CN109506845B - 用于管路焊缝检漏的测试装置和测试方法 - Google Patents

用于管路焊缝检漏的测试装置和测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于管路焊缝检漏的测试装置和测试方法，其中测试装置包括上罩盒(1)、矩形开尾密封圈(2)、卡环压紧结构(3)、下罩盒(4)以及变径错位开口环形密封圈(5)；所述上罩盒(1)和下罩盒(4)这两者通过卡环压紧结构(3)连接或分离，两者的连接处设置有矩形开尾密封圈(2)，当两者连接时，内部合围形成第一空间，所述第一空间通过检测口与外接第一管路相连；所述变径错位开口环形密封圈(5)设置在上罩盒(1)和/或下罩盒(4)的检测口处。本发明满足航天器推进***管路焊缝漏率高精度、快速检测的要求，可提高检漏测试精度、缩短检测时间、降低漏率检测成本。

Description

用于管路焊缝检漏的测试装置和测试方法
技术领域
本发明涉及无损检测技术领域，具体地，涉及一种用于管路焊缝检漏的测试装置和测试方法，尤其涉及一种用于航天器推进***管路焊缝检漏的快速测试方法及装置。
背景技术
航天器的密封性能指标是衡量航天器在轨使用寿命的重要参数，在航天器研制过程中要进行严格的密封性能检测。航天器推进***在进行总装测试前的管路焊缝漏率检测是航天器研制流程的强制检验点，同时是保证其密封性能的前提条件。目前推进***管路焊缝检漏多采用累积包检或气泡法定性判断，即将充有一定压力示漏气体(一般为氦气)的管路焊缝处通过薄膜塑料包扎密封，累积一段时间(一般不小于10min)后，利用检漏仪吸枪法将探头深入包覆的空间内测试累积的氦气浓度，或者通过气泡法用肥皂水涂在管路焊缝处，目测观察气泡的产生及大小。上述方法测试精度不高、效率低，无法对管路焊缝的真实漏率进行定量检测。从提高推进***管路焊缝漏率检测精度、缩短测试时间、提高工作效率、保证检漏过程的可靠性的角度出发，提供一种用于管路焊缝检漏的测试装置和测试方法，尤其是适用于航天器推进***管路焊缝检漏的快速测试方法及装置具有较高的必要性和实用性。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于管路焊缝检漏的测试装置和测试方法。
根据本发明提供的一种用于管路焊缝检漏的测试装置，包括上罩盒、矩形开尾密封圈、卡环压紧结构、下罩盒以及变径错位开口环形密封圈；
所述上罩盒和下罩盒这两者通过卡环压紧结构连接或分离，两者的连接处设置有矩形开尾密封圈，当两者连接时，内部合围形成第一空间，所述第一空间通过检测口与外接第一管路相连；所述变径错位开口环形密封圈设置在上罩盒和/或下罩盒的检测口处。
优选地，所述上罩盒和/或下罩盒上设置有接口，与第一管路相连。
优选地，所述接口为KF接口；所述第一管路为不锈钢波纹管或软管。
优选地，所述第一空间包括一个或多个独立的子空间，各子空间通过检测口相互连接，每个子空间均对应设置有接口和管路。
优选地，所述上罩盒和下罩盒通过凸出的尾部结构相连，所述矩形开尾密封圈设置在尾部结构中，起到密封作用。
优选地，所述变径错位开口环形密封圈为矩形环状密封圈，并开有锯齿形轴向切口和梯形径向切口；所述变径错位开口环形密封圈的外径与检测口尺寸相匹配，内径不大于待检测管路的外径。
优选地，所述卡环压紧结构为防锈材质的环形刚性结构，能够调节压紧力，且
-上罩盒与卡环压紧结构的压紧连接处设置有压紧槽；和/或
-下罩盒与卡环压紧结构的压紧连接处设置有压紧槽。
根据本发明提供的一种用于管路焊缝检漏的测试方法，利用上述的用于管路焊缝检漏的测试装置，包括如下步骤：
检测准备步骤：将用于管路焊缝检漏的测试装置安装在待检测管路的待测试焊缝处，并进行本底值测试和漏率标定；
漏率检测步骤：根据待检测管路的待测试焊缝数量和形貌，利用检漏仪通过管路和接口将第一空间的一个或多个子空间抽真空至1Pa以下，并测试管路焊缝漏率值；
