Способ определения герметичности изделий, работающих под внешним давлением



 


Владельцы патента RU 2457454:

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

Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для испытаний изделий космической техники на герметичность, кроме того, может найти применение в таких областях техники, как газовое и атомное машиностроение, авиационная промышленность. Изобретение направлено на повышение точности определения герметичности изделий, надежности и долговечности изделий при эксплуатации, что обеспечивается за счет того, что вакуумируют внутреннюю полость изделия до установившегося равновесного давления в изделии и в испытательной системе, отсоединяют изделие от испытательной системы, продолжая вакуумировать испытательную, подают в испытательную систему поток газа Qк.т. от калиброванной течи. При этом, согласно изобретению, после отсоединения отвакуумированного изделия от испытательной системы измеряют установившееся равновесное давление Рсист.1 в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы, а после подачи потока газа от калиброванной течи Qк.т. в испытательную систему при отсоединенном от испытательной системы изделии измеряют установившееся равновесное давление Рсист.+к.т. в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и потока газа от калиброванной течи Qк.т., после чего прекращают подачу в испытательную систему потока газа Qк.т. от калиброванной течи, соединяют изделие с испытательной системой и измеряют установившееся равновесное давление Ризд+сист., соответствующее поступлению в испытательную систему потока от негерметичности изделия и собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы, отсоединяют изделие от испытательной системы и измеряют установившееся равновесное давление Рсист.2, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы, а величину негерметичности изделия Qизд. определяют 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 также применение в таких областях техники, как газовое, атомное машиностроение, авиационная промышленность, где предъявляются повышенные требования к герметичности, долговечности и надежности изделий, работающих под внешним избыточным давлением, например, отсеков и пневмогидравлических систем космических аппаратов.

Известен способ определения герметичности изделий, работающих под внешним давлением, заключающийся в том, что вакуумируют внутреннюю полость изделия через испытательную систему до установившегося давления в изделии и испытательной системе, прекращают вакуумирование, а величину негерметичности изделия (газового потока, поступающего в изделие из окружающей атмосферы) определяют по повышению давления за определенный промежуток времени («Технология сборки и испытаний космических аппаратов». Под общей редакцией проф. И.Т.Белякова и проф. И.А.Зернова, Москва, Машиностроение, 1990 г., стр.167-168).

Недостатки способа заключаются в том, что при его использовании не учитывается собственная негерметичность испытательной системы, которая складывается с негерметичностью изделия, ухудшая точность измерения негерметичности последнего.

Известен также способ определения герметичности изделий, работающих под внешним давлением, заключающийся в том, что вакуумируют внутреннюю полость изделия через откачную магистраль до установившегося давления в изделии и откачной магистрали, измеряют величину установившегося давления в изделии и откачной магистрали, подают в наиболее удаленную от места соединения изделия с откачной магистралью точку поток газа от калиброванной течи, повторно измеряют величину установившегося давления в изделии и откачной магистрали, увеличивают величину потока газа от калиброванной течи, вновь измеряют величину установившегося давления в изделии и откачной магистрали, а о величине негерметичности изделия судят на основании соотношения, учитывающего значения подававшихся в изделие и откачную магистраль потоков газа от калиброванной течи, а также значения первоначально измеренного установившегося давления в изделии и откачной магистрали и значений установившихся давлений в изделии и откачной магистрали, измеренных после подачи потоков газа от калиброванной течи в изделие и откачную магистраль (а.с. СССР 1837178, кл. G01M 3/02, 1985).

Данный способ имеет следующий недостаток: при использовании данного способа не учитывается то, что величина потока собственного газоотделения изделия и откачной магистрали в момент измерения установившегося давления в изделии и откачной магистрали с подключенной к ним калиброванной течью может измениться (а более конкретно, уменьшиться) по сравнению с величиной потока собственного газоотделения изделия и откачной магистрали в момент первоначального измерения установившегося давления в изделии и откачной магистрали (поскольку поток собственного газоотделения изделия и откачной магистрали постоянно уменьшается во времени при длительных процессах вакуумирования изделия и откачной магистрали).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения герметичности изделий, работающих под внешним давлением, заключающийся в том, что вакуумируют средствами вакуумирования внутреннюю полость изделия через испытательную систему до установившегося давления в изделии и в испытательной системе, измеряют величину установившегося давления в изделии и в испытательной системе, отсоединяют изделие от испытательной системы, продолжая вакуумировать испытательную систему средствами вакуумирования, подают в испытательную систему поток газа от калиброванной течи, регулируют величину подаваемого в испытательную систему потока газа от калиброванной течи, добиваясь создания в испытательной системе давления, равного ранее измеренному установившемуся давлению в изделии и испытательной системе, измеряют поток газа от калиброванной течи, создающий в испытательной системе давление, равное установившемуся давлению в изделии и испытательной системе, принимают, что значение негерметичности изделия равно потоку газа от калиброванной течи, создающему в испытательной системе давление, равное установившемуся давлению в изделии и системе («Технология сборки и испытаний космических аппаратов». Под общей редакцией проф. И.Т.Белякова и проф. И.А.Зернова, Москва, Машиностроение, 1990 г., стр.168-169).

