Способ контроля качества аммиачной тепловой трубы Российский патент 2020 года по МПК G01M3/20 

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к методам контроля качества аммиачных тепловых труб.

Известен способ контроля качества тепловой трубы путем импульсного подвода тепла к середине тепловой трубы, измерение температуры по разные стороны от зоны теплоподвода, определение зоны дефекта и оценка качества. При этом используют бесконтактные оптические методы подвода тепла и измерения температуры на длинах волн инфракрасного диапазона, а также цифровые методы обработки регистрируемого яркостного контраста теплового поля, а о качестве тепловой трубы судят по величине асимметрии изотермической поверхности относительно зоны подвода тепла, а зону дефекта определяют по искажению формы изотермических линий (Патент РФ №2456524, МПК F28D 15/02).

Недостатком данного способа является низкая информативность, обусловленная сложностью идентификации на фоне большого количества факторов влияния не герметичности тепловой трубы на коэффициент асимметрии.

Наиболее близким по техническому решению является принятый за прототип способ контроля качества тепловой трубы по степени герметичности сварных швов, заключающийся в том, что для обнаружения утечек аммиака на контролируемый участок сварных швов тепловой трубы, заполненных аммиаком, накладывается фильтровальная бумага, смоченная индикаторным раствором, содержащим 3%-ный раствор CoCl₂⋅6H₂O. При этом, о качестве тепловой трубы судят по появлению пятен или точек, окрашенных в цвет от голубого до сине-фиолетового, почти черного, в зависимости от количества поступившего аммиака. (Патент РФ №2087888, МПК F28D 15/02 от 16.09.1993 г.).

Недостатком данного способа является большая длительность процедуры контроля и низкая информативность, обусловленная проведением контроля герметичности без тепловой нагрузки на тепловой трубе и низкая чувствительность способа.

Техническим результатом является уменьшение времени процедуры контроля дефектных областей, повышение информативности контроля, увеличение чувствительности и снижение методической погрешности способа.

Для достижения данного технического результата предложен способ контроля качества тепловой трубы путем определения утечек аммиака по появлению пятен или точек, окрашенных в цвет от голубого до сине-фиолетового, почти черного, в зависимости от количества поступившего аммиака, при накладывании фильтровальной бумаги смоченной индикаторным раствором, содержащим 3%-ный раствор CoCl₂⋅6H₂O на контролируемый участок, при этом к середине тепловой трубы осуществляют импульсный подвод тепла, а контролируемый участок, до подвода тепла, с наложенным на него индикатором аммиака, герметизируют с помощью оптически прозрачного материала. Визуализацию индикатора аммиака можно осуществлять, по крайней мере, одновременно с двух сторон тепловой трубы при помощи зеркальной поверхности, установленной за тепловой трубой под определенным углом к телевизионной камере, а для осуществления контроля с различных сторон необходимо обеспечить поворот тепловой трубы.

О качестве тепловой трубы, как и в прототипе, судят визуально или с помощью технических средств, по появлению пятен или точек, окрашенных в цвет от голубого до сине-фиолетового, почти черного, в зависимости от количества поступившего аммиака, при этом контроль ведется в видимом диапазоне длин волн. Импульсный подвод тепловой энергии к середине тепловой трубы, вызывает образование реверсивных импульсов давления пара аммиака и соответственно импульсных тепловых потоков, которые, при наличии сквозных пор в сварных швах корпуса, стимулируют процессы массопереноса молекул аммиака, которые вступают в химическую реакцию с индикатором и изменяют его окраску, тем самым способствуя повышению информативности контроля. Реверсивные тепловые потоки также нагревают поверхность сварных швов и увеличивают скорость протекания химической реакции между аммиаком и индикатором, т.е. сокращают время изменения исходной окраски индикатора (см. Дан П.Д., Рей Д.А. Тепловые трубы. - М.: Энергия. 1979. 272 с.; Роздзял П. Технология герметизации элементов РЭА: Пер. с польск. / Под ред. В.А. Волкова. - М.: Радио и связь, 1981. С. 108-135.; Фриш С.Э., Тиморева А.В. Курс общей физики. Физматгиз. 1961. с. 157-339.

