Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса 7
1.1 Материалы для искусственных клапанов сердца (ИКС), применяемые за рубежом 9
1.2 Технология и свойства углеситалла УСБ-15 15
1.3 Технология и свойства углеситалла УСБ-1 и УСБ-2 24
2 Совершенствование технологии получения углеситалла для ИКС 30
2.1 Совершенствование технологии получения пластин из углеситалла 30
2.2 Совершенствование технологии получения втулок из углеситалла 37
3 Исследования свойств углеситалла для ИКС 39
3.1 Исследование структуры углеситалла 39
3.2 Исследование физико-механических свойств углеситалла 44
3.3 Исследование триботехнических свойств углеситалла 47
4 Разработка системы контроля и оценки качества углеситалла для ИКС 51
4.1 Исследование корреляции между свойствами углеситалла 51
4.2 Исследование связи свойств углеситалла с эксплуатационными свойствами ИКС 55
4.3 Система контроля и оценки качества углеситалла 61
Выводы 69
Библиографический список использованной литературы 72
Приложения 79
- Материалы для искусственных клапанов сердца (ИКС), применяемые за рубежом
- Совершенствование технологии получения пластин из углеситалла
- Исследование физико-механических свойств углеситалла
- Исследование связи свойств углеситалла с эксплуатационными свойствами ИКС
Введение к работе
Актуальность темы
Проблема материала для искусственных клапанов сердца (ИКС) всегда была одной из самых важных. В начале 80х годов в нашей стране углеситалл был выбран как материал, приемлемый для изготовления элементов ИКС.
Однако существующая в то время технология не позволяла получать углеситалл со стабильными свойствами, достаточной прочностью и однородностью. Поэтому при первых испытаниях ИКС с элементами из углеситалла были получены неоднозначные результаты. Одни образцы углеситалла удовлетворяли всем жестким требованиям, предъявляемым к ИКС, другие по некоторым параметрам выходили за рамки требований.
Недостаточно были изучены свойства углеситалла, имеющие важное значение при использовании в ИКС, и их связь с эксплуатационными свойствами ИКС.
Не существовало системы контроля качества свойств углеситалла, обеспечивающей прочность, надежность и долговечность ИКС.
Цель работы - получение углеситалла повышенной прочности и однородности для изготовления надежных и долговечных ИКС.
Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие основные задачи:
-
Совершенствование технологии получения углеситалла повышенной прочности и однородности для ИКС.
-
Исследование свойств углеситалла, имеющих важное значение при использовании в ИКС.
-
Изучение связи свойств углеситалла с эсплуатационными свойствами ИКС.
4. Разработка системы контроля и оценки качества углеситалла для ИКС.
Научная новизна
1. Установлено, что предварительное осаждение на графитовую подложку из газовой фазы термокомпенсационной углеродной прослойки анизотропной структуры, выполнение графитовой подложки в виде полого тела вращения цилиндриче-
ской формы и обеспечение неизменных условий осаждения приводит к повышению однородности и прочности углеситалла.
-
Уточнен, дополнен и расширен перечень определяемых свойств углеситалла. Это позволило убедиться в том, что ИКС или его компоненты из углеситалла выдержат нагрузки, вызываемые организмом человека в течение всего срока службы изделия.
-
Установлены корреляционные зависимости между свойствами углеситалла, что позволило констатировать отсутствие сильных связей между свойствами. Поэтому необходим 100% контроль свойств каждого элемента ИКС.
-
Установлено, что предварительное нагружение до 50% прочности не влияет на прочность углеситалла. Это подтверждает, что при таком нагружении в структуре углеситалла микротрещины не образуются.
-
Установлено, что при концентраторах напряжений с радиусами менее 0,15 мм углеситалл крайне чувствителен к концентрации напряжений. Это подтверждает, что углеситалл относится к хрупким материалам.
