Устройство для испытания на герметичность соединений труб с трубной решеткой Советский патент 1990 года по МПК G01M3/04 

Изобретение относится к испытательной технике и может использоваться для имитационных испытаний на герметичность -сварных соединений трубчатой теплообменной аппаратуры, например воздуходелительных установок. Цель Изобретения - повышение надежности испытаний путем приближения температурно-силовых воздействий к эксплуатационным, а также повышение удобства эксплуатации путем обеспечения одновременного закрепления устройства на изделии.

На чертеже изображена схема устройства .

Устройство для испытания на герметичность соединения 1 трубы 2 с трубной решеткой 3 теплообменного аппарата содержит цилиндрическую крио- термокамеру 4 и охватывающую ее камеру 5 накопления с торцовым уплотнением 6. Часть криотермокамеры 4 выполнена в виде упругой оболочки 7, выступающей за торцовое уплотнение 6, а с противоположной стороны размещен силовой выступ 8. Криотермокамера 4 имеет узел распора оболочки 7 в радиальном направлении, выполненный в виде регулируемой по длине осевой тяги 9 с резьбовой парой 10 на конце, связывающей торец 11 оболочки 7 с силовым выступом 8. Камера 5 накопления выполнена в виде легкодеформируемого термостойкого сипьфона из лавсана, кромка которого закреплена на кольце 12, герметизируемого на испытуемой

сне уплотнением 6 с помощью болтов 13, На камере 5 накопления установлен штуцер 14 для ввода иглы щупа течеискателя (не показаны), перекрываемый заглушкой 15. Криотермокамера + запопнена теплоагентом 16.

Устройство работает следующим об jii3OM.

В трубе 2, сварное соединение 1 которой необходимо испытать, например после устранения подваркой предварительно выявленной течи со стороны трубной решетки 3 устанавливают упругую оболочку 7, и, деформируя ее перемещением торца 11 к силовому выступу 8 с помощью узла распора в виде осевой тяги 9 с винтовой парой 10, разжимают боковые стенки оболочки 7 в радиальном направлении. При этом они приводятся в механический и тепловой контакт с внутренней поверхнос тью испытуемой трубы 2, кроме того,

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

обеспечивается закрепление устройства на испытуемой зоне. Легкодеформируемый сильфон камеры 5 накопления, выполненный, например, из тонкостенного лавсана, герметизируют вокруг испытуемой зоны соединения 1 гс помощью уплотнения 6, поджимаемого через кольцо 12 болтами 13. После установки устройства для испытаний заполняют межтрубное пространство трубчатки индикаторным газом под избыточным давлением. Затем имитируют температурные условия эксплуатации с помощью локального изменения температуры испытуемой зоны при заполнении криотермокамеры 4 тепдоагентом, например жидким азотом. Вызванное охлаждением понижение давления в камере 5 накопления из-за уменьшения объема заключенного в ней газа компенсируется деформацией тонкостенного сильфона. Отсутствие перепада давления на. стенках камеры 5 накопления позволяет снизить требования к качеству герметизации уплотнения 6 на шероховатой наружной поверхности трубной решетки 3, покрытой плотно расположенными сварными соединениями. После стабилизации температуры испытуемой зоны имитируют эксплуатационные вибрационные нагрузки на трубчатку. Для этого к силовому выступу 8 прикладывают раз - ненаправленные ударно-вибрационные нагрузки, например, создаваемые при обстукивании выступа легким молотком.

Благодаря испытательным температурным и силовым воздействиям в испытуемой зоне возникают дополнительные напряжения, способствующие развитию скрытых дефектов в сквозные, а благодаря охлаждению увеличивается расход индикаторного iаза через каналы течей, что обеспечивает лучшую их вычв- ляемость. Поступающий через течи индикаторный газ накапливается в камере 5 до концентрации, превышающей пороговую чувствительность течеискателя. Для этого дают низкотемпературную выдержку. Затем с помощью щупа течеискателя берут пробу газа из камеры 5 по методике контроля герметичности методом накопления при атмосферном давлении вводя медицинскую иглу, установленную на щупе, через штуцер 14, сняв заглушку 15, в полость камеры 5, и по содержанию индикаторного газа судят о величине течи при испытательных температурно-силопых ВОЗЛРЙСТВИЯХ

515

на соединение 1. После этого отогревают испытуемую зону подачей в крио- термокамеру 4 горячего воздуха, снимают устройство для испытаний и после устранения выявленного сквозного де- фекта повторяют цикл испытаний.

