КОМПЛЕКТ ЛАБОРАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРИСТОСТИ

Предлагаемая полезная модель относится к области физических, исследований и может использоваться во многих отраслях производства, в том числе, в порошковой металлургии и в лабораторной практике различных НИИ и организаций при проведении физических анализов.
Известны различные устройства для проведения петрофизических способов оценки /определения/ общей или открытой пористости консолидированных пород весовым и объемным методами, в том числе методом Мельчера или Преображенского (Орлов Л.И., Карпов Е.Н. Петрофизические исследования коллекторов нефти и газа. М.: Недра, 1987 г.).
Например, для определения коэффициента общей пористости по способу Мельчера предварительно оценивают удельный и объемный веса исследуемой породы, причем ее удельный вес определяют пикнометрически, а объемный вес определяют гидростатическим взвешиванием парафинированного образца в воде; коэффициент общей пористости рассчитывают из соотношения дефицита указанных весов к удельному весу образца.
При определении пористости способом Преображенского объем открытых пор оценивают по объему керосина, вошедшего в них при насыщении определяемого образца, а объем последнего гидростатическим взвешиванием в керосине, причем коэффициент открытой пористости образца рассчитывают по результатам его взвешивания до и после насыщения.
Недостатком комплекта оборудования для реализации данных методов является то, что с помощью его можно определить пористость тел лишь с открытыми порами и не позволяет определить полную пористость для спеченных изделий из порошковых материалов, содержащих значительное количество закрытых пор. Для открытия таких пор необходимо измельчить исследуемые образцы.
Наиболее близким по методической сущности к решаемому вопросу и предложенному комплекту лабораторного оборудования является комплект оборудования для определения плотности и пористости горной породы описанный в ГОСТ 30629-99. Он включает исследуемые образцы и приборы для измерения объема (пикнометр), массы образца (весы) и измельчитель в виде ступки или дробилки. (ГОСТ 30629-99 Межгосударственный стандарт "Материалы и изделия облицовочные из горных пород. Методы испытаний" раздел 6.3. Определение плотности и пористости горной породы. 2001 г 34 с.).
Недостатком данного комплекта лабораторного оборудования (прототипа) является ограниченность области применения, проявляющаяся в том, что она ограничена хрупкими материалами, и комплект лабораторного оборудования не позволяет определить пористость для изделий из пластичных материалов, в том числе, например, спеченных изделий из порошков.
Техническим результатом предложенной разработки является расширение области применения.
Это достигается тем, что в качестве измельчителя применяют металлорежущий инструмент.
В качестве металлорежущего инструмента можно применять напильники, фрезы, резцы, сверла.
Определение пористости на предложенном комплекте лабораторного оборудования осуществляют следующим образом.
На первом этапе весовым методом определяют массу исходного образца, а затем образец парафинируют и пикнометрическим методом определяют его объем.
На втором этапе исходный образец измельчают металлорежущим инструментом до стружки с размерами частиц по трем осям меньше 1 мм, например, драчевым напильником (с насечкой №0 или 1) и определяют объем измельченного материала по массе тождественного массе исходного образца.
Разность объемов одинаковых масс исходного образца и измельченного материала представляет абсолютный объем пор, а при отнесении данной величины к объему исходного образца (умножив частное на 100%) получаем процентное содержание пор в исследуемом образце.
Для повышения точности измерения проводят параллельные опыты на 3-5 тождественных образцах.
На разработанной полезной модели проведены исследования по определению пористости изделий из порошковых материалов (втулки из порошка марки Сп100Д2,5) и их пористость составила от 15% до 17%. На комплекте оборудования для определения пористости горной породы, описанном в ГОСТ 30629-99, определить пористость данных изделий из порошковых материалов не удалось.
Для проверки возможности использования полезной модели и для других материалов на ней, по вышеприведенной методике, определили пористость, таких изделий, как силикатного и керамического кирпича, при этом пористость этих материалов, соответственно, составила 9 и 32%.
Промышленно-экономическая эффективность использования данной разработки обеспечивает расширение области применения комплекта. При этом также обеспечивается повышение точности, оперативности и производительности при определении пористости изделий из пластичных материалов, например, спеченных изделий из порошковых материалов.