Данный способ определения герметичности изделий, работающих под внешним давлением, принят авторами за прототип.

Недостатки прототипа заключаются в том, что:

- при его использовании не учитывается то, что величина потока собственного газоотделения испытательной системы в момент измерения установившегося давления в испытательной системе с подключенной к испытательной системе контрольной течью может измениться (а более конкретно, уменьшиться) по сравнению с величиной потока собственного газоотделения испытательной системы в момент измерения установившегося давления в испытательной системе с подключенным к испытательной системе изделием (поскольку поток собственного газоотделения испытательной системы постоянно уменьшается во времени при длительных процессах вакуумирования испытательной системы и изделия);

- не учитывается собственная негерметичность испытательной системы, которая складывается с негерметичностью изделия, ухудшая точность измерения негерметичности последнего.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности определения герметичности изделий, работающих под внешним давлением.

Техническим результатом изобретения является повышение качества испытаний за счет повышения точности определения герметичности изделий, повышение надежности и долговечности изделий при эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе определения герметичности изделий, работающих под внешним давлением, вакуумируют средствами вакуумирования внутреннюю полость изделия через испытательную систему до установившегося давления в изделии и в испытательной системе, отсоединяют изделие от испытательной системы, продолжая вакуумировать испытательную систему средствами вакуумирования, измеряют установившееся равновесное давление Pсист.1 в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы, подают в испытательную систему поток газа Qк.т. от калиброванной течи, измеряют установившееся равновесное давление Pсист.+к.т. в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и потока газа Qк.т. от калиброванной течи, прекращают подачу в испытательную систему потока газа Qк.т. от калиброванной течи, соединяют изделие с испытательной системой и измеряют установившееся равновесное давление Ризд.+сист. в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему потока от негерметичности изделия и собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы, отсоединяют изделие от испытательной системы и измеряют установившееся равновесное давление Рсист.2 в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы, а величину негерметичности изделия Qизд. определяют по формуле:

где Qизд. - величина негерметичности изделия,

Qк.т. - поток газа от калиброванной течи,

Ризд.+сист. - установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему потока от негерметичности изделия и собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и измеряемое после соединения изделия с испытательной системой,

Рсист.2 - установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и измеряемое после отсоединения изделия от испытательной системы,

Рсист.+к.т. - установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и потока газа Qк.т. от калиброванной течи и измеряемое после подачи в испытательную систему потока газа Qк.т. от калиброванной течи,

Рсист.1 - установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и измеряемое перед подачей в испытательную систему потока газа Qк.т. от калиброванной течи.

Предлагаемый способ определения герметичности изделий, работающих под внешним давлением, осуществляется следующим образом:

- вакуумируют средствами вакуумирования (например, высоковакуумным турбомолекулярным насосом) испытательную систему и сообщающуюся с испытательной системой внутреннюю полость изделия до установившегося равновесного давления (например, давления, которое в процессе вакуумирования не меняет свое значение более чем на 5% в течение 10-15 мин). В процессе такого вакуумирования собственный поток газоотделения испытательной системы и изделия уменьшается и приближается к стабильному значению;

- отсоединяют изделие от испытательной системы, продолжая вакуумировать испытательную систему средствами вакуумирования;

- измеряют по вакуумному датчику (например, высоковакуумному ионизационному вакуумметру) установившееся равновесное давление Рсист.1 в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы;

- подают в испытательную систему поток газа Qк.т. от калиброванной течи. Калиброванную течь калибруют непосредственно перед проведением испытаний изделия. В процессе калибровки измеряют газовый поток натекания через калиброванную течь и получают значение его величины, равное Qк.т.;