Внутренний узел распора, выполненный, например, в виде осевой тяги 9 между торцом 11 и силовым выступом 8, позволяет, деформируя тонкие боковые стенки оболочки 7 в радиальном направлении, плотно распирать ими изнутри трубу i в зоне испытании.

Создание контакта боковой поверх- ности оболочки 7 с внутренней поверхностью испытуемой трубы 2 позволяет прочно закреплять устройство на испытуемой зоне и обеспечивает ее эффективное охлаждение (отогрев) при запол нении криотермокамеры 4 жидким азотом или горячим воздухом за счет минимального термического сопротивления контакта плотно сопряженных поверхностей

Силовой выступ 8 криотермокамеры 4 позволяет воспринимать удярно-вибра- ционные испытательные воздействия, прикладываемые извне, например, при обстукивании выступа легким молотком, передавать их через жестко закреплен- ную на выступе 8 оболочку 7 к испытуемой зоне соединения 1.

Соосное расположение силового выступа 8 и оболочки / позволяет передавать испытательные силовые воздействия через тягу 9 к испытуемой трубе /, создавая нагружающие моменты сил и вызываемые ими изгибные напряжения в зоне соединения 1.

Применение гибкой герметичной термостойкости оболочки для изготовления камеры 5 накопления, например сильфона из тонкостенного лавсана, позволяет использовать простые виды уплотнения ее стыков с испытуемым из- делием, удовлетворяющие низким требованиям их герметичности, так как допускаемые деформации оболочки компенсируют возникающие при температурных

0

5 0

5 о

д 5

5

40

воздействиях перепал давления газа в камере накопления по отношению к атмосферному давлению.

Использование изобретения позволяет повысить надежность процесса локальных испытаний на герметичность соединений трубок с трубной решеткой благодаря более полной имитации эксплуатационных температурно-снловых факторов.

Формула изобретения

1. Устройство для испытания на герметичность соединений труб с трубной решеткой, .содержащее цилиндрическую криотермокамеру и охватывакнцую ее и упруго связанную с ней камеру накопления с торцовым уплотнением, предназначенную для соединения с течеис- кателем, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем приближения температурно- силовмх воздействий к эксплуатационным, а также повышения удобства эксплуатации, часть крнотермокамеры выполнена в виде упругой оболочки с узлом распора ее в радиальном направлении, выступающей в осевом направлении за торцовое уплотнение камеры накопления.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что криотермо- камера выполнена с силовым выступом со стороны, противоположной упругой оболочке.

3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что узел распора выполнен в виде регулируемой по длине осевой тяги, связывающей торец упругой оболочки с силовым выступом.

4.Устройство по пп. 1 - 3, отличающееся тем, что камера накопления выполнена в виде термостойкого сильфона.

5.Устройство по п. 4, отличающееся тем, что термостойкий сильфон выполнен из лавсана.

Изобретение относится к технике имитационных испытаний изделий на герметичность и позволяет повысить надежность и удобство эксплуатации. Устройство содержит криотермокамеру 4, часть которой выполнена в виде упругой оболочки 7, приводимой боковой поверхностью в контакт с внутренней поверхностью испытуемой трубы 2 с помощью внутреннего узла распора в виде перемещаемой винтовой парой 10 осевой тяги 9 между торцом 11 оболочки 7 и силовым выступом 8 криотермокамеры 4. На криотермокамере 4 размещена камера 5 накопления в виде легкодеформируемого сильфона, герметизированного на испытуемой зоне. Пространство между трубами 2 изделия заполняют индикаторным газом. Подачей теплоагента в криотермокамеру 4 изменяют температуру испытуемой зоны, а нанося разнонаправленные удары по силовому выступу 8, создают в ней ударно-вибрационные нагрузки. Величину течи определяют по концентрации индикаторного газа в камере 5 накопления. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.