Изобретен новый метод обнаружения микротрещин в конструкциях из металла — с помощью химического сенсора, чувствительного к водороду. Оказывается, о наличии микротрещины, невидимой глазу, можно судить по водороду, который выделяется из металла при образовании механических дефектов.
Всем известно, что трещины на поверхности изделия крайне нежелательны. Они уменьшают прочность конструкции и даже могут вызвать ее разрушение. Ученые из российского научного центра «Курчатовский институт» предложили метод, позволяющий находить микроскопические повреждения на поверхности металлических конструкций. В его основе лежит способность водорода легко проходить сквозь металл. Достаточно измерить содержание водорода около поверхности, и если окажется, что оно выше фона, значит, рядом трещина.
В свободном виде водород существует как молекула из двух атомов, но попав на поверхность металла, она распадается на атомы. Крошечный атом свободно проходит сквозь металл, доходит до другой поверхности, встречает еще один атом, превращается в молекулу водорода и улетает через микротрещины.
Чтобы обнаружить ничтожные количества газа, ученые предложили использовать уникально чувствительный и селективный к водороду химический сенсор с каталитически активным электродом, разработанным ранее в Курчатовском институте. Как оказалось, по сигналу химического сенсора можно определить и величину образовавшихся дефектов. Их находят, перемещая точки отбора пробы воздуха над поверхностью исследуемого объекта. При этом точность определения координат дефекта составляет около двух миллиметров, а минимальный размер самого дефекта — несколько десятков микрон.
Разработанная система позволяет в реальных условиях постоянно следить за возникновением механических повреждений в любых металлических конструкциях и прогнозировать ресурс безопасной эксплуатации.