-
Установлена зависимость влияния качества обработки углеситалла на его прочность, что позволило установить оптимальные требования к качеству поверхности углеситалла. Элементы ИКС из углеситалла должны иметь максимально полированную поверхность.
Практическая ценность
-
Усовершенствована технология получения пластин углеситалла повышенной прочности и однородности для ИКС. Технология внедрена в процесс производства в НПП «МедИнж».
-
Усовершенствована технология получения втулок углеситалла повышенной прочности и однородности для ИКС, позволившая повысить производительность в несколько раз. Технология внедрена в процесс производства в НПП «МедИнж».
-
Разработана и внедрена в НПП «МедИнж» система оценки и контроля качества углеситалла для ИКС. Разработан и внедрен полный комплект нормативно-технической документации для проведения контроля.
4. Результаты данной работы внедрены б НПП «МедИнж», где в 1994 году начат выпуск ИКС. Предприятие «МедИнж» в настоящее время является ведущим предприятием по выпуску ИКС в России. В клиники страны (НЦССХ им Бакулева, НИИТИО и др.) поставлено более 22 000 ИКС из углеситалла повышенной прочности. На НПП «МедИнж» ведутся работы по выходу на международный рынок ИКС.
Положения, выносимые на защиту:
-
Совершенствование технологии получения пластин и втулок углеситалла повышенной прочности и однородности для ИКС.
-
Уточнение, дополнение и расширение перечня определяемых свойств углеситалла для ИКС.
-
Корреляционные зависимости между свойствами углеситалла.
-
Зависимости эксплутационных свойств ИКС от комплекса свойств углеситалла.
5. Система оценки и контроля качества углеситалла для ИКС.
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались: на XI конференции молодых ученых института машиноведения (г.Москва, 1987); на III Московской научно-технической конференции «Триботехника - машиностроению» (Москва, 1987); на IV Московской научно-технической конференции «Триботехника - машиностроению» (Москва, 1989); на Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем» (г.Пенза, 1998); на Четвертом Всероссийском съезде сердечнососудистых хирургов (г.Москва, 1998); на ХН WORLD CONGRESS OF INTERNATIONAL SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS, XXVI CONGRESS OF EUROPEAN SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS (EDINBURGH, 1999); на конгрессе, посвященном 90-летию со дня рождения академика РАМН Б.А.Королева, «Сердечнососудистая хирургия на рубеже веков» (Нижний-Новгород, 2000); на Всероссийской научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (Пенза, 2001): на Седьмом Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2001); на Международной научно-технической конференции «Современные мате-
риалы и технологии - 2002» (Пенза, 2002); на научно-техническом совете отдела 7 ФГУП НИИГрафит и в НПП «МедИнж».
Публикации
Основное содержание диссертации опубликовано в 27 работах: 13 статей; 3 авторских свидетельства и патента; 11 тезисов докладов. Статьи опубликованы в центральных журналах в России и за рубежом, в сборниках тезисов. 2 статьи заде-понировано.
Структура и объем диссертации
Материалы для искусственных клапанов сердца (ИКС), применяемые за рубежом
Более сложной проблемой был выбор материала для подвижных элементов ИКС, так как он должен иметь плотность в пределах (1050 - 2000) кг/м3, близкую к плотности крови, для обеспечения хороших гидродинамических характеристик.
Первыми материалами для изготовления подвижных элементов (дисков) ИКС были тефлон и делрин. Однако, ввиду ранней дегенерации тефлона и возможности разбухания делрина при паровой стерилизации, эти материалы не нашли применения в ИКС.
В начале 1960х годов в Висконсинском университете (США) установили, что тромборезистентность имплантантов увеличивается при нанесении на их поверхность покрытия из коллоидного графита. Испытания, проведенные в 1965 году в США, показали, что лучшими тромборезистентными свойствами обладают покрытия из пироуглерода. Исследования взаимодействия углерода с кровью показали, что совместимыми являются только изотропные пироуглероды [7].
