RU2451916C1 - Inspection method - Google Patents
Inspection method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451916C1 RU2451916C1 RU2011105188/28A RU2011105188A RU2451916C1 RU 2451916 C1 RU2451916 C1 RU 2451916C1 RU 2011105188/28 A RU2011105188/28 A RU 2011105188/28A RU 2011105188 A RU2011105188 A RU 2011105188A RU 2451916 C1 RU2451916 C1 RU 2451916C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- product
- control fluid
- volume
- test chamber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к испытаниям на герметичность систем ракетно-космической техники, содержащих в процессе штатной эксплуатации в ампулизированном состоянии рабочие жидкости (компоненты жидкого ракетного топлива, теплоносители систем терморегулирования, жидкости гидравлических рулевых приводов и др.), и может найти применение в тех областях техники, где предъявляются высокие требования к надежности изделий по параметру «герметичность».The invention relates to the field of test equipment, in particular, to leak tests of space rocket systems containing, during normal operation in an ampulsed state, working fluids (liquid propellant components, heat-regulating fluid, hydraulic steering fluid fluids, etc.), and can find application in those areas of technology where high demands are placed on the reliability of products by the parameter "tightness".
Известны способы испытания на герметичность, при которых контролируемое изделие, заполненное жидкостью, помещают в испытательную вакуумную камеру, производят накопление паров проникающей жидкости в отвакуумированном объеме испытательной камеры и затем регистрирующим прибором производят измерение концентрации накопленных паров жидкости. Негерметичность изделия оценивают, сравнивая содержания паров жидкости в объеме испытательной камеры, поступающих от эталона их утечки и проникающих через микронеплотности контролируемого изделия (патенты РФ №1748486 и №2187085).Known methods of leak testing, in which a controlled product filled with a liquid is placed in a test vacuum chamber, vapor of penetrating liquid is accumulated in the evacuated volume of the test chamber, and then the concentration of accumulated liquid vapor is measured by a recording device. The leakage of the product is evaluated by comparing the content of liquid vapor in the volume of the test chamber, coming from the standard of their leakage and penetrating through the micro-tightness of the controlled product (RF patents No. 1748486 and No. 2187085).
Отсутствие воздуха или другого газа в объеме испытательной камеры увеличивает перепад гидростатического давления заполняющей жидкости, ускоряя ее натекание, что особенно важно при испытании ампулизированных систем, кроме того, пары проникающей жидкости равномерно распределяются по объему испытательной камеры, что позволяет достоверно оценивать их концентрацию, следовательно, общее количество в камере.The absence of air or other gas in the volume of the test chamber increases the difference in the hydrostatic pressure of the filling fluid, accelerating its leakage, which is especially important when testing ampouled systems, in addition, the vapor of the penetrating liquid is evenly distributed over the volume of the test chamber, which makes it possible to reliably estimate their concentration, therefore, total amount in the chamber.
Недостатком данных способов является пониженная чувствительность, т.к. при испытании крупногабаритных изделий в камерах большого объема для накопления паров до значений концентраций, регистрируемых течеискательной аппаратурой, требуются очень длительные выдержки, при этом значительная часть паров адсорбируется на всех внутренних поверхностях испытательной камеры и внешних поверхностях контролируемого изделия, т.е не регистрируется. Кроме того, могут не выявляться сквозные микронеплотности, каналы которых закупорены загрязнениями и технологическими веществами, препятствующими проникновению контрольных жидкостей (большинство из закупоривающих сред - вещества органической природы - минеральные масла, жиры, различные органические жидкости).The disadvantage of these methods is the reduced sensitivity, because when testing large-sized products in large-volume chambers, for the accumulation of vapors to the concentrations recorded by the leak detection equipment, very long exposures are required, while a significant part of the vapors is adsorbed on all internal surfaces of the test chamber and the external surfaces of the controlled product, i.e., it is not recorded. In addition, end-to-end micro-leaks may not be detected, the channels of which are clogged with contaminants and technological substances that impede the penetration of control liquids (most of the clogging media are substances of an organic nature - mineral oils, fats, various organic liquids).
