Способ испытаний на герметичность Советский патент 1993 года по МПК G01M3/02 

Изобретение относится к испытаниям на герметичность многослойных трубопроводов, компенсаторов, сосудов и других эле- мёнтов систем хранения и транспортирования криогенных жидкостей, которые в процессе эксплуатации периодически заполняются криогенными жидкостями под избыточным Давлением..

Цель изобретения-уменьшение порога чувствительности течеискания и повышение надежности результатов испытаний многослойных изделий на межслойную негерметичность при рабочих температурах. ,

Уменьшение порога чувствительности течеискания достигается тем, что после заполнения межслойного пространства пробной жидкостью перед началом откачки объект испытаний охлаждают до температуры ниже температуры фазового перехода жидкость - тело пробного вещества. Это позволяет сохранить пробное вещество в межслойном пространстве до момента регистрации потока этого вещества с помощью масс-спектрометра.

Повышение надежности результатов испытаний достигается тем. что измерение фонового содержания пробного вещества производится, во-первых, в процессе его линейного изменения, а во-вторых, дважды - после первого охлаждения объекта испытаний и после повторного его охлаждения, производимого после измерения сигнала, соответствующего потоку пробного вещества из объекта испытаний, находящегося при температуре выше температуры фазового

00

м о ю

О1

о

перехода тело - жидкость пробного вещества. .: :-. ...;.. ; ; ; . ; . ..

Предлагаемый способ испытаний имеет следующие отличия от прототипа:

1} охлаждение объекта испытаний производится дважды, причем первое-до начала его откачки; :

2) измерение фонового сигнала производится при определенном характере его изменения, а именно по линейному закону;

3) измерение фонового сигнала производится дважды - после первого и повторного охлаждения объекта испытаний, а в расчетах степени негерметичности используют среднее его значение.

Предлагаемый способ испытаний многослойных объектов на межслойную негерметичность осуществляется следующим .образом,... :. ; ..:.,.... .. ..: ;-. . -.

Обьект испытаний (ОИ) заполняют пробной жидкостью, имеющей рабочую температуру. В качестве пробной жидкости необходимо использовать рабочие криогенные жидкости, а также вещества, имеющие низкую температуру замерзания.

В полости ОИ создаётся избыточноеис- пытательное давление.

ОИ выдерживают под давлением некоторое время, в течение которого в эксплута-, ционных условиях происходит заполнение через микродефекты межслойного пространства ОИ пробным веществом.

Сбрасывают испытательное давление из полости 014, удаляют из его полости пробную жидкость и охлаждают-ОИ до температуры ниже температуры фазового перехода жидкость- тело. ..

С помощью откачки вакуумным насосом полости ОИ производят удаление пробного вещества с внутренней поверхности Ир. Контроль зв этим процессом осуществляют измеряя содержание пробного вещества в ОИ с. помощью масс-спектрометра, После стабилизации фонового сигнала (оап) масс- спектрометра фиксируют его значение.

Нагревают ОИ до нормальной температуры (t5-35°e) и фиксируют сигнал «х .соответствующий фоновому содержанию пробного вещества в полости ОИ и потоку паров этого вещества из межслойного пространства через микродефекты.

Повторно охлаждают ОИ до температуры ниже температуры фазового перехода жидкость - тело пробного вещества и вновь измеряют фоновый сигнал ас& масс-спектрометра. Определяют среднее значение фонового сигнала оь.

Определяют степень межслойной негерметичности ОИ по формуле:

Qx q («х -оь).

О)

где Qx - степень негерметичностй ОИ - поток пробного вещества межслойного про- странства через мйкродефекты, Вт;

q - цена деления масс-спектрометра, Вт/дел;

«х, «о Показания масс-спектрометра, дел.

Изобретение иллюстрируется примером испытания многослойного сильфонного компенсатора (МСК) магистрали жидкого кислорода.

Полость МСК заполняют жидким кислородом, создают избыточное давление, равное рабочему давлению в магистрали и выдерживают под этим давлением МСК в течение времени, необходимого для заполнения межслойного пространства МСК жидким кислородом. Это время зависит от формы герметичности, испытательного давления и рассчитывается до начала испытаНИИ. - . : - . : :- ..

Сбрасывают избыточное давление из полости МСК и удаляют из нее жидкий кислород... :..Охлаждают МСК, погружая его в жидкий гелий или обдувая его наружную поверхность газообразным гелием с температурой 40-45 К. После достижения МСК температуры 50 К его охлаждение прекращают.

Полость МСК откачивают вакуумным насосом до достижения давления не более 0,01 Па и с помощью масс-спектрометра из- меряют сигнал оы, соответствующий фоновому содержанию кислорода в полости МСК.

Измерение оы производят несколько раз с интервалом в 10-15 мин до тех пор, пока значение obi не начнет изменяться по

литейному закону.

Фиксируют последнее из измеренных значений оьп . нагревают МСК до темпера- туры 60-70 К и измеряют сигнал а масс- спектрометра, соответствующий фоновому содержанию кислорода в полости МСК и потоку паров кислорода из межслойного пространства через микродефекты.

Повторно охлаждают МСК до температуры 40-45 К и вновь измеряют сигнал Go, соответствующий фоновому содержанию кислорода в полости МСК.

Определяют среднее значение фоново- го сигнала.

Определяют степень негерметичности МСК по формуле (1).

Заявляемый способ испытаний позволяет получить объективную информацию по параметру герметичность многослойных

изделий при рабочей температуре, исключить возможность выхода из строя систем хранения и транспортирования криогенных жидкостей, повысить пожаро- и взрывобе- зопасность кислородных и водородных энергетических установок.

Формула изобретения Способ испытаний на герметичность, заключающийся в том, что объект испытаний заполняют пробным веществом, над по- верхностью объекта испытаний создают вакуум, измеряют содержание пробного вещества в вакууме, охлаждают объект испытаний до температуры ниже температуры фазового перехода жидкость - тело пробно- го вещества и измеряют фоновое содержание пробного вещества, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения порога чувствительности течейскания и повышения надежности результатов испытаний многослойных изделий на межслойную негерметичность, объект испытаний до создания над его поверхностью вакуума охлаждают до температуры ниже температуры фазового перехода жидкость - тело пробного вещества, а измерение фонового содержания пробного вещества проводят в процессе линейного его изменения дважды: после первого охлаждения объекта испытаний и создания -над его поверхностью вакуума и после повторного охлаждения, проводимого после измерения содержания пробного вещества над поверхностью объекта испытаний, находящегося при температуре выше-температуры фазового перехода тело - жидкость пробного вещества, а о герметичности судят по разности этого измеренного содержания пробного вещества над поверхностью объекта испытаний и среднего значения фонового содержания.

Использование: испытание на герметичность, преимущественно многослойных изделий. Сущность: объект испытаний (ОИ) заполняют пробным веществом, выдерживают некоторое время при рабочей температуре и давлении, после чего пробное вещество удаляют из ОИ. Охлаждают ОЙ до температуры ниже температуры фазового перехода жидкость-тело пробного вещества. Измерение фонового содержания пробного вещества производят в процессе линейного его изменения дважды: после первого охлаждения ОН и создания над его поверхностыо{вмутренней или внешней) вакуума и после повторного охлаждения, производимого после изменения сигнала, соответствующего потоку пробного вещества из ОИ; находящегося при температуре выше температуры фазового перехода тело -жидкость пробного вещества. При расчете степени негерметичности используют среднее значение фонового сигнала. 5 Ё