漏率计算判别步骤：计算推进***管路焊缝漏率Q，并依据设计指标对管路焊缝漏率进行数据判读；
检测完成步骤：根据设定的标准要求进行放气和装置撤收。
优选地，所述检测准备步骤还包括如下子步骤：
变径错位开口环形密封圈安装子步骤：在已充气的待检测管路的待测试焊缝两端或周围分别安装变径错位开口环形密封圈；
罩盒安装子步骤：选取上罩盒和下罩盒这两个部件之一，安装矩形开尾密封圈，并沿管路方向依次将检测口和安装完毕的变径错位开口环形密封圈对应嵌入，随后将另一部件匹配安装，通过卡环压紧结构以设定的压紧力密封上罩盒和下罩盒。
优选地，所述检测准备步骤中，本底值测试和漏率标定通过如下步骤实现：
S1：在完好管路的任一处两端或周围分别安装变径错位开口环形密封圈；选取上罩盒和下罩盒这两个部件之一，安装矩形开尾密封圈，并沿管路方向依次将检测口和安装完毕的变径错位开口环形密封圈对应嵌入，随后将另一部件匹配安装，通过卡环压紧结构以设定的压紧力密封上罩盒和下罩盒；
S2：根据待检测管路的待测试焊缝数量和形貌，利用检漏仪通过管路和接口将第一空间的一个或多个子空间抽真空至1Pa以下，并测试管路本底漏率值；
S3：打开检漏***中标准漏孔前的阀门，在真空压力小于1Pa后，通过检漏仪测试标定漏率值。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的用于管路焊缝检漏的测试装置结构简单可靠、密封性良好，能够定量检测管路焊缝的漏率；
2、本发明提供的用于管路焊缝检漏的测试装置能够检测不同外径、不同形貌、不同相邻数目的管路焊缝漏率，具有通用性、简便性；
3、本发明提供的用于管路焊缝检漏的测试方法，通过真空检漏法进行测试，提高了检测精度，缩短了测试时间，解决了传统管路焊缝检漏需要包扎累积、漏率测试准确性低等问题；
4、本发明提供的用于管路焊缝检漏的测试装置和测试方法，焊缝漏率通过快速密封检测手段，对推进***不引入多余物，清洁环保，节约了检测成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的用于管路焊缝检漏的测试方法的装置连接优选例示意图；
图2为本发明提供的用于管路焊缝检漏的测试装置的结构示意图；
图3为本发明提供的用于管路焊缝检漏的测试装置中上罩盒的结构示意图；
图4为本发明提供的用于管路焊缝检漏的测试装置中下罩盒的结构示意图；
图5为本发明提供的用于管路焊缝检漏的测试装置中变径错位开口环形密封圈的结构示意图；
图6为本发明提供的用于管路焊缝检漏的测试装置中矩形开尾密封圈的结构示意图。
图中示出：
上罩盒1
矩形开尾密封圈2
卡环压紧结构3
下罩盒4
变径错位开口环形密封圈5
待检测管路6
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种用于管路焊缝检漏的测试装置，包括上罩盒1、矩形开尾密封圈2、卡环压紧结构3、下罩盒4以及变径错位开口环形密封圈5；所述上罩盒1和下罩盒4这两者通过卡环压紧结构3连接或分离，两者的连接处设置有矩形开尾密封圈2，当两者连接时，内部合围形成第一空间，所述第一空间通过检测口与外接第一管路相连；所述变径错位开口环形密封圈5设置在上罩盒1和/或下罩盒4的检测口处。
优选地，所述上罩盒1和/或下罩盒4上设置有接口，与第一管路相连。所述接口为KF接口；所述第一管路为不锈钢波纹管或软管。所述第一空间包括一个或多个独立的子空间，各子空间通过检测口相互连接，每个子空间均对应设置有接口和管路。所述上罩盒1和下罩盒4通过凸出的尾部结构相连，所述矩形开尾密封圈2设置在尾部结构中，起到密封作用。所述变径错位开口环形密封圈5为矩形环状密封圈，并开有锯齿形轴向切口和梯形径向切口；所述变径错位开口环形密封圈5的外径与检测口尺寸相匹配，内径不大于待检测管路6的外径。所述卡环压紧结构3为防锈材质的环形刚性结构，能够调节压紧力，且
