Способ контроля герметичности тепловыделяющих элементов

 

Изобретение относится к технике проведения испытаний на герметичность масс-спектрометрическим методом и позволяет повысить достоверность контроля путем полного удаления из каналов дефектов технологических жидкостей и сухих остатков агрессивных сред. Газонаполненные загерметизированные элементы помещают в камеру. Камеру вакуумируют. Нагревают элементы до температуры сушки со скоростью не менее 10С/с. Выдерживают при этой температуре в течение заданного времени. Затем охлаждают элементы до температуры контроля и измеряют поток пробного газа от элементов. По сравнению величин измеренного и предельно допустимого потоков пробного газа судят о герметичности элементов. Температуру сушки определяют из соотношения 1/T_c≅1/T_к-K/W×lnS_эф.нP_c/S_эф.тP_к, где T_к и T_c - температура контроля и сушки соответственно; P_к и P_c - остаточное давление в камере при контроле и термовакуумной сушке соответственно; W - энергия активации диффузии; K - коэффициент теплоты активации; S_эф.н, S_эф.т - эффективная быстрота откачки камеры под термовакуумной сушке и насоса течеискателя соответственно. 1 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к технике проведения испытаний на герметичность масс-спектрометрическим методом. Цель изобретения - повышение достоверности контроля путем полного удаления из каналов дефектов технологических жидкостей и сухих остатков агрессивных сред. Предлагаемый способ контроля герметичности тепловыделяющих элементов осуществляют следующим образом. Партию газонаполненных загерметизированных элементов помещают в камеру. Камеру вакуумируют. Нагревают элементы до температуры сушки Т_ссо скоростью не менее 10^оС/с. Выдерживают при этой температуре в течение заданного времени. Затем охлаждают элементы до температуры контроля Т_к. Подключают к вакуумной камере масс-спектрометрических течеискатель и замеряют поток пробного газа от элементов. По сравнению величин измеренного и предельно допустимого потоков пробного газа судят о герметичности элементов. Предельно допустимый поток пробного газа определяют по формуле Q_доп= q·S + K₂·Q_o (1) где Q_доп, Q_o - предельно допустимый поток пробного газа в условиях испытаний и при нормальных условиях соответственно; q - удельное газоотделение с поверхности нагретой оболочки при отсутствии защитной пленки; S - площадь нагреваемой поверхности элементов; δ - толщина защитной окисной пленки на оболочке элемента; К₁ - коэффициент, характеризующий физическое состояние защитной пленки; К₂ - коэффициент распределения давления пробного газа под оболочкой; Т₂, Т_o - температура нагретых поверхностей элементов и нормальная соответственно. Температуру Т_о сушки определяют из соотношения - · ln , (2) где Т_к, Т_с - температура контроля и сушки соответственно; Р_к, Р_с - остаточное давление в испытательной системе (в камере) при контроле и термовакуумной сушке соответственно;
W - энергия активации диффузии;
К - коэффициент теплоты активации;
S_эф.н. , S_эф.к.- эффективная быстрота откачки испытательной системы (камеры) при термовакуумной сушке и насоса течеискателя соответственно. При проведении исследований зависимости потока пробного газа через сквозные неплотности, закупоренные агрессивными технологическими жидкостями, получена оптимальная скорость V > 10^оС/с нагрева околодефектных зон. Нагрев с меньшей скоростью не позволяет с помощью возникающих деформирующих напряжений разрушить сухие остатки агрессивных технологических сред в каналах дефектов. Оптимальные температуры и время термовакуумной сушки были установлены по результатам теоретического и экспериментального анализа процессов, протекающих при газовыделении и откачке испытательных систем. Наиболее оптимальными режимами являются температура сушки Т_с > 450^оС и время сушки не менее 1 ч. При этих режимах вскрываются дефекты с натеканием 5˙10^-6. . . 5˙10^-4 л мкм рт. ст. /с. Применение способа обеспечивает следующие преимущества:
снижение газоотделения из материала оболочек в 7 раз;
повышение достоверности контроля в 2,5 раза;
исключение ложной браковки годных элементов;
практически полное удаление из дефектов технологических жидкостей и сухих остатков агрессивных сред;
возможность прогнозирования газоотделения из материала оболочек элементов и величины предельно допустимого потока пробного газа от элемента. (56) ОСТ 95.10054-84. Элементы активных зон ядерных реакторов. Масс-спектрометрический метод испытаний на герметичность.

Формула изобретения

1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ, заключающийся в том, что газонаполненный загерметизированный элемент помещают в камеру, вакуумируют последнюю, нагревают элемент до заданной температуры и через время выдержки измеряют течеискателем поток пробного газа от элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности, нагрев осуществляют первоначально до температуры сушки T_c, определяемой из соотношения
≅ - ln ,
где T_к - заданная температура контроля;
P_к, P_c - остаточное давление в камере при измерении и термовакуумной сушке соответственно;
W - энергия активации диффузии;
K - коэффициент теплоты активации;
S_эф.н, S_эф.к - эффективная быстрота откачки камеры при термовакуумной сушке и насоса течеискателя соответственно,
через время выдержки снижают температуру до заданной температуры контроля T_к, а о герметичности судят путем сравнения величины измеренного и предельно допустимого потока пробного газа. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев до температуры сушки осуществляют со скоростью не менее 10 град. /с.