Способ испытания полых изделий на герметичность при криогенных температурах

 

Изобретение относится к области контроля герметичности оболочек криогенно-вакуумных установок и позволяет повысить чувствительность и достоверность испытаний-. Изделие 1 помещают в вакуумную камеру 2, заполняют его хладагентом. Направленным тепловым потоком от нагревательных элементов 9 с отражателями 10 нагревают изде Jt лие 1 до температуры, выше температуры кризиса пленочного кипения хладагента , при которой на внутренней поверхности изделия 1 образуется пленка пара. По течеискателю 5 определяют натекание в камеру 2 паров хладагента . Если нарушений герметичности нет, осуществляют периодическое предельно амплитудное изменение температуры изделия 1 в пределах эксплуатационных температур, а между периодами - циклическое малоамплитудное изменение температуры изделия 1 от температуры кипения .хладагента до температуры, выше температуры кризиса пленочного кипения. После определения степени негерметичности место течи определяют путем локального последовательного нагрева изделия 1. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. с S (Л 10 / J оо ю 4 ю 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU, 1312424 (ц 4 С 01 M 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4006527/25-28 (22) 14.01.86 (46) 23.05.87. Бюл. N- 19 (72) Ю.В.Алейник и В.И.Куприянов (53) 620. 165. 29(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 233985, кл. G 01 M 3/00, 1967. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ

НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ ПРИ КРИОГЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ (57) Изобретение относится к области контроля герметичности оболочек криогенно-вакуумных установок и позволяет повысить чувствительность и достоверность испытаний; Изделие 1 помещают в вакуумную камеру 2, заполняют его хладагентом. Направленным тепловым потоком от нагревательных элементов

9 с отражателями 10 нагревают изделие 1 до температуры, выше температуры кризиса пленочного кипения хладагента, при которой на внутренней поверхности иэделия 1 образуется пленка пара. По течеискателю 5 определяют натекание в камеру 2 паров хладагента. Если нарушений герметичности нет, осуществляют периодическое предельно амплитудное изменение температуры изделия 1 в пределах эксплуатационных температур, а между периодами — циклическое малоамплитудное изменение температуры изделия 1 от температуры кипения хладагента до температуры, выше температуры кризиса пленочного кипения. После определения степени негерметичности место течи определя- Ж ют путем локального последовательного нагрева изделия 1. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. С:

1312ч2

Изобретение относится к испыта-. тельной технике и может кспольэоваться для контроля герметично< ти внугренних оболочек крио".åííî-вакуумных установок. 5

Цель изобретения — повьпленке чувствительности и достоверности испытаний путем исключения перекрытия малых течей жидкостью и обеспечения выявления скрытых дефектов, а также обеспечение 10 локализации течи путем локального раскрытия.

На чертеже представлена схема уст— ройства для осуществления способа.

Полое иэделие 1 помещают в камеру

2„ откачиваемую высоковакуумным агрегатом 3 и механическим насосом соединенными с течеискателем 5. Камера 2 оснащена съемной крышкой б с установленными трубопроводами 7 и 8 -0 подвода хладагента в жидкой фазе и отвода в газовой фазе. В камере 2 установлены нагревательные элементы

9 с отражателями 10 для создания направленного теплового потока в сто25 рону изделия 1.

Способ испытаний полых изделий на герметичность при криог нных темПературах осуществляется следующим образом.

Полое изделие 1, например внутренний сосуд криогенного резервуарa,. ".о-.

4реэ течи в изделии 1 и предварительно судят о его герметичности после первого периода охлаждения. Если нарушений герметичности нет, осущест-. вляют сепию цикг.ическсго малоамплитудного изменения температуры изделия

1. Для этого прекращают его нагревание, дают выдержку для стабилизации его температуры на уровне температуры кипения хладагеита и вновь нагревают изделие 1. ПО ле достижения его температуры выше 120 К дают выдержку

30 мин для ее стабилизации и па течеискателю 5 контролируют налкчие течей, Выполняют первую серию из пяти циклов малоамплитудных (77 K -- 120 К) изменений температуры. Затем осуществляют второй период предельноамплигудного изменения гемпературы с нагревом до 300 К и эхлаждением до 77 К.

llpH этом из изделия 1 через патрубок

7 отводят хлацагент, восстанавливают его температуру до комнатной и дают выдержку 30 мин, Зятем изделие 1 вновь заполняют жидким г атом и после достижения им темпера гуры жидкого хлад— агента и выдержки 30 мин вновь осуUIpcòâëÿþò cåðèIà из пяти малоамплитудных циклических из: енений температуры. После этогс вновь выполняют предельно амплитудное изменение температуры, а за ним сле, ующую серию малоамплитудногс ее изменения. Всего при

3с

40 мещают ч технологическую вакуумну.а камеру 2 со съемной крышкой 6, отка-чкваемую ВыссксвакJ ìíüIN агрегаточ 3 и механическим насосом А, ;апслня:от его хладагентом, например жидк IN азотом, через трубопровод 7, поддерживают заданные уровень и давление хладагента, а затем дают выдержку

30 мин для стабилизации температуры изделия, При этом хладагент в -aзсвой фазе отводится по трубопроводу Я, Затем направленным тепловым потоком„ получаемьж с помощью нагревать-.:ьных элементов 9, например инфракрасных ламп и отражателей 10, нагревают зсе изделие 1 до температуры выше темиературы кризиса пленочного кипения (около 120 К для азота), прк которой происходит образование пленки пара на всей внутренней поверхности кзделия 1, и, поддержи зая неизменным тепловой поток от нагревателей, дают выдержку 30 мин для стабилизации температуры изделия 1. Затем но течеискателю 5 определяют натекание в камеру 2 газообразного хладагента ч испытаниях внутреннего сосуда выполняют три прецельноамплитудных цикла изменения температуры, между которыми три серии из пяти малоамплитудных циклов.

