Способ определения негерметичности изделий



Способ определения негерметичности изделий
Способ определения негерметичности изделий
Способ определения негерметичности изделий

 


Владельцы патента RU 2442118:

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

Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на повышение точности контроля изделий, что обеспечивается за счет того, 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, 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 математической формуле, 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 другой математической формуле, 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, согласно изобретению 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 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,

определяют время Δtтреб.выд. требуемой выдержки изделия под избыточным испытательным давлением контрольного газа с учетом определенного значения воздухообмена объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой по формуле

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

Pатм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,

V - величина объема накопления,

Qчув - требуемая чувствительность испытаний изделия,

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

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

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 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, 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, определенное по формуле (2),

Qвозд - воздухообмен объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, определенный 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 Смин.рег. - минимальная концентрация контрольного газа в воздухе, регистрируемая при помощи индикатора контрольного газа, например гелиевого масс-спектрометрического течеискателя,

V - величина объема накопления,

- измеряют приращение C1 концентрации контрольного газа в объеме накопления от введенной порции контрольного газа с помощью индикатора контрольного газа, например гелиевого масс-спектрометрического течеискателя;

- делают выдержку Δt между измерениями приращений концентраций C1 и С2, при этом время выдержки Δt между измерениями приращений концентраций C1 и С2 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 Δt 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;

- определяют время Δtтреб.выд. требуемой выдержки изделия под избыточным испытательным давлением контрольного газа с учетом определенного значения воздухообмена объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой по формуле

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

Pатм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,

V - величина объема накопления,

Qчув - требуемая чувствительность испытаний изделия,

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

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

- 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.;

- 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 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, 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, определенное по формуле (2),

Qвозд - воздухообмен объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, определенный 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.

Также в предлагаемом способе повышают точность измерения степени негерметичности изделия, выбирая время Δtтреб.выд. требуемой выдержки изделия под избыточным испытательным давлением контрольного газа с учетом определенного значения воздухообмена объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой. В объеме накопления, в котором отсутствует воздухообмен с окружающей объем накопления атмосферой, процесс накопления контрольного газа, вытекающего из испытываемого изделия, описывается линейными зависимостями, тогда как при существовании воздухообмена между объемом накопления и окружающей его атмосферой данный процесс является нелинейным - в начале выдержки изделия под испытательным давлением скорость роста концентрации контрольного газа в объеме накопления максимальна, а с течением времени выдержки эта скорость постоянно уменьшается, спадая до нуля по прошествии достаточно большого промежутка времени. Иными словами, по прошествии достаточно длительного времени выдержки изделия под избыточным испытательным давлением устанавливается равновесие между потоками контрольного газа, поступающими в объем накопления из испытываемого изделия, и уходящими из объема накопления вследствие воздухообмена между объемом накопления и окружающей объем накопления атмосферой. Если индикатор контрольного газа способен зарегистрировать в воздухе некую минимальную концентрацию контрольного газа, то время требуемой выдержки изделия под избыточным испытательным давлением контрольного газа, необходимое, чтобы в объеме накопления создалась вышеупомянутая минимальная регистрируемая концентрация контрольного газа, должно быть выбрано с учетом не только требуемой чувствительности испытаний изделия, т.е. того минимального потока контрольного газа из изделия, который должен быть достоверно зарегистрирован при испытаниях, а также концентрации контрольного газа в изделии при испытаниях и величины объема накопления, но и с учетом определенного значения воздухообмена объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой. При этом следует опять же руководствоваться результатами анализа решений дифференциальных уравнений, описывающих накопление контрольного газа в объеме накопления в условиях массообмена между объемом накопления и окружающей объем накопления атмосферой.

