СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1997 года по МПК G01M3/02 

Изобретение относится к области испытаний изделий на герметичность, а именно к способам испытания на герметичность соединений трубопроводов, работающих с протоком высокотемпературного газа.

Известен способ контроля герметичности сборок соединений трубопроводов, согласно которому стыки указанных соединений изолируют от окружающей среды с помощью чехлов, образуя замкнутый объем. В сборку подают воздушногелиевую смесь высокого давления. При негерметичности соединений гелий проникает в замкнутый объем, и его концентрацию фиксируют с помощью щупа течеискателя ПТИ (см. ОСТ-92-1527-89, с. 22-32). Процесс протекает в статике и требует содержания гелия в воздушной среде не менее 10%
Известен также способ контроля герметичности, согласно которому герметичная полость вокруг сборки соединения трубопроводов вакуумируется с помощью механического вакуумного насоса и вакуумного насоса, входящего в ПТИ. В сборку соединения трубопроводов подают гелиево-воздушную смесь под давлением. Негерметичность соединения трубопроводов определяют по ПТИ с учетом действия диффузных течей α_у, α_эт по следующей формуле:

где Q_эт величина гелиевого потока, выходящего из диффузионной течи (л. мкм.рт.ст./с);
С процентное содержание гелиево-воздушной смеси (см. ОСТ 92-1527-89, с. 83-86).

Вакуумирование замкнутой полости вокруг сборки соединения трубопроводов осуществляют в два этапа. Механический вакуумный насос работает в течение времени, за которое создается вакуум (10^-2), после чего он отключается, и эта магистраль перекрывается. Дальнейшее вакуумирование замкнутой полости осуществляется с помощью насоса ПТИ.

При испытании узлов не герметичность в динамическом режиме, когда через узел проходит высокотемпературная среда (700-800^oC) высокого давления, происходит интенсивное газовыделение от элементов конструкции узла в замкнутую полость. Чтобы обеспечить работу ПТИ в таких условиях, необходимо вести непрерывное вакуумирование замкнутой полости с помощью дополнительного механического насоса (т. е. не отключать его, как это делается в прототипе). Однако в этом случае нужно учитывать унос гелия, проникшего через соединение в замкнутую полость, по магистрали, в которой установлен механический насос. Эту задачу можно решить, установив на этой магистрали дополнительный ПТИ, но это усложнит процесс испытания на герметичность и потребует дополнительных материальных вложений.

Задачей изобретения является создание способа испытания узлов на герметичность в динамическом режиме с протоком через изделие высокотемпературной среды газа с введением в нее не менее 2% гелия и замером протечек гелия из стыка в замкнутую полость только по магистрали ПТИ при непрерывно работающем дополнительном механическом насосе.

Эта задача решается за счет подачи газогелиевой смеси в изделие, нагретой до температуры, при которой работает изделие; вакуумирование замкнутой полости осуществляется непрерывно в процессе испытания механическим насосом и насосом ПТИ по параллельным магистралям, а негерметичность изделия определяют по формуле:

где V₁ производительность насоса ПТИ (л/с)
V₂ производительность вспомогательного механического насоса (л/с)
Q_эт величина потока индикаторного газа, выходящего из гелиевой течи (л. мкм.рт.ст./с);
α_c величина отклонения стрелки измерительного прибора от потока гелия, прошедшего через микронеплотность стыка (В);
α_эт- величина отклонения стрелки прибора от гелиевой течи (В);
с процентное содержание гелия в рабочем газе, прошедшем через сборку (% ).

Пример осуществления способа.

Надо проконтролировать герметичность фланцевого соединения магистрали при давлении газогелиевой смеси: ≈150 кГс/см² и температур ≈750^oC с чувствительностью не менее 1•10^-3 л.мкм.рт.ст./с.

Перед работой вокруг фланцевого соединения устанавливают накладную камеру. К этой камере параллельно подсоединяют прибор ПТИ и механический вакуумный насос. На вход фланцевого соединения подают газ при давлении P ≈150 кГс/см² и температуре Т ≈750^oC, который выбрасывается в окружающую среду. В этой же магистрали газа вводится гелий ≈2% от расхода газа. После 6-7 мин разогрева фланцевого соединения, при непрерывно работающих вакуумных насосах производительностью 1 л/с ПТИ и производительностью 3 л/с механического насоса приступают к контролю герметичности фланцевого соединения.

При достижении вакуума в накладной камере ≈8•10^-2 мм рт.ст. к ней подключают работающий гелиевый течеискатель, который проверяют по гелиевой течи на измерительном приборе. В нашем примере α_эт≃ 1,5B.
Затем производят замер негерметичности по наличию гелия, проникшего в накладную камеру, а из нее в магистраль, в которой установлен ПТИ, при этом замер гелия в магистрали с дополнительным механическим насосом не производится. В нашем случае прибор ПТИ показывает α_c 40 В.

С учетом полученных данных измерения определяют негерметичность фланцевого соединения при следующих данных:
V₁ производительность насоса ПТИ 1 л/с
V₂ производительность механического вакуумного насоса 3 л/с
Q_эт 5•10^-5 л.мкм.рт.ст./с;
α_эт 1,5 В; с 2%

Использование: изобретение относится к области испытаний на герметичность, а именно к способам испытаний на герметичность соединений трубопроводов, работающих с протоком высокотемпературного газа. Сущность: способ контроля заключается в подаче газогелиевой смеси высокого давления в изделия, нагретой до температуры, при которой работает изделие, непрерывного вакуумирования замкнутой полости вокруг изделия посредством двух насосов - насоса течеискателя и механического насоса, а негерметичность определяют по формуле. Техническим результатом является упрощение технологической схемы испытательного стенда за счет того, что в магистраль дополнительного механического насоса, работающего на непрерывное откачивание интенсивного газовыделения, не становится течеискатель, а негерметичность стыка уточняется по формуле с учетом производительности насосов течеискателя и механического.

Способ контроля герметичности изделий путем подачи в них газогелиевой смеси высокого давления, вакуумирования замкнутой полости вокруг изделия посредством вспомогательного вакуумного насоса и насоса, входящего в течеискатель, контроля газогелиевой течи, проникшей из изделия в вакуумную полость, соединенную с течеискателем, отличающийся тем, что газогелиевую смесь подают в изделие нагретой до температуры, при которой работает изделие, вакуумирование замкнутой полости осуществляют непрерывно в процессе испытания двумя указанными насосами, а негерметичность изделия определяют по формуле

где V₁ производительность механического насоса течеискателя, л/с;
V₂ производительность вспомогательного вакуумного насоса, л/с;
Q_э т величина потока индикаторного газа, выходящего из гелиевой течи, л • мкм рт.ст./с;
α_c - величина отклонения стрелки измерительного прибора от потока гелия, прошедшего через микронеплотность стыка, В;
α_эт - величина отклонения стрелки измерительного прибора от гелиевой течи, В;
C содержание гелия в рабочем газе, прошедшем через сборку,