- измеряют установившееся равновесное давление Рсист.+к.т. в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и потока газа Qк.т. от калиброванной течи;

- отсоединяют калиброванную течь от испытательной системы и тем самым прекращают подачу в испытательную систему потока газа Qк.т. от калиброванной течи;

- соединяют изделие с испытательной системой и измеряют установившееся равновесное давление Ризд.+сист., соответствующее поступлению в испытательную систему потока от негерметичности изделия и собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы;

- отсоединяют изделие от испытательной системы и измеряют установившееся равновесное давление Рсист.2, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы;

- определяют величину негерметичности изделия Qизд. по формуле:

где Qизд. - величина негерметичности изделия,

Qк.т. - поток газа от калиброванной течи,

Ризд.+сист. - установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему потока от негерметичности изделия и собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и измеряемое после соединения изделия с испытательной системой,

Рсист.2 - установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и измеряемое после отсоединения изделия от испытательной системы,

Рсист.+к.т. - установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и потока газа Qк.т. от калиброванной течи и измеряемое после подачи в испытательную систему потока газа Qк.т. от калиброванной течи,

Рсист.1 - установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и измеряемое перед подачей в испытательную систему потока газа Qк.т. от калиброванной течи.

В предлагаемом способе повышается точность определения герметичности за счет устранения ошибок, связанных

- с изменением (а именно с уменьшением) со временем потока собственного газоотделения испытательной системы, имеющим место при длительных процессах вакуумирования испытательной системы;

- с собственной негерметичностью испытательной системы, которая в способе-прототипе складывается с негерметичностью изделия и вносит вклад в определяемую величину негерметичности изделия, а в предлагаемом способе не вносит вклад в определяемую величину негерметичности изделия.

Использование предлагаемого способа позволяет за счет увеличения точности определения герметичности изделий повысить качество испытаний и, как следствие, повысить надежность и долговечность изделий в эксплуатации.

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

Способ определения герметичности изделий, работающих под внешним давлением, заключающийся в том, что вакуумируют средствами вакуумирования внутреннюю полость изделия через испытательную систему до установившегося равновесного давления в изделии и в испытательной системе, отсоединяют изделие от испытательной системы, продолжая вакуумировать испытательную систему средствами вакуумирования, подают в испытательную систему поток газа Qк.т. от калиброванной течи, отличающийся тем, что после отсоединения отвакуумированного изделия от испытательной системы измеряют установившееся равновесное давление Рсист.1 в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы, после подачи потока газа от калиброванной течи Qк.т. в испытательную систему при отсоединенном от испытательной системы изделии измеряют установившееся равновесное давление Рсист.+к.т. в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и потока газа от калиброванной течи Qк.т., после чего прекращают подачу в испытательную систему потока газа Qк.т. от калиброванной течи, соединяют изделие с испытательной системой и измеряют установившееся равновесное давление Ризд.+сист., соответствующее поступлению в испытательную систему потока от негерметичности изделия и собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы, отсоединяют изделие от испытательной системы и измеряют установившееся равновесное давление Рсист.2, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы, а величину негерметичности изделия Qизд. определяют по формуле
Qизд.=Qк.т.·(Pизд.+сист.-Pсист.2)/(Pсист.+к.т.-Pсист.1),
где Qизд. - величина негерметичности изделия,
Qк.т. - поток газа от калиброванной течи,
Pизд.+сист. - установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему потока от негерметичности изделия и собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и измеряемое после соединения изделия с испытательной системой,
Рсист.2 - установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и измеряемое после отсоединения изделия от испытательной системы,
Pсист.+к.т. - установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и потока газа Qк.т. от калиброванной течи и измеряемое после подачи в испытательную систему потока газа Qк.т. от калиброванной течи,
Рсист.1 - установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и измеряемое перед подачей в испытательную систему потока газа Qк.т. от калиброванной течи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на уменьшение времени и трудоемкости испытаний трубопроводного участка, что позволит сократить затраты на его строительство, реконструкцию и ремонт.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля неповоротных цилиндрических деталей, в частности трубопроводов, и направлено на упрощение конструкции устройства, увеличение скорости сканирования при сохранении точности и надежности контроля, что обеспечивается за счет того, что устройство содержит блок контрольно-измерительной аппаратуры, дистанционного управления и обмена данными и механизм перемещения по винтовой траектории, обеспечивающий возможность изменения направления движения.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при опрессовке колонны насосно-компрессорных труб (НКТ). .

