметром, определяющим способность покрытия выполнять свою функцию, является его толщина и равномерность ее распределения. Основной проблемой существующих в настоящее время неразрушающих методик определения толщин рассматриваемых покрытий является то, что они могут использоваться только на стадии производства изделий ракетной техники, когда есть доступ к изделию со стороны внутренней стенки камеры сгорания до и после нанесения хромового покрытия на подслой никеля. Однако когда уже готовое изделие поступает на последующие этапы сборки на другое предприятие, то часто встает вопрос входного контроля толщин покрытий из никеля и хрома. В данном случае применить существующие методики контроля на готовом изделии не представляется возможным либо их использование приводит к недопустимым погрешностям результатов измерений. Целью работы являлась разработка методики неразрушающего определения толщин описанных двухслойных покрытий магнитным пондеромоторным методом в условиях одностороннего доступа к готовому изделию со стороны хромового покрытия.

Предложена новая методика неразрушающего определения толщин никелевого и хромового покрытий двухслойной структуры на готовом изделии без априорных данных о свойствах или толщинах этих покрытий или изделия в целом с использованием магнитного пондеромоторного метода.

Разработанная методика реализована в толщиномере двухслойных никель-хромовых покрытий ТЭП-ХН1, который успешно применяется предприятиями ракетно-космической отрасли Российской Федерации.

The application of thick-layer nickel (up to 700 μm) and chromium (up to 200 μm) coatings has been widely used to give the combustion chamber of a liquid-propellant rocket engine the required operational properties. The main parameter that determines the ability of a coating to fulfill its function is its thickness and uniformity of its distribution. The main problem of current nondestructive methods for determining the thickness of coatings under consideration is that they can be used only at the stage of production of rocket engineering products, when there is an access to the product from the side of the inner wall of the combustion chamber before and after applying a chromium coating to the nickel sublayer. However, when an already finished product arrives at subsequent stages of assembly to another enterprise, there is often a need of incoming control of the thicknesses of coatings from nickel and chromium. In this case, it is not possible to apply existing control techniques to a finished product, or the use of these techniques leads to unacceptable errors in the results of measurements. The goal of the research was to develop a technique for nondestructive determination of the thickness of each component of the two-layer nickel-chromium coating by the magnetic ponderomotive method under conditions of unilateral access to the finished product from the side of the chromium coating.

A new technique for nondestructive determination of the thicknesses of nickel and chromium coatings of the double-layer structure on a finished product without a priori data on the properties or thicknesses of these coatings or a product in general is proposed using a magnetic ponderomotive method.

This newly developed technique is implemented in the thickness gauge TEP-XN1 of double-layer nickel- chromium coatings, which is successfully used by enterprises of the rocket and space industry of the Russian Federation.

толщинометриядвухслойные покрытияникельхроммагнитный пондеромоторный методthickness gaugingdouble-layer coatingsnickelchromiummagnetic ponderomotive methodReferencesВоробей, В.В. Технология производства жидкостных ракетных двигателей / В.В. Воробей, В.Е. Логинов. − М. : Изд-во МАИ, 2001. – 496 с.Vorobei V.V., Loginov V.E. Tekhnologiya proizvodstva zhidkostnykh raketnykh dvigatelei [Technology of the production of liquid-propellant rocket engines]. Moscow, Moscow Aviation Institute Publ., 2001, 496 p. (in Russian).Ras, J. Design of Liquid Propellant Rocket Engines / J. Ras. – LULU Press, 2016. – 412 с.Ras J. Design of Liquid Propellant Rocket Engines. LULU Press, 2016, 412 p.3. Макаров, Ю.Н. Актуальные проблемы неразрушающего контроля качества космической техники : монография / Ю.Н. Макаров, В.Е. Прохорович, А.И. Птушкин [и др.]. – СПб. : Альтеор, 2008. – 336 с.3. Makarov Y.N, Prohorovich V.E., Ptushkin A.I. Aktual’nye problemy nerazrushayushchego kontrolya kachestva kosmicheskoi tekhniki [Actual problems of non-destructive quality control of space technology]. St. Peterburg, Alteor Publ., 2008, 336 p. (in Russian).4. Schlesinger, M. Modern Electroplating (5th Edition) / M. Schlesinger, M. Paunovic. – John Wiley &Sons, Inc, 2010. – 736 c. doi: 10.1002/97804706026384. Schlesinger M., Paunovic M. Modern Electroplating (5th Edition). John Wiley & Sons Inc., 2010, 736 p. doi: 10.1002/9780470602638Blitz, J. Electrical and Magnetic Methods of Non-destructive Testing / J. Blitz. – Springer Science & Business Media, 2012. – 261 c. doi: 10.1007/978-94-011-5818-3Blitz J. Electrical and Magnetic Methods of Non-destructive Testing. Springer Science & Business Media, 2012, 261 p. doi: 10.1007/978-94-011-5818-3Потапов, А.И. Неразрушающие методы и средства контроля толщины покрытий и изделий / А.И. Потапов, В.А. Сясько. – СПб. : Гуманистика, 2009. – 904 c.Potapov A.I., Syas’ko V.A. Nerazrushayushchie metody i sredstva kontrolya tolshchiny pokrytii i izdelii [Nondestructive Methods and Tools for Testing Thicknesses of Coatings and Products]. St. Petersburg, Gumanistika Publ., 2009, 904 p. (in Russian).Лухвич, А.А. Возможности магнитодинамического метода контроля толщины двухслойных покрытий / А.А. Лухвич, О.В. Булатов // Дефектоскопия. – 2008. – № 10. − С. 26−34.Luhvich A.A., Bulatov O.V. [The possibilities of the magnetodynamic method for controlling the thickness of double-layer coatings]. Defektoskopiya [Russian Journal of Nondestructive Testing], 2008, no. 10, pp. 26–34 (in Russian).Рудницкий, В.А. Определение толщины двухслойных никель-хромовых покрытий магнитным методом / В.А. Рудницкий, Е.В. Гнутенко, А. П. Крень // Метрология и приборостроение. – 2015. – № 4. – С. 24–29.Rudnitsky V.A., Gnutenko E.V., Kren A.P. [Determination of the thickness of double-layer nickel- chromium coatings by magnetic method]. Metrologiya i priborostroenie [Metrology and instrument making], 2015, no. 4, pp. 24–29 (in Russian).Ravaud, R. Cylindrical magnets and coils: Fields, forces, and inductances / R. Ravaud, G. Lemarquand, Babic, V. Lemarquand, C. Akyel // IEEE Transactions on Magnetics.– 2010. – No. 46 (9). – Р. 3585–3590. doi:10.1109/TMAG.2010.2049026Ravaud, R., Lemarquand, G., Babic, S., Lemarquand, V., Akyel, C. Cylindrical magnets and coils: Fields, forces, and inductances. IEEE Transactions on Magnetics, 2010, no. 46 (9), pp. 3585–3590. doi:10.1109/TMAG.2010.2049026

The authors declare that there are no conflicts of interest present.