Наиболее близкими к предлагаемому изобретению являются способы, осуществляемые по способу контроля герметичности, описанному в патенте РФ №2313772, а также осуществляемый с помощью устройства для контроля герметичности по А.С. СССР №1395965, в которых изделие помещают в герметичную испытательную камеру, из камеры удаляют воздух, изделие заполняют пробным веществом, выдерживают в течение определенного времени, затем пары накопленного вещества переводят в объем меньшего размера, чем объем испытательной камеры, в котором производят измерение содержания паров.Closest to the proposed invention are methods carried out by the method of tightness control described in the patent of the Russian Federation No. 2313772, as well as carried out using a device for monitoring tightness according to A.S. USSR No. 1395965, in which the product is placed in a sealed test chamber, air is removed from the chamber, the product is filled with a test substance, maintained for a certain time, then the vapor of the accumulated substance is transferred to a volume smaller than the volume of the test chamber in which the vapor content is measured .
К недостаткам способов следует отнести:The disadvantages of the methods include:
- большие погрешности и малая чувствительность при оценке степени негерметичности, вызываемые адсорбцией паров жидкости на поверхностях испытательной камеры и контролируемого изделия;- large errors and low sensitivity in assessing the degree of leakage caused by the adsorption of liquid vapor on the surfaces of the test chamber and the controlled product;
- недостаточная надежность контроля в связи с невыявлением сквозных микронеплотностей, каналы которых закупорены технологическими загрязнениями.- insufficient reliability of control due to the non-detection of through micro-leaks, the channels of which are clogged with technological pollution.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение чувствительности и надежности контроля герметичности за счет использования в качестве контрольной среды растворителей хлорфторуглеводородного класса, обладающих высокой способностью проникать в глубину каналов сквозных микронеплотностей, растворять и экстрагировать технологические загрязнения, проникающие в каналы сквозных микронеплотностей в процессе изготовления изделий, закупоривающие каналы и препятствующие проникновению контрольных сред, за счет минимизации адсорбционного поглощения паров контрольной жидкости, а также увеличения количества паров жидкости, проникающей в объем испытательной камеры через микронеплотности изделия, увеличения растворяюще-экстрагирующего воздействия растворителя при повышении температуры, а также за счет использования для анализа и расчета степени негерметичности изделия всего накопленного в период выдержки количества паров растворителя.The problem to which the invention is directed is to increase the sensitivity and reliability of tightness control by using chlorofluorocarbon class solvents as a control medium, which are highly capable of penetrating the depth of the channels of through micro-leaks, dissolving and extracting technological impurities that penetrate the channels of through micro-leaks in the process manufacture of products, clogging channels and preventing the penetration of control environments, by minimizing the adsorption absorption of the control fluid vapor, as well as by increasing the amount of fluid vapor entering the test chamber through the micro-leakage of the product, increasing the solvent-extracting effect of the solvent with increasing temperature, and also by using the total accumulated leakage for analysis and calculation of the degree of leakage the period of exposure to the amount of solvent vapor.
Кроме того, при использовании растворителей в качестве контрольной жидкости обеспечивается возможность предварительной оценки прочности контролируемого изделия методом его гидростатической опрессовки.In addition, when using solvents as a control fluid, it is possible to preliminarily evaluate the strength of a controlled product by hydrostatic crimping.
Поставленная задача решается в способе контроля, заключающемся в помещении изделия в герметичную вакуумную испытательную камеру, заполнении полостей изделия контрольной жидкостью, повышении давления контрольной жидкости, выдержки под давлением, последующего измерения количества накопленных в объеме камеры паров контрольной жидкости и оценки величины ее утечки через сквозные микродефекты изделия, согласно изобретению в качестве контрольной жидкости используются растворители - хлорфторуглероды, кроме того, перед заполнением контрольной жидкостью из полостей изделия удаляют атмосферный воздух, а после подачи в полости изделия контрольной жидкости в отвакуумированный объем испытательной камеры напускают сухой газ (с точкой росы не выше- 40°С).The problem is solved in the control method, which consists in placing the product in a sealed vacuum test chamber, filling the product cavities with control fluid, increasing the pressure of the control fluid, holding it under pressure, then measuring the amount of control fluid vapor accumulated in the chamber volume and estimating its leakage through through microdefects products according to the invention, solvents - chlorofluorocarbons are used as a control liquid, in addition, before filling noy liquid product is removed from the cavities of the atmospheric air, and after filing in the oral products evacuate the control fluid in the volume of the test chamber was filled with dry gas (a dew point of not above-40 ° C).