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано во многих отраслях промышленности, связанных с использованием газообразных материалов, таких как газ или пар.

Изобретение относится к устройству для заправки топливом системы топливных баков воздушного судна и к способу заправки, в частности, во время проведения испытания топливных баков на герметичность.

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано при испытаниях на герметичность систем ракетно-космической техники, содержащих в процессе штатной эксплуатации в ампулизированном состоянии рабочие жидкости, а также может найти применение в тех областях техники, где предъявляются высокие требования к надежности изделий по параметру «герметичность».

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах для определения течи теплоносителя из трубопровода. .

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.

Изобретение относится к области измерительной техники. .

Изобретение относится к области испытаний, в частности гидравлических испытаний труб. .

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при испытании затворов запорных арматур нефтепроводов на герметичность

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для испытаний герметичности шаровых кранов запорно-регулирующей арматуры магистральных газопроводов в трассовых условиях

Изобретение относится к области контроля за эксплуатацией технологического или иного оборудования, установленных в помещениях с притоком воздуха, например на АЭС, и направлено на повышение надежности и информативности измерений, что обеспечивается за счет того, что устройство для детектирования течей пароводяной смеси из трубопровода, установленного в помещении, снабженного притоком воздуха, включает датчик, регистрирующий значение относительной влажности в контролируемом помещении, соединенный с устройством обработки информации, при этом устройство дополнительно содержит лазерный датчик аэрозолей субмикронного размера, регистрирующий счетную концентрацию и размеры частиц аэрозолей, снабженный пробоотборной трубкой, входной конец которой установлен в точке выхода воздуха из контролируемого помещения, выход лазерного датчика аэрозолей соединен со входом устройства обработки информации, причем устройство обработки информации дополнительно содержит блок сравнения величины текущего сигнала лазерного датчика аэрозолей с базой данных и блок вычисления корреляций между значениями относительной влажности, счетной концентрации и размерами частиц аэрозолей в воздухе контролируемого помещения, также соединенный с блоком сигнализации

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано, например, для контроля течей теплообменников натрий-вода атомных электростанций с реакторами на быстрых нейтронах

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для определения значения негерметичности агрегатов при воздействии вибрации, в том числе при резонансах его подвижных элементов, и направлено на повышение точности определения значения негерметичности агрегатов, что обеспечивается за счет того, что определяют негерметичность с использованием показаний датчика перепада давления, при этом согласно изобретению момент начала работы датчика перепада давления и момент начала работы программы вибростенда по вибровоздействию на агрегат синхронизируют по времени, выбирают показания перепада давления в условиях изменения перегрузок от начала и до конца повышения давления и судят о негерметичности агрегата по величине расхода газа, используя для определения расхода газа среднее значение его в диапазоне виброперегрузок за выбранный промежуток времени

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для дистанционного контроля состояния магистральных газопроводов и хранилищ с помощью диагностической аппаратуры, установленной на носитель - дистанционно-пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА)

Изобретение относится к области контрольно-испытательной техники и может быть использовано в фармацевтической, медицинской, микробиологической промышленности, в частности при испытаниях асептических объектов с повышенными требованиями к воздухопроницанию их ограждающих строительных конструкций (ОСК), что обеспечивается за счет того, что используют обслуживающие данную полость замкнутого герметизированного контура (ПЗГК) приточную и вытяжную вентиляционные системы, при этом при отключенной вытяжной вентиляционной системы и закрытом ее запорно-регулирующем устройстве (ЗРУ) создают вентилятором приточной вентиляционной системы предельно допустимое избыточное давление в ПЗГК, регулируя величину избыточного давления, после чего замеряют объемные скорости воздушного потока, поступающего в ПЗГК воздуховода данной приточной вентиляционной системы, и воздушного потока, поступающего из ПЗГК, причем величина фактического удельного воздухопроницания одного м2 ОСК ПЗГК при предельно допустимом, избыточном давлении в ПЗГК не должна превышать величину расчетного удельного воздухопроницания одного м 2 ОСК при вышеуказанном предельно допустимом избыточном давлении в ПЗГК, а величину фактического удельного воздухопроницания одного м2 ОСК при предельно допустимом избыточном давлении в ПЗГК и расчетную удельную воздухопроницаемость одного м2 ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура при предельно допустимом избыточном давлении в ней определяют описанном в пунктах формулы образом
Наверх