Способ определения негерметичности изделий



 


Владельцы патента RU 2441212:

Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)

Изобретение относится к области испытательной техники и может найти применение в тех ее областях, где предъявляются повышенные требования к герметичности, долговечности и надежности изделий, например трубопроводов, замкнутых отсеков космических кораблей. Изобретение направлено на повышение точности контроля герметичности, что обеспечивается за счет того, что изделие помещают в объем накопления и измеряют в нем начальную концентрацию контрольного газа, заполняют изделие контрольным газом до избыточного испытательного давления, выдерживают изделие под ним в течение заданного времени, измеряют конечную концентрацию контрольного газа в объеме накопления и о степени негерметичности изделия судят по разности конечной и начальной концентрации контрольного газа в объеме накопления. При этом согласно изобретению после помещения изделия в объем накопления и перед измерением начальной концентрации контрольного газа в объем накопления вводят порцию контрольного газа и определяют воздухообмен объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой по математической зависимости, приведенной в формуле изобретения, а о степени негерметичности изделия судят по разности конечной и начальной концентраций контрольного газа в объеме накопления с учетом определенного значения воздухообмена объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, рассчитывая степень негерметичности изделия по математической зависимости, приведенной в формуле изобретения.

 

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к испытаниям изделий космической техники на герметичность, и может найти применение в таких областях техники, как газовая, атомная, авиационная, машиностроение, где предъявляются повышенные требования к герметичности, долговечности и надежности изделий (трубопроводов, замкнутых отсеков).

Известен способ определения негерметичности изделий, заключающийся в том, что заполняют изделие контрольным газом, после чего последовательно перемещают щуп, соединенный с течеискателем, по поверхности изделия, а о негерметичности изделия судят по изменению показаний течеискателя (1, «Космодром». Под общей редакцией проф. А.П.Вольского, Москва - 1977 г., стр.67).

Недостаток способа заключается в том, что при помощи его трудно, а иногда невозможно определить негерметичность изделия, имеющего сложную конфигурацию и труднодоступные зоны.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения негерметичности изделий, заключающийся в том, что помещают изделие в объем накопления, измеряют начальную концентрацию контрольного газа в объеме накопления, заполняют изделие контрольным газом до избыточного испытательного давления, выдерживают изделие под избыточным испытательным давлением контрольного газа, измеряют конечную концентрацию контрольного газа в объеме накопления и о степени негерметичности изделия судят по разности конечной и начальной концентрации контрольного газа в объеме накопления (2, «Технология сборки и испытаний космических аппаратов». Под общей редакцией проф. И.Т.Белякова и проф. И.А.Зернова, Москва, «Машиностроение», 1990 г., стр.179).

Данный способ определения негерметичности изделий принят авторами за прототип.

Недостатком прототипа является то, что при существовании негерметичности объема накопления часть контрольного газа вытекает из объема накопления. Кроме того, в объеме накопления происходит адсорбция части контрольного газа материалами внешней поверхности изделия. Это приводит к систематической ошибке при измерении концентрации контрольного газа в объеме накопления и в конечном итоге понижает точность результатов контроля герметичности.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности контроля герметичности.

Эта задача решается за счет того, что в предлагаемом способе определения негерметичности, в котором помещают изделие в объем накопления, измеряют начальную концентрацию контрольного газа в объеме накопления с помощью индикатора контрольного газа, заполняют изделие контрольным газом до избыточного испытательного давления, выдерживают изделие под избыточным испытательным давлением контрольного газа в течение заданного времени, измеряют конечную концентрацию контрольного газа в объеме накопления с помощью индикатора контрольного газа и о степени негерметичности изделия судят по разности конечной и начальной концентрации контрольного газа в объеме накопления, при этом после помещения изделия в объем накопления, перед измерением начальной концентрации контрольного газа в объеме накопления, вводят порцию контрольного газа в объем накопления, измеряют приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления от введенной порции контрольного газа, делают выдержку для определения воздухообмена объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, по окончании выдержки повторно измеряют приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления от введенной порции контрольного газа, определяют воздухообмен объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой по значениям конечного и начального приращений концентрации контрольного газа в объеме накопления и длительности выдержки для определения воздухообмена объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой по формуле