Впервые изотропный пироуглерод для запирающего элемента в виде диска был применен в США в ИКС «В]огк-8Ы1еу» в 1972 году [8].
В США диск или створки ИКС изготовлены из графита с пироуглеродным покрытием. Корпус также может быть сделан из этого материала, или же из чистого пироуглерода, или из титана, или из стеллита. Однако сложные модели некоторых металлических компонентов требуют использования литейных и сварочных технологий. В результате возникли серьёзные проблемы с усталостной прочностью корпусов ИКС из металла [9,10]. Поэтому большинство ИКС, имплантированных в США сегодня, сделаны полностью из пироуглерода или из графита, покрытого пироуглеродом.
Для биомедицинских устройств за рубежом используются три вида углерода: 1. Низкотемпературная изотропная форма пироуглерода (ЬТ1); 2. Стекловидный углерод; 3. Сверхнизкотемпературная изотропная форма (11ЬТ1). Свойства этих материалов приведены в таблице 3. Таблица 3 - Структурные и механические свойства поликристаллического графита и биомедицинских изотропных углеродов Свойства Поликристаллическое графитное осно- вание(подложка) LTI ULTI Стеклоугле- род Плотность, кг/м3 1500-1800 1700-2200 1500-2200 1400-1600 Размер кристаллита, нм 15-250 3-5 8-15 1-4 Коэффициент термического расширения, 10" К"1 0,5-5 5-6 - 2-6 Микротвердость, МПа 500-1200 2300-3700 1500-2000 1500-2000 Модуль Юнга, ГПа 4-12 27-31 14-21 24-31 Прочность при изгибе, МПа 65-300 350-530 345-690 69-206 Деформация разрушения, % 0,1-0,7 1,5-2,0 2,0-5,0 0,8-1,3 Вязкость разрушения, МПа м 1,5 0,9-1,1 - Все три вида имеют нарушенную решетчатую структуру и относятся к тур к бостратным углеродам [11,12,13]. Хотя первоначально пироуглерод был разработан для высокотемпературных применений (покрытие для частиц ядерного топлива), пироуглерод ЬТ1 нашел широкое применение в медицинской промышленности в качестве компонентов для ИКС, так как этот материал показал высокую тромборезистентность и клеточную биосовместимость с кровью и мягкой тканью [11,12,13,14]. Более того, он показывает хорошую прочность и износостойкость [15,16], а также он обладает стойкостью к циклической усталости [17,18]. ЬТ1 использован в более чем 600 ООО имплантированных ИКС и применяется в большинстве коммерчески доступных ИКС [19].
Технология углерода для биомедицинских устройств [20] 1ЛТ. Плотные и высокопрочные компоненты из ЬТ1 изготавливаются совместным осаждением углерода и карбида кремния на поликристаллическое основание из графита (подложку) посредством химического вакуумного осаждения. Процесс проводится в псевдоожиженном слое с использованием газовой смеси кремнесодержащего несущего газа с углеводородом (пропан, метилтрихлорсилан и гелий) при температуре от 1000 до 1500С [17]. Получающийся пироуглерод содержит 10% (по весу) кремния, в основном в форме разрозненных субмикронных частиц (З-БЮ, равномерно распределенных в матрице, состоящей из шероховатых сферических субзерен пироуглерода микронных размеров. Сам пироуглерод име- ;:. ет субкристаллическую турбостратную структуру с размером кристаллитов менее 10 нм. От количества кремния зависят механические свойства пироуглерода.
За рубежом продолжают усовершенствование пироуглерода с целью его применения в протезировании и улучшают качество технологий, используемых для его осаждения. Эти усилия явились результатом усовершенствования технологии, которая позволяет исключить БЮ из пироуглеродного покрытия. Было обнаружено, что чистый углерод без добавления кремния может получаться с несколько улучшенными свойствами. Технология получения Оп-Х углерода аналогична технологии получения ЬТТ. V
В соответствии с рисунком 1 видно, что прочность, деформация, до разру-.. шения и вязкость разрушения выше у Оп-Х углерода по сравнению с ЬТ1. Модуль упругости Оп-Х углерода примерно на 10% ниже, что частично объясняется его улучшенной прочностью.
