Способ определения зоны течи негерметичного изделия

 

Изобретение относится к испытаниям на герметичность с помощью пробного вещества. Целью изобретения является повышение точности и расширение технологических возможностей. Вакуумированное негерметичное изделие размещают в герметичной камере, заполняют камеру первым пробным газом, вытесняют его вторым пробным газом, регистрируют наличие второго пробного газа в изделии по возросшему сигналу масс-спектрометрического течеискателя и определяют высоту H<SB POS="POST">0</SB> расположения места течи по высоте H расположения границы раздела газов H<SB POS="POST">0</SB> = H - V(T)ΔТ, где V(T) - скорость движения границы раздела пробных газов и ΔТ - время установления стационарности течения второго пробного газа по системе течеискателя, определяемые предварительно. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 М 3/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКН1 СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4721780/28 (22) 20.07.89 (46) 15.08.9 . Бюл. М. 30 72) Ю.И.Казаков, А.В,Казаков и В.А.Скудра ("- Ii 620.165.29 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 237433,: G 01 М 3!26, 1967, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОНЫ ТЕЧИ

НЕГЕРМЕТИЧНОГО ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к испытаниям на герметичность с помощью пробного вещества. Целью изобретения является повышение точности и расширение технологических возможностей. ВакуумированИзобретение относится к испытаниям на герметичность и может быть использовано в машиностроении, химической промышленности и пр.

Целью изобретения является повышение точности путем снижения погрешности из-эа размывания границы раздела двух пробных веществ и расширение технологических возможностей путем испытания изделий любой конфигурации.

Способ определения эоны течи реализуется на установке, изображенной на фиг. 1; на фиг, 2 показано графическое изображение движения границы двух пробных веществ по наружному контуру изделия, где т,M(tp, hg) -высота зоны течи, м, т.C(tp + At, h) — высота расположения границы двух пробных веществ в момент стабилизации сигнала масс-спектрометра на течь, м, у — у—

l зона места течи, 1,2,3,4 и т.д. — точки отбора проб; на фиг. 3 приведен пример изменения

„„ЯЦ „„1670450 А1 ное негерметичное изделие размещают в герметичной камере, заполняют камеру первым пробным газом, вытесняют его вторым пробным газом, регистрируют наличие второго пробногоо газа в изделии по возросшему сигналу масс-спектрометрического течеискателя и определяют высоту ho расположения места течи по высоте h расположения границы раздела газов hp = h— V(t) At, где V(t) — скорость движения границы раздела пробных газов и Л t — время установления стационарности течения второго пробного газа по системе течеискателя, определяемые предварительно. 8 ил. сигнала течеискателя на контрольную течь, G— - первое(вытесняемое) пробное вещество: и — граница двух пробных веществ:

BB — второе вытесняемое пробное вещество; т, — время момента стабилизации сигнала масс-спектрометра на негерметичность иэделия;

h — высота расположения слоя и-и в момент стабилизации сигнала масс-спектрометра на негерметичность изделия;

h0 — высота зоны течи; характеризующии процесс установления стационарности течения пробного вещест- (7 ва по системе течеискателя; на фиг. 4 — 8 показаны графики изменения сигнала массспектрометра на негерметичность в результате движения границы двух пробных ! веществ в зоне места течи т,А — место течи

1670450

15 т.С вЂ” время момента прохождения слоя и-п зоны течи;

A t — время-установления стационарности течения пробного вещества, по системе течеискателя, с, В камеру 1 помещено испытываемое изделие 2, заполнение камеры 1 пробным веществом (газом) осуществл яется с пневмопульта 3. Утечка пробного вещества через негерметичность регистрируется масс-спектрометрическим течеискателем 4, Для настройки масс-спектрометрического течеискателя 4 на первое и второе пробные вещества, в качестве которых используются два газа, к системе течеискания подстыковываются контрольная течь 5 на первый пробный газ и контрольная течь 6 на второй пробный газ.

Для определения скорости движения границы двух пробных газов в камере 1 установлена система отбора проб 7 с точками отбора, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга, анализ проб производится на хроматографе 8, для регулирования давления в камере 1 и дренажа пробного газа установлен клапан 9. Для вакуумирования изделие подстыковывается к вакуумной системе 10.

Физическая сущность изобретения поясняется следующим образом, При вытеснении из объема одного пробного газа, например гелия, другим газом, например аргоном, граница между ними начинает постепенно размываться за счет диффузии газов и процесса трения и завихрения газа о стенки испытываемого изделия и камеры испытания, К месту негерметичности граница подходит в размытом состоянии.

Условно границу двух пробных газов разделим на слои с определенной концентрацией, пусть слой 2-Z имеет концентрацию вытесняющего пробного газа аргона, близкой к нулю С = 0, а слой и-и имеет концентрацию аргона 1007, (см. фиг. 4), Рассмотрим движение границы двух пробных газов в зоне негерметичности и регистрацию утечки пробного газа аргона через негерметичность. При достижении слоя Z-Z места негерметичности, масс-спектрометр 4 не выдает сигнал из-за того, что щюбный гаэ еще не достиг датчика массспектраметра (см. фиг. 4).

При дальнейшем продвижении границы процентное содержание пробного газа аргона в зоне негерметичности повышается, появляется сигнал на масс-спектрометре 4 и он увеличивается во времени (см. фиг. 5, 6). С целью проведения качественных испы20

55 таний необходимо регистрировать движение слоя и-и со 100 -ным содержанием пробного газа аргона. Анализ процентного содержания пробного газа в смеси ведется по всей высоте изделия 2, через равные промежутки времени из точек, удаленных на одинаковое расстояние друг от друга на хроматографе 8.