где С1 - приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеренное непосредственно после ввода порции контрольного газа в объем накопления,

C2 - приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеренное по прошествии времени выдержки Δt после измерения приращения концентрации C1,

Pатм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,

V - величина объема накопления,

Δt - время выдержки между измерениями приращений концентраций C1 и C2,

а о степени негерметичности изделия судят по разности конечной и начальной концентраций контрольного газа в объеме накопления с учетом определенного значения воздухообмена объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, рассчитывая степень негерметичности изделия по формуле

где Cкон - конечная концентрация контрольного газа в объеме накопления,

Cнач - начальная концентрация контрольного газа в объеме накопления,

Pатм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,

Vпор - значение объема введенной в объем накопления порции контрольного газа при атмосферном давлении,

Cизд - концентрация контрольного газа в изделии при испытаниях, выраженная в объемных процентах,

C1 - приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеренное непосредственно после ввода порции контрольного газа в объем накопления,

Δtтреб.выд - время требуемой выдержки изделия под избыточным испытательным давлением контрольного газа,

Qвозд - воздухообмен объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, вычисленный по формуле (1),

V - величина объема накопления.

Предлагаемый способ определения негерметичности изделий осуществляется следующим образом:

- помещают изделие в объем накопления;

- вводят в объем накопления порцию контрольного газа, например гелия, объемом Vпор при атмосферном давлении, причем объем Vпор вычисляют по формуле

где Cмин.рег - минимальная концентрация контрольного газа в воздухе, регистрируемая при помощи индикатора контрольного газа, например гелиевого масс-спектрометрического течеискателя,

V - величина объема накопления,

- измеряют с помощью индикатора контрольного газа приращение C1 концентрации контрольного газа в объеме накопления от введенной порции контрольного газа;

- делают выдержку Δt между измерениями приращений концентраций C1 и C2, при этом значение времени выдержки Δt определяется условиями проведения испытаний и вычисляется по формуле

где Vпор - значение объема введенной в объем накопления порции контрольного газа при атмосферном давлении,

Pатм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,

Cмин.рег - минимальная концентрация контрольного газа в воздухе, регистрируемая при помощи индикатора контрольного газа,

C1 - приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеренное непосредственно после ввода порции контрольного газа в объем накопления,

Qчув - требуемая чувствительность испытаний изделия;

- по окончании выдержки Δt повторно измеряют приращение C2 концентрации контрольного газа в объеме накопления от введенной порции контрольного газа;

- определяют воздухообмен Qвозд объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой по значениям конечного и начального приращений концентрации контрольного газа в объеме накопления и длительности выдержки по формуле

где C1 - приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеренное непосредственно после ввода порции контрольного газа в объем накопления,

C2 - приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеренное по прошествии времени выдержки Δt после измерения приращения концентрации C1,

Pатм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,

V - величина объема накопления,

Δt - время выдержки между измерениями приращений концентраций C1 и C2;

- измеряют начальную концентрацию Cнач контрольного газа в объеме накопления;

- заполняют изделие контрольным газом до избыточного испытательного давления; выдерживают изделие под избыточным испытательным давлением контрольного газа в течение времени требуемой выдержки Δtтреб.выд., определяемого по формуле

где Vпор - значение объема введенной в объем накопления порции контрольного газа при атмосферном давлении,

Pатм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,

Cмин.рег - минимальная концентрация контрольного газа в воздухе, регистрируемая при помощи индикатора контрольного газа, например гелиевого масс-спектрометрического течеискателя,

C1 - приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеренное непосредственно после ввода порции контрольного газа в объем накопления,

Qчув - требуемая чувствительность испытаний изделия;

- после чего измеряют конечную концентрацию Cкон контрольного газа в объеме накопления;