ИКС должны обеспечивать усталостную долговечность не менее 109 циклов работы со скоростью разрушения не более чем 1/100 000 [19,20]. Этого можно достичь, используя технологию оценки допустимых повреждений. Эта технология основывается на усталостной механике, где говорится о том, что долговечность определяется временем и числом нагрузочных циклов до тех пор, пока трещина не вырастет до критического размера (для пироуглеродных материалов это несколько десятков микрон), а также величиной вязкости разрушения материала.
Обнаружение трещин с размерами в несколько десятков микрон в элементах РЕКС является сложной проблемой для контроля качества. Оптическая и растровая электронная микроскопия может быть успешно использована для металлических клапанов, где обнаруживаемый размер трещин несколько сотен микрон. Однако для ИКС из пироуглеродных материалов применить эти методы невозможно, так как критический размер дефекта и смещение открывающихся трещин значительно меньше, большинство важных трещин в пироуглероде часто находятся под поверхностью и поэтому невидимы для оптической и растровой микроскопии. Невозможно надежно определить дефекты таких размеров и методами с применением ультразвука и рентгена. Поэтому, для пироуглеродных материалов используется проверочный тест.
Проверочный тест основывается на том принципе, что каждый ИКС подвергается нагрузке и предопределенному напряжению, которые выше, чем напряжения, возникающие при работе ИКС в 9рганизме. Элементы ИКС с трещинами размером большим, чем размер критической трещины, будут при испытании разрушены. Поэтому, если элементы ИКС не разрушатся в процессе испытаний, то в них нет трещин с размерами более критических.
Совершенствование технологии получения пластин из углеситалла
По технологии получения пластин из УСБ-1 и УСБ-2 осаждение углеситалла осуществляется непосредственно на поверхность графитовой подложки. В связи с этим возникает необходимость подбора марки графита подложки по коэффициенту температурного расширения (КТР) углеситалла, так как при наличии разницы в КТР в углеситалле при охлаждении от рабочих температур (1400 - 1500С) до комнатной неизбежно возникнут внутренние напряжения, которые могут привести к растрескиванию материала и появлению в нем трещин.
К недостаткам существующей технологии следует отнести также то, что осаждение углеситалла ведут на плоские подложки размером примерно 40x170x5 мм, закрепленных в подложкодержателях сверху и снизу, которые собранны в виде многогранной призмы, установленной внутри кругового нагревателя. В результате этого, из-за разной удаленности граней призмы и ее ребер от поверхности нагревателя, средние и крайние части поверхности осаждения по ширине каждой пластины оказываются в различных условиях, как по температуре, так и по скорости обтекания их газовым потоком. Вследствие этого создаются и различающиеся между собой условия осаждения углеситалла, и он обретает различные по ширине пластины свойства. Неоднородность же свойств, в свою очередь, ведет к ухудшению прочностных характеристик углеситалла.
Кроме этого следует заметить, что данный способ не учитывает уменьшение площади сечения реактора по мере увеличения толщины осаждаемого углеситалла. Между тем, при начальном диаметре вписанной в шестигранник окружности около 80 мм и осаждении слоя углеситалла толщиной 3-10 мм, диаметр поверхности осаждения (по вписанной окружности) уменьшится до 60 - 74 мм, то есть сечение уменьшается на 17 - 78%. При постоянном расходе подаваемой в эту зону газовой смеси и постоянном давлении на входе в реактор такие изменения приводят к увеличению скорости газовой смеси на те же 17 - 78% и, как следствие, также к неоднородности свойств осажденного на внутренней поверхности графитовой подложки углеситалла по толщине его слоя.
