Способ контроля герметичности трубчатых электронагревателей Советский патент 1993 года по МПК G01M3/16 

. Изобретение относится к технике испытан 4й на герметичность средств «электротермии и может быть использовано в маииностроительных отраслях промыш- лен юстм.

Известен способ контроля герметичности лементов конструкции трубчатых элек- троЖагревателей (ТЭНов), при котором с одной стороны конструкции ТЭНа создают давление гелия, а с другой вакуумируют и подключают к масс-спектрометрическому тече скателю, а о величине течи судят по индицируемому потоку гелия.

Недостаток этого способа состоит в том, что гри контроле ТЭНа в сборе перед окончательной сборочной операцией требуется подать внутрь ТЭНа гелий, который нарушает е о эксплуатационные характеристики,

так как гелий снижает пробойную изоляцию ТЭНа.

Известен также способ контроля ТЭНов, состоящий в том, что ТЭН помещают в влагокамеру на 24 сутки, вынимают его и просушивают узлы гермовводов, а затем измеряют сопротивление изоляции. Если в ТЭНе имеется течь, то влага попадает в его внутреннюю полость, абсорбируется в слое периклаза, образуя мостики из воды, по которым течет ток утечки.

Этот способ имеет существенный недостаток: он не обеспечивает достаточно высокую производительность контроля и не может быть использован в производстве крупной серии ТЭНов. Низкая производительность контроля обуславливается малым потоком влаги, проходящей через сечение канала течи.

«Ч

ю ел

СлЭ

ю о

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ контроля герметичности, согласно которому ТЭН погружают в воду на три часа (опрессовка), после чего ТЭН вынимают, его гермоввод просушивают, а герметичность ТЭНа оценивают по изменению электрического сопротивления изоляции между токоведущей спиралью нагревателя и корпусом ТЭНа.

Такой способ имеет недостаточную надежность контроля. Это обусловливается следующими причинами, Электроизоляционный наполнитель - периклаз - запрессован только в полость ТЭНа,

Наиболее вероятным местом течи является сварной шов, поэтому вода, проникшая внутрь гермоввода, будет располагаться на стенке в месте хода течи в форме капли или пятнав

В результате этого исключается электрический контакт токоведущего элемента ТЭНа с его корпусом, а это не позволяет по падению сопротивления изоляции отбраковать ТЭН, имеющий дефект герметичности.

Цель изобретения - повышение надежности контроля герметичности трубчатых электронагревателей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля герметичности трубчатых электронагревателей, включающем оп- рессовку трубчатого электронагревателя водой, устранение влаги с наружной поверхности гермовводов, измерение электрического сопротивления изоляции между токоведущей спиралью и корпусом трубчатого электронагревателя с последующей отбраковкой его по сопротивлению изоляции, после устранения влаги вокруг трубчатого электронагревателя создают избыточное давление воздуха, нагревают гермовводы, а затем полностью охлаждают трубчатый электронагреватель.

Дополнительные новые операции позволяют обеспечить перенос воды с внутренней поверхности гермоввода в слой . пермклаза. При нагреве гермовводов молекулы воды переходят в парообразное состояние, в результате чего осуществляется их диффузионный массоперенос. Поскольку при этой операции в полости гермоввода повышается давление, то с целью исключения переноса влаги наружу с внешней стороны ТЭНа создается избыточное давление воздуха, препятствующее потоку молекул воды в канале течи.

Однако влага в виде пара не понижает .Сопротивление изоляции. Для того, чтобы понизить сопротивление, необходимо охладить ТЭН. В результате этого пар сконден- .сируется в слое периклаза, образуются

мостики воды и пойдет ток утечки. Таким образом, влага, поступающая через течь, благодаря предлагаемым операциям, будет перенесена в слой периклаза и снизит сопротивление изоляции. Тем самым исклю- чится недобраковка ТЭНов, т.е. повысится точность контроля.

Способ осуществляется с помощью устройства, схема которого представлена на

чертеже.

Устройство содержит камеру 1, внутри которой размещен контролируемый ТЭН 2, устройство для нагрева 3, излучатели 4 нагревателя 3, направленные на гермоввод 5

5 сопла 6 для удаления влаги с поверхности гермовводов, термометр 7 для измерения сопротивления изоляции между токоведущей спиралью ТЭНа и его корпусом, самопишущий потенциометр 8. Сопла 6

0 подключены к магистрали с сжатым воздухом через клапан 9. Клапана 10 и 11 служат для соответственно залива и слива воды из камеры 1, клапан 12 - для подачи сжатого воздуха при опрессовке ТЭНов. Величина

5 опрессовочного давления устанавливается задатчиком давления 13 и измеряется манометром 14.

