СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ Российский патент 2010 года по МПК G01M3/02 

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к испытаниям изделий на герметичность, и может найти применение в тех областях техники, где предъявляются высокие требования к надежности изделий.

Известен способ испытания на герметичность, при котором изделие заключают в замкнутую оболочку, заполняют изделие контрольным веществом, накапливают его в объеме оболочки, измеряют его концентрацию с помощью течеискателя, а о герметичности судят по интенсивности изменения концентрации контрольного вещества в замкнутой оболочке (авт. св. СССР №214851, опубл. 29.03.68 г.).

Недостатком данного способа является сравнительно низкая достоверность измерения, вызванная тем, что газовыделение материалов, используемых в конструкциях изделия и оболочки, а также фоновое содержание контрольного вещества в атмосфере влияют на реакцию течеискателя.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ испытаний изделий на герметичность по патенту РФ №2295710 (опубл. 20.03.2007 г.), заключающийся в том, что изделие размещают в герметичной испытательной камере, измеряют фоновую концентрацию контрольного газа в камере, полость изделия заполняют контрольным газом и выдерживают определенное время, а о герметичности судят по изменению концентрации контрольного газа в камере по сравнению с фоновой концентрацией, заключенной в дополнительной камере, причем перед заполнением изделия контрольным газом регистрируют и уравнивают фоновое содержание контрольного газа в испытательной и дополнительной камерах, после выдержки изделия регистрируют значение фона в дополнительной камере, а расчет негерметичности производят по известному соотношению.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности и достоверности результатов контроля герметичности за счет исключения влияния фона контрольного вещества и газовыделения материалов, входящих в состав изделия и замкнутых оболочек.

Для достижения этого технического результата в способе контроля герметичности изделие заключают в замкнутую оболочку, заполняют его полость контрольным веществом до требуемого давления, выдерживают в течение определенного времени, определяют реакцию течеискателя на контрольное вещество, накопленное в замкнутой оболочке, а о герметичности судят по сравнению с реакцией течеискателя на эталонную концентрацию контрольного вещества, согласно изобретению используют заключенный в дополнительную замкнутую оболочку макет изделия, полностью имитирующий контролируемое, но не заполненный контрольным веществом, выдерживают в течение определенного времени, равного времени выдержки изделия, определяют реакцию течеискателя на фоновое содержание контрольного вещества и газовыделение материалов в дополнительной замкнутой оболочке, а расчет негерметичности изделия проводят по следующему соотношению:

где Q_И - негерметичность изделия, г/с;

C_К - значение эталонной концентрации контрольного вещества, г/л;

α_И - реакция течеискателя на концентрацию контрольного вещества в замкнутой оболочке с заправленным изделием, мкА;

α_Г+Ф - реакция течеискателя на фоновое содержание контрольного вещества и газовыделение материалов в замкнутой оболочке с незаправленным макетом изделия, мкА;

α_К - реакция течеискателя на эталонную концентрацию контрольного вещества, мкА;

α₀ - компенсированное показание течеискателя, мкА;

V₀ - свободный объем в замкнутой оболочке, л;

τ_B - время выдержки в замкнутой оболочке, с.

Отличием предлагаемого способа от аналогичных является то, что в нем используется такое же изделие (макет), изготовленное из тех же материалов и по той же технологии, что и контролируемое, но незаполненное контрольным (рабочим или пробным) веществом, и заключенное в такой же объем накопления (дополнительная замкнутая оболочка). Регистрация фонового содержания контрольного вещества и газовыделения материалов в дополнительном объеме накопления и их учет при расчете герметичности позволяет повысить точность и достоверность контроля.

Способ поясняется чертежом, на котором изображена схема осуществления контроля герметичности, где изображено: 1 - изделие; 2 - вентиль; 3 - устройство для подачи контрольного вещества; 4 - замкнутая оболочка на контролируемой части изделия; 5 - контролируемая часть изделия; 6 - щуп течеискателя; 7 - течеискатель; 8 - макет изделия; 9 - замкнутая оболочка на контролируемой части макета изделия; 10 - контролируемая часть макета изделия.

На фиг.1 представлена схема контроля изделия.

На фиг.2 представлена схема контроля макета изделия.

Способ осуществляется следующим образом.

При изготовлении изделия одновременно изготавливают макет, который является точной копией изделия (или его контролируемой части). Изделие (или его часть) заключают в замкнутую оболочку и одновременно заключают в другую такую же замкнутую оболочку макет изделия (или его часть).

Затем в полость изделия 1 подают контрольное (пробное или рабочее) вещество под давлением и выдерживают в течение необходимого времени для накопления контрольного вещества через негерметичности в замкнутой оболочке 4. В макет 8 контрольное вещество не подается. Время накопления (время выдержки) контрольного вещества в замкнутых оболочках с изделием и макетом должно быть равным. Регистрируют сигнал α_Г+Ф течеискателя 7 в замкнутой оболочке 9 на контролируемой части макета 10, затем реакцию течеискателя на содержание контрольного вещества в замкнутой оболочке 4 части изделия 5 - α_И.