- судят о степени негерметичности изделия Qизд по разности конечной и начальной концентраций контрольного газа в объеме накопления с учетом определенного значения воздухообмена Qвозд объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, рассчитывая степень негерметичности изделия по формуле

где Cкон - конечная концентрация контрольного газа в объеме накопления,

Cнач - начальная концентрация контрольного газа в объеме накопления,

Ратм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,

Vпор - значение объема введенной в объем накопления порции контрольного газа при атмосферном давлении,

Cизд - концентрация контрольного газа в изделии при испытаниях, выраженная в объемных процентах,

C1 - приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеренное непосредственно после ввода порции контрольного газа в объем накопления,

Δtтреб.выд - время требуемой выдержки изделия под избыточным испытательным давлением контрольного газа,

Qвозд - воздухообмен объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, вычисленный по формуле (1),

V - величина объема накопления.

В предлагаемом способе повышают точность измерения степени негерметичности изделия, устраняя систематическую ошибку, связанную с воздухообменом объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, а также с адсорбцией части контрольного газа материалами внешней поверхности изделия. Названные физические процессы приводят к понижению концентрации контрольного газа в объеме накопления в течение выдержки изделия под избыточным испытательным давлением контрольного газа. Данное понижение концентрации может привести к ошибочному заключению о заниженной степени негерметичности изделия. Чтобы исключить возможность такого ошибочного заключения, в предлагаемом способе для расчета степени негерметичности изделия используют зависимости, основанные на анализе решений дифференциальных уравнений, описывающих накопление контрольного газа в объеме накопления в условиях массообмена между объемом накопления и окружающей объем накопления атмосферой, а также в условиях адсорбции контрольного газа поверхностями материалов изделия и объема накопления.

Использование предлагаемого способа позволяет за счет увеличения точности контроля повысить качество испытаний изделий на герметичность и, как следствие, повысить надежность и долговечность их в эксплуатации.

Способ достаточно прост в реализации и не требует дополнительных средств на доработку существующего испытательного оборудования.

Способ определения негерметичности изделий, заключающийся в том, что помещают изделие в объем накопления, измеряют начальную концентрацию контрольного газа в объеме накопления с помощью индикатора контрольного газа, заполняют изделие контрольным газом до избыточного испытательного давления, выдерживают изделие под избыточным испытательным давлением контрольного газа в течение заданного времени, измеряют конечную концентрацию контрольного газа в объеме накопления с помощью индикатора контрольного газа и о степени негерметичности изделия судят по разности конечной и начальной концентраций контрольного газа в объеме накопления, отличающийся тем, что после помещения изделия в объем накопления, перед измерением начальной концентрации контрольного газа в объеме накопления вводят порцию контрольного газа в объем накопления, измеряют приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления от введенной порции контрольного газа, делают выдержку для определения воздухообмена объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, по окончании выдержки повторно измеряют приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления от введенной порции контрольного газа, определяют воздухообмен объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой по значениям конечного и начального приращений концентрации контрольного газа в объеме накопления и длительности выдержки по формуле

где C1 - приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеренное с помощью индикатора контрольного газа непосредственно после ввода порции контрольного газа в объем накопления,
С2 - приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеренное по прошествии времени выдержки Δt после измерения приращения концентрации C1,
Ратм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,
V - величина объема накопления,
Δt - время выдержки между измерениями приращений концентраций C1 и С2;
а о степени негерметичности изделия судят по разности конечной и начальной концентраций контрольного газа в объеме накопления с учетом определенного значения воздухообмена объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, определяя степень негерметичности изделия по формуле