При совершенствовании технологии получения углеситалла [45] был разработан реактор с внутренним диаметром 230 мм и высотой 1000 мм. Углеситалл откладывается на внутренней поверхности одной цилиндрической подложки с внутренним диаметром 170 мм. В соответствии с рисунком 7, представлена схема технологической оснастки для получения пластин углеситалла для ИКС.
Повышение однородности углеситалла и его физико-механических свойств обеспечивается тем, что: - предварительно на графитовую подложку из газовой фазы осаждают термокомпенсационную углеродную прослойку анизотропной структуры; - графитовая подложка выполнена в виде полого тела вращения цилиндрической или близкой к цилиндрической конусообразной формы.
Благодаря предварительному осаждению на графитовую подложку термокомпенсационной прослойки анизотропной структуры, в силу взаимосмещаемо- сти слоев прослойки полностью исключается возникновение внутренних напряжений в выращенном массиве углеситалла, не требуется подбор марки графита подложки по КТР, обеспечивается легкое бездефектное отделение углеситалла от графитовой подложки, и тем самым достигается возможность многократного использования подложки.
При выполнении графитовой подложки в виде полого тела вращения цилиндрической или конусной формы обеспечиваются одинаковые условия осаждения конструкционного материала по всему периметру поверхности осаждения подложки, и тем самым - однородность свойств получаемого материала.
При толщине углеситалла 3-10 мм и начальном внутреннем диаметре поверхности отложения 170 мм, к концу процесса диаметр поверхности отложения уменьшиться до 150-164 мм. При этом сечение реакционной зоны уменьшается лишь на 4 - 12%, что в 4 - 6 раз меньше, чем в малом реакторе существующей технологии получения УСБ-2.
Для получения втулок необходимых размеров в разработанном реакторе с внутренним диаметром реакционного пространства 230 мм была разработана технологическая оснастка, позволяющая устанавливать сразу 7 цилиндрических подложек необходимого диаметра. В остальном технология получения втулок аналогична технологии получения пластин.
Исследование физико-механических свойств углеситалла
Исследования проводились методами электронно-зондового рентгеноспектрального анализа и растровой электронной микроскопии на микроанализаторе .ГСХА-733 фирмы ШОЬ (Япония).
В результате количественного рентгеноспектрального микроанализа образцов (выборка п=65) углеситалла были получены следующие результаты:
Среднее содержание бора - 14,2% вес., остальное - углерод (при стандартном отклонении - 2,0% и коэффициенте вариации - 14%).
Параллельно был проведен анализ образцов (выборка п=3) углеситалла УСБ-15, который дал следующие результаты:
Среднее содержание бора - 18,1% вес., остальное - углерод (при стандартном отклонении - 2,0% и коэффициенте вариации - 14%).
Совершенствование технологии получения углеситалла для ИКС привела к небольшому снижению содержания бора в материале при повышении прочностных свойств.
При анализе образцов, вырезанных из цилиндра углеситалла, полученного в одном процессе, по ходу движения газовой смеси в реакторе (верх-середина-низ) было выявлено, что походу движения газа содержание бора в углеситалле несколько увеличивается. Отношение содержания бора в нижней части цилиндра углеситалла к содержанию в верхней части составляет 1,05 (при стандартном отклонении - 0,08 и коэффициенте вариации - 8,6%). Графически это представлено в соответствии с рисунком 11.
При исследовании шлифов методом электронной микроскопии наиболее информативным оказался сигнал в обратно-рассеянных (отраженных) электронах. Упруго-рассеянные (отраженные) электроны покидают образец с энергией, которая меньше энергии первичных электронов из-за неупругих процессов. Для образцов с низким атомным номером лишь небольшое число электронов рассеивается на большие углы и покидает образец как отраженные электроны, большинство же электронов поглощаются образцом. В образцах с большим атомным номером наблюдается значительное рассеяние вблизи поверхности, и большая часть падающих электронов отражается.