При помощи регулируемого клапана 15 воздух при необходимости из камеры 1

0 стравливается в атмосферу.

Способ контроля герметичности реализуется следующим образом. Изделие 2 помещают в камеру 1, при этом все клапана

должны находиться в закрытом состоянии.

5 Первый этап состоит в опрессовке ТЭНа водой, для чего открываются клапана 10 и 15. После заливки их закрывают и создают опрессовочное давление в камере путем открытия клапана 12. Спрессовав изделие 2,

0 открывают клапан 11, из камеры сливают воду, после чего клапан 11 закрывают. Затем открывают клапан 9 и с поверхности гермовводов удаляют воду с помощью струй воздуха, вытекающих из сопел 6. При этом

5 через клапан 15 воздух частично стравливается в атмосферу так, чтобы в камере 1 постоянно поддерживалось определенное избыточное давление. По окончании сдува влаги клапаны 9, 15 закрывают и осуществ0 ляют нагрев гермовводов с помощью излучателей 4, Затем, отключая излучатель 4, осуществляют охлаждение ТЭНа с помощью струй воздуха, открывая клапаны 9 и 15. Последняя операция контроля связана с

5 измерением электрического сопротивления изоляции между токоведущей спиралью и корпусом ТЭНа с помощью тераомметра 7 и самопишущего потенциометра 8. По результатам измерения сопротивления производят отбраковку ТЭНа.

Достижение поставленной цели подтверждается результатами двух серий экспериментов. Первая серия экспериментов (пример 1) реализует способ, принятый за прототип, вторая серия (пример 2) воспро- ифведена согласно заявляемому способу.

Испытания проводились на ТЭНах. у которых в области гермоввода с помощью лазерной установки Квант-15 пробивалось отверстие диаметром 0,4 мм и менее, имитирующее печь. Для получения в ТЭНах ма- лых течей полученное отверстие за;чеканивалось. После проведения экспериментов корпус ТЭНа отрезался вблизи расположения течи, периклаз удалял-. ся;и часть ТЭНа, содержащая течь, спрессовывалась пробным газом с целью калибровки течи. Калибровку производили пузырьковым способом, галогенным или мг(сс-спектрометрическим в зависимости от величины полученной течи.

П р и м е р 1, ТЭН устанавливали в камеру и заливали воду таким образом, чтобы ее уровень был выше места расположения течи, но ниже токоведущих частей гермоввода. После этого создавали избы; точное опрессовочное давление 9,8 - 10 Па (0,1 ат).

С помощью тераомметра Еб-13 постоянно измеряли сопротивление изоляции

ТЭНа. При нахождении ТЭНа в жидкости в течение 1,5-3 часов .в случае течи в гермов- воде порядка м3Ма/с сопротивление изоляции снижалась незначительно и было всегда более 1000 МОм, что соответствует

при контроле годному изделию.

П р и м е р 2. ТЭН в камере спрессовывался в воде аналогично способу, описанному в примере 1. Спустя 1, часа воду

сливали, обдувом устраняли влагу с гермов- водов, и, не убирая в камере избыточное давление воздуха, обогревали гермовводы в течение 5 минут, При этом они нагревались до температуры 150°С. Затем прекращали

нагрев и охлаждали ТЭН потоком сжатого воздуха. Спустя 5 мин температура наружной поверхности гермоввода не превышала 70°С, а в нижней части ТЭНа - 30-35°С. Электрическое сопротивление изоляции

между токоведущей спиралью и корпусом ТЭНа составляло не более 1 МОм.

Использование: испытание на герметичность средств электротермии. Сущность изобретения: спрессовывают трубчатый электронагреватель (ТЭН) водой. Удаляют влагу с гермовводов. создают вокруг ТЭН избыточное давление воздуха и нагревают гермовводы до температуры, достаточной для испарения влаги внутри их. Затем охлаждают ТЭН и измеряют электрическое сопротивление изоляции между токоведущей спиралью и корпусом ТЭН. По результатам измерения осуществляют отбраковку. 1 ил.

Формула изобретения

Способ контроля герметичности трубчатых электронагревателей путем опрессовки электронагревателя водой, устранения влаги с гермовводов, измерения электрического сопротивления изоляции между токрведущей спиралью и корпусом электронагревателя и отбраковки его по измеренному сопротивлению изоляции, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, после устранения влаги с гермовводов вокруг электронагревателя создают избыточное давление воздуха, нагревают гермовводы до температуры, достаточной для испарения влаги внутри них, а затем охлаждают весь трубчатый электронагреватель.

..«

Ч

/ Г