-上罩盒1与卡环压紧结构3的压紧连接处设置有压紧槽；和/或
-下罩盒4与卡环压紧结构3的压紧连接处设置有压紧槽。
根据本发明提供的一种用于管路焊缝检漏的测试方法，利用上述的用于管路焊缝检漏的测试装置，包括如下步骤：
检测准备步骤：将用于管路焊缝检漏的测试装置安装在待检测管路6的待测试焊缝处，并进行本底值测试和漏率标定；
漏率检测步骤：根据待检测管路6的待测试焊缝数量和形貌，利用检漏仪通过管路和接口将第一空间的一个或多个子空间抽真空至1Pa以下，并测试管路焊缝漏率值；
漏率计算判别步骤：计算推进***管路焊缝漏率Q，并依据设计指标对管路焊缝漏率进行数据判读；
检测完成步骤：根据设定的标准要求进行放气和装置撤收。
具体地，所述检测准备步骤还包括如下子步骤：
变径错位开口环形密封圈安装子步骤：在已充气的待检测管路6的待测试焊缝两端或周围分别安装变径错位开口环形密封圈5；
罩盒安装子步骤：选取上罩盒1和下罩盒4这两个部件之一，安装矩形开尾密封圈2，并沿管路方向依次将检测口和安装完毕的变径错位开口环形密封圈5对应嵌入，随后将另一部件匹配安装，通过卡环压紧结构3以设定的压紧力密封上罩盒1和下罩盒4。
所述检测准备步骤中，本底值测试和漏率标定通过如下步骤实现：
S1：在完好管路的任一处两端或周围分别安装变径错位开口环形密封圈5；选取上罩盒1和下罩盒4这两个部件之一，安装矩形开尾密封圈2，并沿管路方向依次将检测口和安装完毕的变径错位开口环形密封圈5对应嵌入，随后将另一部件匹配安装，通过卡环压紧结构3以设定的压紧力密封上罩盒1和下罩盒4；
S2：根据待检测管路6的待测试焊缝数量和形貌，利用检漏仪通过管路和接口将第一空间的一个或多个子空间抽真空至1Pa以下，并测试管路本底漏率值；
S3：打开检漏***中标准漏孔前的阀门，在真空压力小于1Pa后，通过检漏仪测试标定漏率值。
更具体地，本发明的优选例技术方案包括上罩盒1、下罩盒4、矩形开尾密封圈2、变径错位开口环形密封圈5以及卡环压紧结构3，选取待检测的航天器推进***管路作为待检测管路6；上罩盒1设有KF接口，用于连接氦质谱检漏仪，连接管路为不锈钢波纹管或软管，能够承受0.1MPa的负压；下罩盒4的端面开有矩形密封槽，同时根据推进***管路焊缝处的结构可开有2个、3个或4个环形口(与上罩盒1结构相对应)；矩形开尾密封圈2的两个端部为展开的尾部，厚度尽可能薄，其结构形式主要是压紧密封环形密封圈，同时起到上罩盒1、下罩盒4和环形口枝杈处的密封作用，其中环形口即为检测口的一部分；变径错位开口环形密封圈5为矩形环状，开有锯齿形轴向和梯形径向切口，外径同上罩盒1、下罩盒4环形口尺寸相对应，为保证密封性，内径略小于推进***管路外径(推进***管路外径一般为6mm、8mm或10mm)；卡环压紧结构3根据实际管路焊缝检漏情况布置于下罩盒4两侧，为不锈材质环形刚性结构，在上罩盒1压紧部位开有压紧槽，可根据不同需求调整压紧力。所述的上罩盒1、下罩盒4均为不锈钢材质，密封端面厚度不小于3mm，罩盒内壁厚度不小于2mm，整套装置能够承受0.1MPa的负压；两种密封圈均为氟橡胶制成，硬度一般不高于75；所述矩形开尾密封圈2露出下罩盒4端面部分厚度要高于压紧变形量，其内嵌在环形开口中的部分厚度尽可能薄(一般不超过0.5mm)；所述变径错位开口环形密封圈5在压紧中需要足够的变形量，确保其密封性能够达到罩盒内真空度优于1Pa。
本发明的优选测试方法包括如下步骤：
A1、按上述的测试装置配置进行准备，连接检漏***并完成本底值测试和漏率标定；
A2、管路充气：按要求向推进***管路充入一定压力的氦气(示踪气体)；
A3、安装环形密封圈：确认推进***管路焊缝部位，在两端(或焊缝四周，根据管路具体结构)分别安装变径错位开口环形密封圈5，其密封圈内径与管路外径配套；