Поверхности сварных швов с наложенным на них индикатором герметизируют с помощью оптически прозрачного материала. Таким образом, при испарении аммиака, он не попадает в окружающее пространство, за время действия теплового импульса в гермооболочке происходит накопление молекул аммиака, что способствует интенсификации химической реакции на индикаторе, приводящее к быстрейшему изменению его исходного цвета, который контролируется визуально или с помощью технических средств, через оптически прозрачный материал созданной гермооболочки. Повышается чувствительность предложенного способа и снижается методическая погрешность визуализации дефектных областей сварных швов. (см. Глинка Н.Л. Общая химия. Химия. 1985. С. 158-170.).

На фиг. 1 изображено устройство реализации способа контроля качества аммиачной тепловой трубы, вид спереди.

На фиг. 2 изображено устройство реализации способа с возможностью визуализации индикатора аммиака, по крайней мере, одновременно с двух сторон тепловой трубы, вид спереди и сбоку.

1 - тепловая труба; 2 - импульсный источник теплового потока; 3 - сварной шов; 4 - индикатор аммиака; 5 - зеркало; 6 - оптически прозрачный материал; 7 - телевизионная камера; 8 - канал связи; 9 - персональный компьютер (монитор).

Способ осуществляется следующим образом: Одним из известных способов к середине трубы (1) осуществляют импульсный подвод тепла, формирующий на поверхности трубы импульсный источник теплового потока (2), от которого реверсивные тепловые потоки плотностью q и потоки пара аммиака с избыточным давлением перемещаются через паровой канал к сварным швам (3) и через поры (неплотности) взаимодействуют с индикатором аммиака (4) в виде присоединенной к контролируемой поверхности фильтровальной бумаги, смоченной индикаторным раствором, содержащим 3%-ный раствор CoCl₂⋅6H₂O, причем, перед подводом тепла контролируемый участок (3) с наложенным на него индикатором (4) герметизируют с помощью оптически прозрачного материала (6), при этом, о качестве тепловой трубы судят, как и в прототипе, по появлению пятен или точек, окрашенных в цвет от голубого до сине-фиолетового, почти черного, в зависимости от количества аммиака, визуально или с использованием, например, телевизионной системы, включающей телевизионную камеру (7), канал связи (8) и персональный компьютер (9).

Визуализацию герметичности контролируемой поверхности тепловой трубы можно осуществлять, по крайней мере, одновременно с двух сторон (например, фронтальной и тыльной), при помощи зеркала (5), установленного за тепловой трубой под определенным углом к телевизионной камере (7).

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет:

- уменьшить длительность способа контроля качества тепловой трубы;

- повысить информативность контроля качества тепловой трубы;

- уменьшить методическую погрешность визуализации дефектной области.

Технический результат, достигнут полностью.

Изобретение относится к теплотехнике. Способ контроля качества аммиачной тепловой трубы включает накладывание фильтровальной бумаги, смоченной индикаторным раствором, содержащим 3%-ный раствор CoCl₂⋅6H₂O, на контролируемый участок трубы, определение места течи по появлению пятен или точек, окрашенных в цвет от голубого до сине-фиолетового, почти черного, в зависимости от количества поступившего аммиака, при этом к середине тепловой трубы осуществляют импульсный подвод тепла, а контролируемый участок трубы с наложенным на него индикатором аммиака до подвода тепла герметизируют с помощью оптически прозрачного материала. Техническим результатом является сокращение времени контроля дефектных областей, повышение информативности контроля, увеличение чувствительности и снижение методической погрешности способа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ контроля качества аммиачной тепловой трубы, включающий накладывание фильтровальной бумаги, смоченной индикаторным раствором, содержащим 3%-ный раствор CoCl₂⋅6H₂O, на контролируемый участок трубы, определение места течи по появлению пятен или точек, окрашенных в цвет от голубого до сине-фиолетового, почти черного, в зависимости от количества поступившего аммиака, отличающийся тем, что к середине тепловой трубы осуществляют импульсный подвод тепла, а контролируемый участок трубы с наложенным на него индикатором аммиака до подвода тепла герметизируют с помощью оптически прозрачного материала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что визуализацию индикатора аммиака осуществляют по крайней мере с двух сторон тепловой трубы.