Таким образом, изображение в обратно-рассеянных электронах используется для получения контраста по атомному номеру элементов. На представленных фотографиях (рисунки 13 б, г) поверхности шлифов более темные участки соответствуют преобладанию в них более легких (по атомному номеру) элементов, и наоборот, в светлых участках преобладают более тяжелые элементы. Так как в состав углеситалла входят только углерод и бор, можно сказать, что в темных участках содержание бора выше (углерода соответственно - ниже), чем в светлых. образцы вырезаны из верхней части цилиндра углеситалла партии 68 образцы вырезаны из нижней части цилиндра углеситалла партии 68 Рисунок12 - Фотографии излома образцов углеситалла во вторичных (а, в) и обратно-рассеянных (б, г) электронах Исследование тонкой структуры углеситалла Исследования были проведены на дифрактометре "ДРОН-1,0" по стандартной методике. Результаты исследований приведены в таблице 12 В результате статистической обработки данных были получены следующие результаты: - Среднее значение ё002=3,46±0,01 А0 (при коэффициенте вариации - 0,3%); - Среднее значение Ьс=80±1 А0 (при коэффициенте вариации - 3,8%); - Среднее значение Ьа=111±4 А0 (при коэффициенте вариации - 12%). Полученные результаты говорят о том, что параметры тонкой структуры при данной технологии получения углеситалла для ИКС имеют практически постоянные значения. По сравнению с углеситаллом УСБ-15 параметр ёоо2 имеет большее, а параметры Ьс и Ьа меньшие значения, т.е. структура углеситалла для ИКС более искажена и имеет меньшие размеры кристаллитов, что и определяет повышенную прочность материала.
Углеситалл известен более 30 лет, однако многие свойства углеситалла до сих пор были не определены. В соответствии с требованиями международных стандартов ЕЙ 14630:1997 и ЕЙ 12006-1:1999 были проведены исследования физико-механических свойств углеситалла. Эти испытания необходимы для того, чтобы убедиться в том, что ИКС или его компоненты выдержат нагрузки, вызываемые организмом человека в течение всего срока службы изделия. Для возможности теоретической оценки коэффициента трения и интенсивности изнашивания элементов ИКС из углеситалла необходимо определить триботех- нические свойства углеситалла. В лаборатории общей теории трения Института машиноведения РАН были проведены исследования триботехнических свойств углеситалла [46,47].
Определение параметров шероховатости поверхности. К параметрам шероховатости поверхности относятся параметры кривой опорной поверхности Ь и V, максимальная высота микронеровности КтаХ) радиус закругления микронеровностей
Исследование связи свойств углеситалла с эксплуатационными свойствами ИКС
Исследование влияния предварительного погружения на прочность углеситалла. Исследование влияния предварительного нагружения на предел прочности на изгиб проводилось на образцах углеситалла в виде балочек размерами 2x2x20 мм из разных партий углеситалла. Образцы предварительно нагружались по стандартной методике (трёхточечный изгиб) нагрузкой 60Н. Эта величина соответствует примерно 50% средней разрушающей нагрузки образцов углеситалла. Затем нагрузка снималась. После этого определялся предел прочности этих образцов. Параллельно определялся предел прочности образцов из этих же партий, но без предварительного нагружения.
Следовательно, можно сказать, что предварительное нагружение углеситал- ла до величины 50% разрушающей нагрузки не влияет на прочность углеситалла.
Исследование влияния концентраторов напряжений на прочность углеситалла Определение эффективных коэффициентов концентрации для различных радиусов концентратора напряжений проводилось на образцах размерами 2x2x20 мм с концентраторами напряжений и без концентраторов из углеситалла и пиро- графита изотропного (ПГИ).