При достижении слоя п-и места негерметичности сигнал от течи изделия 2 воэрастает (см. фиг, 7) и через некоторое время стабилизируется, но слой и-и эа это время изменит свое положение на высоту Лh и достигнет высоты h.

Время Л t называется временем установления стационарности течения газа и зависит от объема камеры 1 и быстроты действия вакуумной системы 10, Время Л t находится экспериментально в процессе испытаний по времени открытия контрольной течи 6 до времени момента стабилизации сигнала масс-спектрометра 4 на поток газа от контрольной течи 6 (см. фиг. 3), Скорость движения слоя п-и находится по расстоянию между точками отбора проб и времени, в течение которого слой проходит через эти точки, данные для расчета скорости берутся с хромотограммы.

Высота Л h определяется как произведение скорости движения слоя и-и в момент времени Л t.

Ah = V(t) At, (1)

Высоту зоны течи уточняют по формуле

h = h, — Ч(т) Л t (2)

Способ осуществляется следующим образом.

В герметичную камеру 1 помещают контролируемое изделие 2, откачивают изделие

2 вакуумной системой 10 до давления, обеспечивающего требуемую чувствительность испытания. Открывают контрольную течь 5 на первый пробный гаэ (гелий) и проверяют чувствительность системы течеискания по гелию, Подают гелий в камеру 1 с пневмопульта 3 давлением опрессовки и определяют суммарную негерметичность изделия 2. Если иэделие 2 герметично, то испытания заканчиваются, Если изделие негерметично, то приступают к поиску течи, Открывают контрольную течь 6, проверяют чувствительность системы течеискания по второму пробному газу аргону, закрывают контрольную течь 6. Определяют время Л t установления стационарности течения второго пробного газа по системе течеискателя, для этого фиксируют момент открытия контрольной течи 6 на графике

1670450 (см, фиг, 3), это т, К и момент стабилизации сигнала масс-спектрометра 4 на контрольную течь т.Р, время At определяют как разность времени момента стабилизации сигнала от течи t и времени открытия конт- 5 рольной течи 1,. At = t — tp (см, фиг. 3).

Пробный гаэ гелий вытесняют вторым пробным газом аргоном, причем аргон подают в систему снизу, так как он имеет большую молекулярную массу, чем газ гелий. 10

Фиксируют время начала подачи пробного газа, включают систему отбора проб 7, ведут запись показаний масс-спектрометра

4 и хроматографа 8 во времени (см. фиг. 2), Отбор проб ведут из пробоотборников поэ, 15

1, 2, 3, . „и т.д. (см. фиг. 2), расположенных по всей высоте изделия на одинаковых расстояниях друг от друга, фиксируют те точки, в которых появляется проба со 1007(,-ным содержанием вытесняющего пробного газа. 20

В момент стабилизации возросшего сигнала масс-спектрометра 4 на негерметичность изделия 2 фиксируется высота расположения границы со 100 -ным содержанием пробного газа. 25

Высо у расположения зоны течи уточняют с учетом скорости движения границы двух веществ и времени установления стационарности течения пробного газа по системе течеискания по формуле (2). 30

Высоту расположения места течи можно найти графическим путем на хроматограмме, на которой построен график движения слоя границы со 100 ф-ным со- 35 держанием пробного газа (см. фиг. 2).

От т.C(t, h), которая характеризует время стабилизации сигнала масс-спектрометра на негерметичность изделия и высоту 40 расположения слоя границы со 100 (,-ным содержанием пробного газа в этот момент времени, откладывают по оси абсцисс отрезок A t, находят на графике т.М (tp, h ), которая характеризует время прохождени я слоя 45 границы со 100 -ной концентрацией пробного газа места негерметичности и высоту места негерметичности, Открывают камеру, течь находят течеискателем методом щупа или методом обдува, исследуя зону у-у (см. фиг. 2), расположенную на высоте hp.

Предложенное решение позволяет локализовать течи малого порядка, фиксируемые только способами контроля суммарной герметичности.

Помимо указанного, способ позволяе также определить несколько течей на объекте.

Использование способа позволит сократить цикл испытаний за счет совмещений операций контроля негерметичности с операциями контроля локальной негерметичности, уменьшения времени подготовительных работ.

Формула изобретения

Способ определения зоны течи негерметичного изделия путем размещения изделия в герметичной камере, заполнения последней первым пробным веществом вакуумирования иэделия, вытеснения первого пробного вещества вторым в камере, регистрации увеличения содержания второго пробного вещества в изделии по возрастению сигнала масс-спектрометрического течеискателя и измерения высоты h расположения границы их раздела, по которой определяют высоту hp расположения зоны течи, отл и ча ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности и расширения технологических возможностей, предварительно измеряют время Л t установления стационарности течения второго пробного вещества по системе масс-спектрометрического течеискателя и скорость V(t) перемещения границы раздела двух пробных веществ в любой момент времени, измерение высоты h осуществляют в момент стабилизации возросшего сигнала течеискателя, а высоту hp определяют по зависимости

hp =- h — V(t) A t.

Им

6

h

1670450

1670450

Тс

Составитель И,Лучева

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор В.Фельдман

Производственно-издательский комбинат "П ент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2740 Тираж 343 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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