A4、安装下罩盒4：将矩形开尾密封圈2安装在下罩盒4端面，开尾部分密封圈紧贴环形口内侧，然后将下罩盒4顺着推进***管路方向将2个变径错位开口环形密封圈5嵌在环形口内，即将待检测焊缝置于第一空间中；
A5、安装上罩盒：将连接好检漏仪的上罩盒1扣在下罩盒4上方，使管路嵌在上罩盒1环形口内；
A6、紧固密封：通过下罩盒4的卡环压紧结构3扣在上罩盒1的压紧槽内压紧密封；
A7、测试漏率：通过将罩盒内抽真空(优于1Pa)，并通过检漏仪测试罩盒内部氦气浓度输出值U3；
A8、计算焊缝漏率；通过以下公式计算推进***管路焊缝漏率Q：
Figure BDA0001903029740000061
A9、数据判读：依据设计指标对管路焊缝漏率进行数据判读。
所述漏率本底值测试和漏率标定通过以下步骤完成：
A10、测试装置摆放到位，并按图1完成***连接(准备1个漏率Q0已知的标准漏孔)；
A11、通过上述A1～A7，测试完好管路(不存在焊缝的管路)在相同条件下的检漏仪输出值U1；
A12、打开标准漏孔，测试检漏仪输出值U2。
以上优选测试方法中，对于同一航天器推进***，管路外径一定时，本底值和漏率标定操作在焊缝漏率检测前只进行一次即可。
进一步地，如图1所示，将航天器推进***管路焊缝检漏的快速测试装置的上罩盒1通过KF接口(一般为KF10、KF16)与检漏***相连。检漏***主要由检漏仪(氦质谱检漏仪)、标准漏孔、真空计、阀门、真空管路及连接配件组成，其中检漏仪具备真空漏率检测模式并具有一定的抽速(将罩盒内小空间抽真空)；标准漏孔为漏率Q0已知的真空标准漏孔；真空计用于测量真空压力，量程为大气压至10-2Pa；阀门具备开闭功能；真空管路及连接配件将各装置及设备连接组成如图1所示的检漏***。快速测试装置为航天器推进***管路焊缝漏率检测的核心组成部分，在漏率检测过程中，推进***管路6需要充入一定压力的氦气(纯度大于99.99％)，通过检漏***将罩盒内抽真空(1Pa以下)，在压差作用下，氦气从管路6焊缝存在的漏点释放出氦气释放在罩盒内并通过检漏仪检测出其漏率值。罩盒需要具备一定的密封性，本发明装置采用矩形开尾密封圈2和变径错位开口环形密封圈5压紧的密封方式，罩盒为长方体结构且内部空间不宜过大，环形开口根据推进***管路的结构一般为2～4个，其卡环压紧结构3分布在下罩盒4四周，起辅助压紧和固定作用。
更进一步地，本发明提供的测试方法具体可由以下步骤完成：
步骤一，本底标定：
第1步，将上罩盒1通过KF接口与检漏***连接(阀门处于关闭状态)；
第2步，取一段无焊缝的推进***管路，在两端分别安装变径错位开口环形密封圈5，将密封圈切口位置放于水平位置；
第3步，将已安装好矩形开尾密封圈2的下罩盒4顺着管路方向将变径错位开口环形密封圈5嵌在环形口内；
第4步，将上罩盒1扣在下罩盒4上方，使管路6嵌在上罩盒1环形口内，并通过卡环压紧结构3压紧密封；
第5步，通过检漏仪抽真空(1Pa以下)并测试本底漏率值U1。
步骤二，漏率标定：
第1步，打开检漏***中标准漏孔前的阀门；
第2步，在真空压力小于1Pa后，通过检漏仪测试氦气漏率值U2。
步骤三，管路焊缝漏率检测：
第1步，按上述装置及设备进行准备；
第2步，在管路6焊缝两端(或焊缝周围)分别安装变径错位开口环形密封圈5，将密封圈切口位置放于水平位置；
第3步，将已安装好矩形开尾密封圈2的下罩盒4顺着管路方向将变径错位开口环形密封圈5嵌在对应的环形口内；
第4步，将上罩盒1扣在下罩盒4上方，使管路6嵌在对应的上罩盒环形口内，并通过卡环压紧结构3压紧密封；
第5步，通过检漏仪抽真空(1Pa以下)并测试管路焊缝漏率值U3。
步骤四，漏率计算及判读：通过公式(1)计算推进***管路焊缝漏率Q，并依据设计指标对管路焊缝漏率进行数据判读，判断漏率是否满足要求；
步骤五，放气，装置撤收：
第1步，关闭检漏***；