где Скон - конечная концентрация контрольного газа в объеме накопления,
Снач - начальная концентрация контрольного газа в объеме накопления,
Ратм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,
Vпор - значение объема введенной в объем накопления порции контрольного газа при атмосферном давлении,
Сизд - концентрация контрольного газа в изделии при испытаниях, об.%,
C1 - приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеренное непосредственно после ввода порции контрольного газа в объем накопления,
Δtтреб.выд. - время требуемой выдержки изделия под избыточным испытательным давлением контрольного газа,
Qвозд - воздухообмен объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, вычисленный по формуле (1),
V - величина объема накопления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химическому реактору, в котором предусмотрена возможность выявления наличия теплообменников с механическими повреждениями и к способу выявления поврежденных теплообменников.
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для ремонта двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к средствам испытаний изделий на локальную герметичность с использованием пробных газов и течеискателей и может найти применение в таких областях техники, как газовая, атомная, авиационная, машиностроение.

Изобретение относится к области испытаний ракетно-космической техники и может быть использовано для контроля герметичности корпуса космического аппарата (КА) и поиска места течи из отсеков КА в условиях орбитального полета.

Изобретение относится к средствам испытаний изделий на герметичность с использованием инертных газов и направлено на снижение трудозатрат на проведение испытаний за счет отказа от прерывания испытаний для восстановления характеристик вакуумного адсорбционного насоса.

Изобретение относится к технике эксплуатации магистральных трубопроводов. .

Изобретение относится к определению местоположения точечного источника визуализированной утечки газа. .

Изобретение относится к криогенной технике, к установкам по производству редких газов, разделению изотопов и изотопных соединений. .

Изобретение относится к области измерительной и испытательной техники и предназначено для использования при исследованиях подшипников качения, скольжения и подшипниковых узлов в приборостроении, машиностроении и электромашиностроении.

Изобретение относится к области контроля герметичности оборудования атомных электрических станций и используется для обнаружения утечек из трубопроводов с водяным теплоносителем.

Изобретение относится к области испытаний ракетно-космической техники и может быть использовано для контроля герметичности корпуса космического аппарата и поиска места течи из отсеков космического аппарата на этапах наземной подготовки и в условиях орбитального полета. Изобретение направлено на упрощение диагностики негерметичности корпуса космического аппарата, повышение ее точности и сокращение времени поиска места течи, что обеспечивается за счет того, что поиск локальной негерметичности корпуса космического аппарата осуществляют устройством, содержащим волокнистый чувствительный элемент, а вывод о наличии локальной негерметичности осуществляют с использованием этого элемента. При осуществлении способа используется устройство, которое представляет собой ограниченный с двух сторон неподвижными решетками полый прозрачный цилиндр, внутри которого находится волокнистый чувствительный элемент с электромагнитными свойствами, при этом фиксация чувствительного элемента обеспечивается электромагнитным подвесом, а датчики установлены на внешней цилиндрической части устройства для регистрации перемещений волокнистого чувствительного элемента вдоль оси устройства под воздействием газового потока из течи. 1 ил.