Из одной пластины углеситалла или ПГИ с замеренными значениями плотности и микротвердости изготавливалось по 6 балочек размерами 2x2x20 мм. На 3 балочках шлифовальным кругом с 90-градусным углом заточки делались надрезы (концентраторы напряжений) одинаковой глубины с определенным радиусом скругления угла. Затем на этих балочках определялось среднее значение силы Р, при которой происходило разрушение балочек.
Следовательно можно сказать, что углеситалл и ПГИ как изотропные пиро- углеродные материалы имеют близкие значения эффективных коэффициентов концентрации. Эффективные коэффициенты концентрации углеситалла и ПГИ совпадают с теоретическими коэффициентами концентрации. Это подтверждает то, что пироуглеродные материалы относятся к хрупким материалам и они очень чувствительны к концентрации напряжений.
Исследование влияния обработки на прочность углеситалла Определение влияния качества обработки поверхности на предел прочности проводилось на образцах углеситалла средними размерами 2x1,5x20 мм. Испытан 51 образец, из которых 21 образец обработан шлифовкой в соответствии с технологическими требованиями, а у 30 образцов нагружаемые стороны дополнительно обработаны полировкой до получения шероховатости Яа=0.05, Я2=0.4.
Для каждого образца определялась разрушающая нагрузка (Рра3р.). По результатам испытаний вычисляются средние значения предела прочности для образцов со шлифованными и полированными поверхностями. Кроме того, определяются среднеквадратичные отклонения предела прочности и коэффициенты вариации.
Как было показано выше, углеситалл относится к хрупким материалам, он очень чувствителен к любым дефектам на поверхности. Поэтому система контроля и оценки качества углеситалла при изготовлении из него элементов ИКС должна обеспечивать надежность и долговечность ИКС.
Принимая во внимание полученные результаты исследований свойств углеситалла для ИКС, система контроля и оценки качества углеситалла была разработана на следующих принципах:
1 Прочность углеситалла не имеет сильной связи ни с одним из его физико- механических свойств. Поэтому необходимо оценивать пределы прочности каждого полученного в одном технологическом процессе цилиндра углеситалла для получения пластин и каждой трубки - для получения втулок.
2 Необходим 100% контроль микроструктуры, плотности, микротвердости каждой пластины и втулки.
3 Для исключения больших внутренних напряжений необходимо у каждой пластины и втулки определять значение коэффициента вариации микротвердости. Как было показано выше, микротвердость является мерой микронапряженности в углеситалле и большой разброс микротвердости в пределах одной пластины или втулки будет говорить о повышенных внутренних напряжениях.
4 Для выявления в элементах ИКС дефектов, полученных при механической обработке и превышающих критические значения, необходимо для каждой створки и корпуса ИКС проводить проверочный тест. Тест заключается в нагружении отдельного элемента ИКС нагрузкой превышающей физиологическую не менее чем в 10 раз, но не превышающую среднюю прочность элемента более чем в 2 раза.
5 Створки и корпуса ИКС должны иметь самое высокое качество полированной поверхности, не должны иметь концентраторов напряжений в виде рисок и царапин. Необходим 100% визуальный контроль соблюдения этих требований.
6 Для выявления дефектов, полученных при сборке ЖС и превышающих критические значения, необходимо проводить проверочный тест для готового ИКС. Тест заключается в нагружении готового ИКС нагрузкой превышающей физиологическую не менее чем в 10 раз, но не превышающую среднюю прочность ИКС более чем в 2 раза.
В соответствии с разработанными ТУ-9493-001-27771122-2000 «Углеси- талл марки УСБ и детали из него» углеситалл получают в форме пластин и цилиндров (исполнение - углеситалл УСБ-П, далее по тексту УСБ-П) или втулок и трубок (исполнение - углеситалл УСБ-В, далее по тексту УСБ-В). Углеситалл и детали из него должны удовлетворять требованиям, изложенным в таблице 24.