第2步，打开卡环压紧结构3，缓慢打开上罩盒1，对罩盒进行放气；
第3步，按顺序依次对设备进行撤收，漏率测试结束(如焊缝有多处，则进行下一焊缝漏率测试)。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种用于管路焊缝检漏的测试装置，其特征在于，包括上罩盒(1)、矩形开尾密封圈(2)、卡环压紧结构(3)、下罩盒(4)以及变径错位开口环形密封圈(5)；
所述上罩盒(1)和下罩盒(4)这两者通过卡环压紧结构(3)连接或分离，两者的连接处设置有矩形开尾密封圈(2)，当两者连接时，内部合围形成第一空间，所述第一空间通过检测口与外接第一管路相连；所述变径错位开口环形密封圈(5)设置在上罩盒(1)和/或下罩盒(4)的检测口处；
所述第一空间包括一个或多个独立的子空间，各子空间通过检测口相互连接，每个子空间均对应设置有接口和管路；
所述变径错位开口环形密封圈(5)为矩形环状密封圈，并开有锯齿形轴向切口和梯形径向切口；所述变径错位开口环形密封圈(5)的外径与检测口尺寸相匹配，内径不大于待检测管路(6)的外径；
所述卡环压紧结构(3)为防锈材质的环形刚性结构，能够调节压紧力，且
-上罩盒(1)与卡环压紧结构(3)的压紧连接处设置有压紧槽；和/或
-下罩盒(4)与卡环压紧结构(3)的压紧连接处设置有压紧槽。
2.根据权利要求1所述的用于管路焊缝检漏的测试装置，其特征在于，所述上罩盒(1)和/或下罩盒(4)上设置有接口，与第一管路相连。
3.根据权利要求2所述的用于管路焊缝检漏的测试装置，其特征在于，所述接口为KF接口；所述第一管路为不锈钢波纹管或软管。
4.根据权利要求1所述的用于管路焊缝检漏的测试装置，其特征在于，所述上罩盒(1)和下罩盒(4)通过凸出的尾部结构相连，所述矩形开尾密封圈(2)设置在尾部结构中，起到密封作用。
5.一种用于管路焊缝检漏的测试方法，利用权利要求1至4中任一项所述的用于管路焊缝检漏的测试装置，其特征在于，包括如下步骤：
检测准备步骤：将用于管路焊缝检漏的测试装置安装在待检测管路(6)的待测试焊缝处，并进行本底值测试和漏率标定；
漏率检测步骤：根据待检测管路(6)的待测试焊缝数量和形貌，利用检漏仪通过管路和接口将第一空间的一个或多个子空间抽真空至1Pa以下，并测试管路焊缝漏率值；
漏率计算判别步骤：计算推进***管路焊缝漏率Q，并依据设计指标对管路焊缝漏率进行数据判读；
检测完成步骤：根据设定的标准要求进行放气和装置撤收；
所述检测准备步骤还包括如下子步骤：
变径错位开口环形密封圈安装子步骤：在已充气的待检测管路(6)的待测试焊缝两端或周围分别安装变径错位开口环形密封圈(5)；
罩盒安装子步骤：选取上罩盒(1)和下罩盒(4)这两个部件之一，安装矩形开尾密封圈(2)，并沿管路方向依次将检测口和安装完毕的变径错位开口环形密封圈(5)对应嵌入，随后将另一部件匹配安装，通过卡环压紧结构(3)以设定的压紧力密封上罩盒(1)和下罩盒(4)。
6.根据权利要求5所述的用于管路焊缝检漏的测试方法，其特征在于，所述检测准备步骤中，本底值测试和漏率标定通过如下步骤实现：
S1：在完好管路的任一处两端或周围分别安装变径错位开口环形密封圈(5)；选取上罩盒(1)和下罩盒(4)这两个部件之一，安装矩形开尾密封圈(2)，并沿管路方向依次将检测口和安装完毕的变径错位开口环形密封圈(5)对应嵌入，随后将另一部件匹配安装，通过卡环压紧结构(3)以设定的压紧力密封上罩盒(1)和下罩盒(4)；
S2：根据待检测管路(6)的待测试焊缝数量和形貌，利用检漏仪通过管路和接口将第一空间的一个或多个子空间抽真空至1Pa以下，并测试管路本底漏率值；
S3：打开检漏***中标准漏孔前的阀门，在真空压力小于1Pa后，通过检漏仪测试标定漏率值。
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