СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕГЕРМЕТИЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2011 года по МПК G01M3/00 

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 с помощью индикатора контрольного газа, 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 показания индикатора контрольного газа подвержены дрейфу в течение времени выдержки изделия под избыточным испытательным давлением контрольного газа. 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 в предлагаемом способе в момент измерения начальной концентрации контрольного газа в объеме накопления отбирают пробу воздуха из объема накопления в дополнительный замкнутый эталонный объем, и после измерения конечной концентрации контрольного газа в объеме накопления измеряют концентрацию контрольного газа в дополнительном замкнутом эталонном объеме, а о степени негерметичности изделия судят с учетом измеренного значения концентрации контрольного газа в дополнительном замкнутом эталонном объеме, рассчитывая степень негерметичности изделия по формуле

где С_кон - конечная концентрация контрольного газа в объеме накопления,

С_эт - концентрация контрольного газа в дополнительном замкнутом эталонном объеме,

Р_атм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,

V - величина объема накопления,

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

Δt_{треб.выд.} - время требуемой выдержки изделия под избыточным испытательным давлением контрольного газа.

Предлагаемый способ определения негерметичности изделий осуществляется следующим образом:

- помещают изделие в объем накопления;

- измеряют начальную концентрацию С_нач контрольного газа, например гелия, в объеме накопления с помощью индикатора контрольного газа, например гелиевого масс-спектрометрического течеискателя;

- в момент измерения начальной концентрации контрольного газа в объеме накопления отбирают пробу воздуха из объема накопления в дополнительный замкнутый эталонный объем;

- заполняют изделие контрольным газом до избыточного испытательного давления;

- выдерживают изделие под избыточным испытательным давлением контрольного газа в течение времени требуемой выдержки Δt_{треб.выд.}, определяемого по формуле

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

Р_атм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,

V - величина объема накопления,

Q_чув - требуемая чувствительность испытаний изделия;

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

- измеряют концентрацию контрольного газа С_эт в дополнительном замкнутом эталонном объеме,

- судят о степени негерметичности изделия Q_изд по разности конечной и начальной концентраций контрольного газа в объеме накопления с учетом измеренного значения концентрации контрольного газа в дополнительном замкнутом эталонном объеме, рассчитывая степень негерметичности изделия по формуле

где С_кон - конечная концентрация контрольного газа в объеме накопления,

С_эт - концентрация контрольного газа в дополнительном замкнутом эталонном объеме,

Р_атм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,

V - величина объема накопления,

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

Δt_{треб.выд.} - время требуемой выдержки изделия под избыточным испытательным давлением контрольного газа.

В предлагаемом способе повышают точность измерения степени негерметичности изделия, устраняя систематическую ошибку, связанную с дрейфом во времени показаний индикатора контрольного газа, т.е. с тем, что показания индикатора контрольного газа могут со временем как возрастать, так и уменьшаться при неизменной анализируемой концентрации контрольного газа. При этом в случае дрейфа показаний индикатора контрольного газа в сторону возрастания или уменьшения могут быть сделаны заключения соответственно о завышенной или заниженной степени негерметичности изделия. Если же, согласно предлагаемому методу, по прошествии времени выдержки изделия под избыточным испытательным давлением контрольного газа при помощи индикатора контрольного газа анализируют как непосредственно воздух из объема накопления, так и воздух из объема накопления, отобранный ранее в дополнительный замкнутый эталонный объем, то систематическая ошибка, связанная с дрейфом во времени показаний индикатора контрольного газа, будет присутствовать в результатах обоих измерений, и рассматриваемую систематическую ошибку устраняют при использовании разности произведенных измерений концентрации при вычислениях степени негерметичности изделия.

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.

Изобретение относится к области испытательной техники и может найти применение в областях техники, где предъявляются повышенные требования к герметичности, долговечности и надежности изделий, например, таких, как трубопроводы, замкнутые отсеки космических кораблей. Изобретение направлено на повышение точности контроля негерметичности изделий, что обеспечивается за счет того, что изделие помещают 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 перед заполнением изделия контрольным газом до избыточного испытательного давления отбирают пробу воздуха из объема накопления в дополнительный замкнутый эталонный объем, начальную концентрацию контрольного газа в объеме накопления измеряют с помощью индикатора контрольного газа после измерения конечной концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеряя концентрацию контрольного газа в пробе воздуха, отобранной из объема накопления в дополнительный замкнутый эталонный объем, а о степени негерметичности изделия судят с учетом измеренного значения концентрации контрольного газа в пробе воздуха, отобранной из объема накопления в дополнительный замкнутый эталонный объем, рассчитывая степень негерметичности изделия по математической зависимости, приведенной формуле изобретения.

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 концентрации контрольного газа в объеме накопления, отличающийся тем, что перед заполнением изделия контрольным газом до избыточного испытательного давления отбирают пробу воздуха из объема накопления в дополнительный замкнутый эталонный объем, начальную концентрацию контрольного газа в объеме накопления измеряют с помощью индикатора контрольного газа после измерения конечной концентрации контрольного газа в объеме накопления, измеряя концентрацию контрольного газа в пробе воздуха, отобранной из объема накопления в дополнительный замкнутый эталонный объем, а о степени негерметичности изделия судят с учетом измеренного значения концентрации контрольного газа в пробе воздуха, отобранной из объема накопления в дополнительный замкнутый эталонный объем, рассчитывая степень негерметичности изделия по формуле

где С_кон - конечная концентрация контрольного газа в объеме накопления,
С_эт - концентрация контрольного газа, измеренная в пробе воздуха, отобранной из объема накопления в дополнительный замкнутый эталонный объем,
Р_атм - атмосферное давление воздуха в объеме накопления,
V - величина объема накопления,
С - концентрация контрольного газа в изделии при испытаниях, выраженная в объемных процентах,
Δt_{треб.выд.} - время требуемой выдержки изделия под избыточным испытательным давлением.