Возможна реализация способа, при котором после заполнения полостей изделия контрольной жидкостью и подачи сухого газа в объем испытательной камеры температура изделия с контрольной жидкостью и корпуса испытательной камеры повышают до значения tэксп, допускаемого эксплуатационной документацией.It is possible to implement a method in which, after filling the product cavities with a control fluid and supplying dry gas to the volume of the test chamber, the temperature of the product with the control fluid and the body of the test chamber is increased to a value of t exp allowed by the operational documentation.
Также возможен способ, совмещающий оценку прочности и герметичности, при котором после нагрева давление контрольной жидкости повышают до значения испытания прочности Ропр, производят выдержку под этим давлением, осмотр изделия для установления признаков сохранения прочности, после чего давление жидкости понижают до значения проверки герметичности изделия Рисп и производят выдержку при установленных значениях tэксп, Рисп в течение времени τ=τв+τнак, гдеIt is also possible a method that combines the assessment of strength and tightness, in which, after heating, the pressure of the control liquid is increased to the value of the strength test P OPR , exposure is carried out at this pressure, the product is inspected to establish signs of maintaining strength, after which the fluid pressure is reduced to the value of the tightness test of the product P isp and produce exposure at the set values of t exp , P isp during the time τ = τ in + τ nk , where
τв - длительность выдержки для гарантированного освобождения экстракцией каналов сквозных микронеплотностей от закупоривающих загрязнений и технологических веществ:τ in - the exposure time for guaranteed release by extraction of channels of through micro-leaks from clogging contaminants and technological substances:
δ - средняя толщина оболочек конструкции изделия, формирующих контур ампулизированных объемов, м;δ is the average thickness of the shells of the product structure forming the circuit of the ampouled volumes, m;
D - коэффициент взаимной диффузии молекул контрольной жидкости и молекул растворяемых ею закупоривающих веществ, значение D принимается при температуре tэксп, м2/с;D is the coefficient of mutual diffusion of the molecules of the control liquid and the molecules of the plugging substances dissolved by it, the value of D is taken at a temperature t exp, m 2 / s;
τнак - необходимая длительность накопления паров проникающей через микронеплотности изделия контрольной жидкостиτ nak - the required duration of accumulation of vapor penetrating through the micro-tightness of the product of the control fluid
τнак≥mmin/gmin, c, гдеτ nak ≥m min / g min , c, where
mmin - минимальное количество контрольной жидкости, достоверно регистрируемое применяемой при анализе аппаратурой, г;m min - the minimum amount of control fluid, reliably recorded by the equipment used in the analysis, g;
gmin - необходимая чувствительность контроля герметичности (минимальный, достоверно регистрируемый при испытании микропоток паров растворителя), г/с.g min - the required sensitivity of the tightness control (minimum, reliably recorded during the test microflow of solvent vapor), g / s
Для достижения максимальной чувствительности весь газ, содержащий пары накопленной контрольной жидкости в количестве mнак, отбирают из объема испытательной камеры и пропускают через устройство, отделяющее контрольную жидкость от газа конденсацией, сорбцией или растворением и концентрирующее ее в малом контрольном объеме для последующего измерения накопленного количества контрольной жидкости с использованием соответствующей газоаналитической аппаратуры и расчета негерметичности изделия по соотношениюTo achieve maximum sensitivity, all gas containing vapors of the accumulated control liquid in the amount of m nak is taken from the volume of the test chamber and passed through a device separating the control liquid from the gas by condensation, sorption or dissolution and concentrating it in a small control volume for subsequent measurement of the accumulated amount of the control liquids using appropriate gas analysis equipment and calculating the leakage of the product in the ratio