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 С1 - приращение концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеренное 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 С1;
Ратм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления;
V - величина объема накопления;
Δt - время выдержки между измерениями приращений концентраций С1 и С2,
определяют время Δtтреб.выд требуемой выдержки изделия под избыточным испытательным давлением контрольного газа с учетом определенного значения воздухообмена объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой по формуле

где Смин.рег - минимальная концентрация контрольного газа в воздухе, регистрируемая при помощи индикатора контрольного газа;
Ратм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления;
V - величина объема накопления;
Qчув - требуемая чувствительность испытаний изделия;
Сизд - концентрация контрольного газа в изделии при испытаниях, выраженная в объемных процентах;
Qвозд - воздухообмен объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, определенный по формуле (1),
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 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, выраженная в объемных процентах;
С1 - 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, определенное по формуле (2);
Qвозд - воздухообмен объема накопления с окружающей объем накопления атмосферой, определенный по формуле (1);
V - величина объема накопления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к конструкциям, обеспечивающим подачу огнетушащего вещества в зону горения по рукавной линии. .

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 относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для диагностики преимущественно подводных магистральных трубопроводов. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для дистанционного определения места утечки жидкости или газа из магистрального трубопровода, находящегося в траншее под грунтом.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и предназначено для использования в диагностике состояния механизмов и машин, испытывающих статические и динамические нагрузки и требующих повышенных мер контроля и обеспечения безопасности, например, погрузо-разгрузочных строительных машин (башенных кранов).

Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на повышение надежности испытания на герметичность подземных резервуаров, например, в каменной соли за счет увеличения точности определения месторасположения дефекта и величины утечки.

Изобретение относится к средствам для испытания фильтров и может найти применение в любых отраслях промышленности, где они используются. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для диагностики преимущественно подводных магистральных трубопроводов. .

Изобретение относится к измерению потребления (расхода) текучей среды оборудованием для управления процессом и, более конкретно, к определению количества питающей текучей среды, расходуемой конкретными приборами в составе системы управления или всей цепью управления процессом.

Изобретение относится к области измерительной и испытательной техники и используется для контроля хранилищ опасных материалов, например топлива в виде жидкости или газа

Изобретение относится к области контрольно-испытательной техники и направлено на упрощение возможности обнаружения и идентификации повреждений в канализационной и вентиляционной системах зданий, что обеспечивается за счет того, что подают импульс давления воздуха с малой амплитудой в канализационную и вентиляционную систему здания, чтобы волна давления проходила через соединительный патрубок в стояк и канализационную сеть, производят запись прохождения упомянутого импульса датчиком давления воздуха, расположенным вблизи патрубка или места подачи импульса, производят запись давления последовательных отраженных импульсов от каждой отводной трубы канализационной сети, создают сигнатуры изменения давления во времени и передают эти сигналы в центральную систему сбора данных
Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для применения в космической отрасли при испытании космических аппаратов (КА), а также может быть использовано в атомной, химической промышленности, в различных отраслях машиностроения

Изобретение относится к области испытательной техники по проверке герметичности полых изделий и направлено на повышение качества их испытаний для повышения надежности при эксплуатации

Изобретение относится к устройствам для внутритрубного неразрушающего контроля трубопроводов

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и направлено на повышение безопасности эксплуатации морских нефтегазовых терминалов, что обеспечивается за счет того, что достигается за счет того, что внешнюю поверхность трубопровода, уложенного на дно, зондируют гидроакустическими сигналами, концентрацию метана в газовом облаке определяют посредством датчика метана, путем измерения величины изменения активного слоя датчика метана при диффузии молекул углеводородов из морской воды через силиконовую мембрану, определяют закономерности распределения плотности скопления пузырьков газа по глубине, путем распределения диапазона на слои с вычислением плотности скопления пузырьков газа для каждого слоя по глубине, выполняют оценку количественных характеристик разреженных газовых скоплений

Изобретение относится к области испытаний, в частности гидравлических испытаний труб

Изобретение относится к области измерительной техники

Изобретение относится к области контрольно-испытательной техники и направлено на повышение надежности контроля герметичности закрытых емкостей, что обеспечивается за счет того, что оптически сканируют при помощи оптического сканирующего устройства по меньшей мере одно отверстие емкости в отношении возможного выхода веществ, находящихся в емкости
Наверх