Изобретение относится к области исследований устройств на герметичность и может быть использовано для контроля герметичности емкостей, изготовленных из двухслойных оболочек, например, топливных емкостей летательных аппаратов. Сущность: объем емкости заполняют рабочей или контрольной средой (жидкостью или газом). Давление заполняющей среды повышают до испытательного значения и производят выдержку для накопления в межслойном пространстве проникающей через микронеплотности внутренней оболочки среды. Затем через контрольные отверстия, равномерно расположенные на поверхности наружной оболочки, измеряют концентрации накопленной среды. Рассчитывают оценку степени общей негерметичности внутренней оболочки. Зону расположения сквозного микродефекта предварительно устанавливают как область, ограниченную контрольными точками, в которых измеренные концентрации контрольной или рабочей среды имеют максимальные значения. Технический результат: обеспечение высокой эффективности и надежности контроля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам-течеискателям. Сущность: устройство содержит щуп (10), соединенный посредством шланга (11) через дроссель (D2) с вакуумным насосом (16), и датчик тестового газа (15). Выше по потоку от дросселя (D2) выполнена точка распределения (24). От точки распределения (24) к датчику (15) тестового газа ведет отвод (25). При этом дроссель (D2) выполнен в виде диафрагмы с круглым отверстием. Проводимость диафрагмы подобрана таким образом, что падение давления на диафрагме больше , где - промежуточное давление в точке распределения (24). Технический результат: создание течеискателя для работы методом щупа, на чувствительность обнаружения которого не оказывают влияние колебания скорости откачки вакуумного насоса. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области испытания устройств на герметичность и может быть использовано для испытания закрытых контейнеров, заполненных потребительским продуктом. Сущность: с помощью масс-спектрометрического анализа (10) выявляют наличие в окружении (A(P)) контейнера (3), заполненного потребительским продуктом (P), по меньшей мере одного аналита (AN(P)). Используют результат масс-спектрометрического анализа в качестве указания утечки. Технический результат: повышение точности определения утечки. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к определению герметичности посредством давления и может быть использовано для создания испытательного давления для шланга. Устройство для создания испытательного давления для шланга включает первую пару нажимных/приводящих роликов, между которыми может быть помещен шланг, и вторую пару нажимных/приводящих роликов, между которыми может быть помещен шланг. Первая пара нажимных/приводящих роликов размещается на расстоянии от второй пары нажимных/приводящих роликов. Каждая пара нажимных/приводящих роликов предназначена для пережатия шланга между роликами совместно с созданием давления с помощью среды, так что ограниченная часть шланга, которая располагается между первой и второй парами нажимных/приводящих роликов, может находиться под давлением, и имеется возможность осуществлять контроль герметичности шлангов или их соединений. В то время как части шланга находятся под давлением между парами нажимных/приводящих роликов, те же самые пары нажимных/приводящих роликов подают шланг дальше, таким образом обеспечивая проверку герметичности шлангов при непрерывном продвижении шланга. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение достоверности определения герметичности шланга. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение относится к обнаружению утечек, в частности к обнаружению утечек текучей среды в шланге. Заявленная группа изобретений содержит чувствительное устройство, обнаруживающее утечку, для секции шланга, секцию шланга и систему обнаружения утечек. При этом чувствительное устройство, обнаруживающее утечку, для секции шланга содержит датчик, содержащий оптическое волокно и выполненный для реагирования на присутствие текучей среды, защитный рукав, в котором заключен упомянутый датчик и который выполнен для расширения и сжатия, когда секция шланга расширяется и сжимается соответственно, и средство натяжения, соединяющее первый конец датчика с защитным рукавом, выполненное для приложения тягового усилия к датчику в защитном рукаве. Технический результат заключается в устранении вероятности проникновения воды и утечек текучей среды, транспортируемой по шлангу, а также в обеспечении как можно более быстрого обнаружения любых утечек и обнаружения местоположения и типа утечки. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации технологических трубопроводов нефтеперекачивающих станций. В способе гидравлических переиспытаний действующих технологических трубопроводов трубопроводы, работающие под давлением, периодически нагружают повышенным давлением воды и проводят наблюдения за отсутствием течи и/или разрывов металла и отсутствием падения давления ниже установленных пределов. При этом определяют интервал времени повторных испытаний участка трубопровода для заданного испытательного давления. Получают фактические данные по изменению давления на рассматриваемом участке трубопровода за год и определяют максимальное внутреннее давление по фактическим данным изменения давления. Определяют эквивалентное напряжение «отнулевого» цикла нагружения и количество циклов за год нагружения эквивалентным напряжением «отнулевого» цикла. Определяют начальные размеры дефектов трубопровода. После этого определяют конечные размеры расчетных дефектов как критические размеры дефектов при эксплуатации. Находят циклическую долговечность как количество циклов эквивалентного нагружения, за которое дефект вырастет при циклическом «отнулевом» эквивалентном нагружении от начальной глубины до конечной глубины. Интервал повторных испытаний участка трубопровода для заданного испытательного давления определяют при минимальном значении циклической долговечности из набора значений для всех расчетных дефектов. Техническим результатом изобретения является повышение надежности испытываемого участка трубопровода.
Наверх