Реакцию α_К течеискателя 7 на эталонную концентрацию определяют одним из существующих способов, например может быть применена калиброванная течь или емкость с заранее приготовленной концентрацией контрольного вещества (на чертеже не показано).

Негерметичность изделия оценивают по соотношению (1).

Предлагаемый способ опробован на практике при проведении контроля герметичности стыковых соединений изделия.

Замкнутые оболочки выполнялись из пленки полиэтилентерфтолатной металлизированной с герметизацией липкой лентой.

В качестве второй ступени герметизации стыковых соединений изделия использовался герметик АН-4.

Внутренние полости системы изделия заполнялись рабочим веществом - теплоносителем ЛЗТК-2 - до рабочего давления. Одновременно изготавливался макет стыкового соединения, полностью копирующий стыковое соединение изделия, по такой же технологии и тем же герметиком проводилась его герметизация. Стыковое соединение изделия и его макет заключались в одинаковые замкнутые оболочки и выдерживались одно и то же время накопления, равное 30 минут. Свободный объем каждой замкнутой оболочки составил V₀≈4,7 см³. Для регистрации утечек рабочего вещества и газовыделения материалов использовался плазменный течеискатель ТП-3, который реагирует на многие пробные вещества (электроотрицательные газы, галогены, растворители и т.п.).

Реакция течеискателя составила:

- на содержание рабочего вещества в замкнутой оболочке на стыковом соединении изделия α_И=68 мкА,

- на фоновое содержание рабочего вещества и газовыделение материалов в замкнутой оболочке на макете стыкового соединения изделия α_Г+Ф=9 мкА,

- на эталонную концентрацию (C_K=7-10^-3 г/л) рабочего вещества α₀=0 мкА,

- компенсированное значение течеискателя α₀=0 мкА.

В данном случае, если расчет негерметичности стыкового соединения изделия проводить без учета газовыделения герметика и материалов, то негерметичность изделия будет определяться по соотношению:

Тогда негерметичность, рассчитанная по соотношению (2), составит:

Если в расчете учесть реакцию течеискателя на фоновое содержание рабочего вещества и газовыделение герметика и материалов в макете стыкового соединения α_Г+Ф=9 мкА, тогда утечка из стыкового соединения изделия, рассчитанная по соотношению (1), составит:

Таким образом, не учитывая реакцию течеискателя на газовыделение герметика и материалов, величина негерметичности изделия получается на 15% больше действительной величины. Учет влияния газовыделения герметика и материалов позволил повысить достоверность испытаний.

Способ позволяет повысить надежность и точность определения негерметичности, т.к. возможное газовыделение материалов, используемых при изготовлении или сборке изделия, учитывается при определении значения негерметичности.

Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на повышение точности и достоверности результатов контроля герметичности за счет исключения влияния фона контрольного вещества и газовыделения материалов, входящих в состав изделия и оболочек. Этот результат обеспечивается за счет того, что при осуществлении контроля герметичности изделие заключают в замкнутую оболочку, заполняют его полость контрольным веществом до требуемого давления, выдерживают в течение определенного времени, определяют реакцию течеискателя на контрольное вещество, накопленное в замкнутой оболочке, а о герметичности судят по сравнению с реакцией течеискателя на эталонную концентрацию контрольного вещества. При этом используют заключенный в дополнительную замкнутую оболочку макет изделия, полностью имитирующий контролируемое, но не заполненный контрольным веществом, который выдерживают в течение определенного времени, равного времени выдержки изделия, определяют реакцию течеискателя на фоновое содержание контрольного вещества и газовыделение материалов в дополнительной замкнутой оболочке, а расчет негерметичности изделия проводят по соотношению, приведенному в формуле изобретения. 2 ил.

Способ контроля герметичности, при котором изделие заключают в замкнутую оболочку, заполняют его полость контрольным веществом до требуемого давления, выдерживают в течение определенного времени, определяют реакцию течеискателя на контрольное вещество, накопленное в замкнутой оболочке, а о герметичности судят по сравнению с реакцией течеискателя на эталонную концентрацию контрольного вещества, отличающийся тем, что в способе используют заключенный в дополнительную замкнутую оболочку макет изделия, полностью имитирующий контролируемое, но не заполненный контрольным веществом, выдерживают в течение определенного времени, равного времени выдержки изделия, определяют реакцию течеискателя на фоновое содержание контрольного вещества и газовыделение материалов в дополнительной замкнутой оболочке, а расчет негерметичности изделия проводят по следующему соотношению:
,
где Q_И - негерметичность изделия, г/с;
С_К - значение эталонной концентрации контрольного вещества, г/л;
α_И - реакция течеискателя на концентрацию контрольного вещества в замкнутой оболочке с заправленным изделием, мкА;
α_Г+Ф - реакция течеискателя на фоновое содержание контрольного вещества и газовыделение материалов в замкнутой оболочке с незаправленным макетом изделия, мкА;
α_К - реакция течеискателя на эталонную концентрацию контрольного вещества, мкА;
α₀ - компенсированное показание течеискателя, мкА;
V₀ - свободный объем в замкнутой оболочке, л;
τ_В - время выдержки в замкнутой оболочке, с.