После обнаружения в процессе испытаний течи р изделии 1 по течеискателю 5 осушествляют ее локализацию.

;.ля этого вслед за заполнением изделия 1 жидким хлада-,. å; îì и за выдержкой 30 мин производят cocëåäîçàòåëüное нагргвание уча тхов изделия выше 120 К с помощью локальна нагправленных тепловых пОтО,(QB . пОл ча емых ст отдельных нагревательных элемента:з 9 с отражателями l 0. Пс изменению содержания газсо раз наго хладагента H откачиваемой полости техно-логической вакуумной камеры 2,, регистрируемого по течеискателю 5, определяют место и величину течи.

Превращение хладагента в газ на внутренней поверхности иэделия 1 нагреванием его выше -.емпературы кризися пленочного кипения позволяет

131 повысить чувствительность и достоверность испытаний за счет создания пристеночного газового слоя и увеличения благодаря этому расхода через течи значительно менее плотного хладагента в газофазовой фазе по сравнению с расходом жидкого хладагента, когда нагревание изделия 1 не производится. Кроме того, при этом исключается перекрытие малых течей плотным хладагентом в жидкой фазе.

Осуществление предварительного контроля изделия 1 позволяет определять его герметичность в целом после первого охлаждения до температуры жидкого хладагента, когда образование течей наиболее вероятно.

Циклическое малоамплитудное изменение температуры изделия 1 позволяет воспроизводить при испытаниях эксплуатационные изменения температуры в пределах нескольких десятков градусов, например, вызываемые сливом и заполнением изделия 1 жидким хладагентом без отогрева его до комнатной температуры. При этом возникают температурные напряжения в конструк— ции изделия 1, способствующие выявлению соединений со скрытыми дефектами.

Периодическое предельноамплитудное изменение температуры изделия 1 позволяет воспроизвоцить при испыта— ниях эксплуатационные изменения температуры от комнатной до предельной эксплуатационной криогенной, например, после относительных редких отогревов до комнатной температуры для профилактических осмотров и контроля.

При этом также возникают температурные напряжения в конструкции изделия, способствующие выявлению соединений со скрытыми дефектами.

Сочетание единичных испытательных периодов предельноамплитудных изменений температуры с сериями из значительно большого количества мало— амплитудных циклов позволяет эффективно имитировать эксплуатационный режим изменения температуры и выявлять дефектные соединения в ходе испытаний. Выполнение при испытаниях только предельноамплитудных изменений температуры очень трудоемко и требует больших расходов кладагента, а выполнение только малоамплитудных испытательных изменений температуры не создает значительные температурные нагрузки на соединения испытуе242ч 4 мого изделия 1. Количество испытательных циклов каждого вида выбирается как определенный процент, напри-. мер 1 — 10K общего эксплуатационного рез газ

5

50 количества циклов каждого вида.

Последовательное нагревание отдельных участков =,здапия выше температуры кризиса гленачного кипения позволяет резко увепичивать расход газообразного хладагента через течь в зоне нагрева о сравнению с расходом через ту же течь хладагента в жидкой фазе до выполнения нагрева и по изменению содержания газообразного хладагента в вакуумной камере определять место и величину течи.

Использование температуры кризиса пленочного кипения в качестве предельной при испытательном изменении температуры позволяет получать газовую пленку хладагента на внутренней поверхности изделия при минимальной плотности теплового потока от внешних нагревателей из — за ухудшения теплоотдачи от поверхностей изделия чеформула изобретения

1 . Спасо б ис пита ьп m полых и зделий на герметичность при криогенных температургх, по которому заполняют изделие жидким; адагентом, прегращают часть его в пар, измеряют количество пара снаружи излелия и по нему судят о степени герметичности издепия, отличающийся тем, что, с целью повышен-. я чувстьительности и достоверности, превращение части хладагента в пар осуществляют путем нагрева изделия до температуры выше температуры кризиса пленочного кипения хладагента, 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, то после измерения количества пара периодически изменяют температуру изделия в пределах эксплуатационных температур, в промежутках между периодами циклически изменяют температуру изделия с меньшей амплитудой ат температуры жидкого хладагента до температуры выше температуры кризиса пленочного кипения и одновременно непрерывно измеряют количество пара хладагента снаружи изделия.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что, с цепью локализации течи, после определения

Составитель Л.Овсянникова

Техред Л.Олийнык Корректор С.Черни

Редактор А.Сабо

Заказ 1964/40

Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул.Проектная, 4

5 1312424 6 степени герметичности охлаждают из-, температуры кризиса пленочного кипеделие до температуры жидкого хлад- ния и по изменению количества пара агента, последовательно нагревают хладагента снаружи изделия судят о участки изделия до температуры вьппе месте и величине течи.