При заполнении полости изделия контрольной жидкостью из-за отсутствия воздуха она проникает свободно во все узкие зазоры, щелевые пространства, в т.ч. - в каналы микронеплотностей вплоть до контакта с «пробками» закупоривающих загрязнений, производя растворяющее и экстрагирующее воздействие, их разрушающее, после разрушения «пробок» контрольная жидкость начинает истекать через свободные каналы микронеплотностей и испаряется в объем испытательной камеры, при этом пары концентрируются в области, близкой к устью микронеплотности: распространение паров в объеме осуществляется в основном по механизму диффузии. Поэтому адсорбция паров контрольной жидкости возможна лишь на небольшом участке поверхности изделия, с которым непосредственно контактирует «облачко» паров, кроме того, адсорбция паров минимальна, поскольку поверхности в значительной части насыщены адсорбированными молекулами газа, заполняющего объем испытательной камеры. Благодаря повышенной температуре интенсифицируются процессы экстракционной очистки микронеплотностей (увеличение значения коэффициента диффузии D), ускоряется течение контрольной жидкости в канале микронеплотности (уменьшение вязкости жидкости), уменьшается адсорбция паров жидкости у поверхностей.When filling the cavity of the product with a control fluid due to lack of air, it penetrates freely into all narrow gaps, slotted spaces, incl. - into the channels of micro-leaks up to contact with the “plugs” of clogging contaminants, producing a dissolving and extracting effect, which destroys them, after the destruction of the “plugs”, the control liquid begins to flow out through the free channels of micro-leaks and evaporates into the volume of the test chamber, while the vapors are concentrated in the area close to the mouth of micro-tightness: the distribution of vapor in the volume is carried out mainly by the diffusion mechanism. Therefore, the adsorption of the vapor of the control liquid is possible only on a small area of the surface of the product with which a “cloud” of vapor directly contacts, in addition, the vapor adsorption is minimal, since the surfaces are largely saturated with adsorbed gas molecules filling the volume of the test chamber. Due to the elevated temperature, the processes of extraction purification of micro-densities are intensified (an increase in the diffusion coefficient D), the flow of the control fluid in the micro-duct is accelerated (a decrease in the viscosity of the fluid), and the adsorption of fluid vapor on surfaces is reduced.
Чувствительность контроля герметичности повышается также благодаря тому, что для анализа из объема испытательной камеры отбирается весь газ, ее заполняющий, а накопленные пары контрольной жидкости, растворенные в этом газе, отделяются от газа в специальном устройстве методами конденсации, сорбции или растворения и концентрируются для последующего анализа и количественных измерений в объеме контрольной камеры минимального размера.The sensitivity of the tightness control is also increased due to the fact that all gas filling it is taken from the volume of the test chamber for analysis, and the accumulated vapor of the control liquid dissolved in this gas is separated from the gas in a special device by condensation, sorption or dissolution methods and concentrated for subsequent analysis and quantitative measurements in the volume of the control chamber of the minimum size.
Отличительными признаками предлагаемого способа являются следующие.Distinctive features of the proposed method are as follows.
В качестве контрольной среды используются растворители - фторхлоруглеводороды, например хладон 122 (С2F2Сl3Н), хладон 141b (C2FCl2H), хладон 225 (C2F5Cl2H), хладон 21 (CFCl2H), хладон 22 (CF2CLH) и др. - жидкости, которые благодаря низким значениям вязкости, поверхностного натяжения обладают высокой проникающей способностью в каналах микронеплотности и в связи с высокой летучестью легко переходят при истечении в парообразное состояние, что необходимо для регистрации и количественной оценки проникающих потоков. Физические свойства этих жидкостей достаточно адекватны свойствам рабочих жидкостей ракетно-космической техники (компонентов жидкого ракетного топлива, теплоносящих жидкостей в теплообменных контурах систем терморегулирования и др.), таким образом, при испытаниях на герметичность с использованием этих жидкостей в значительной степени имитируются условия истечения реальных рабочих сред. Кроме того, эти жидкости являются прекрасными растворителями минеральных масел, жиров и различных органических веществ, с которыми возможен контакт поверхностей деталей и сборочных единиц ракетно-космической техники в процессах изготовления, и которые, проникая в каналы сквозных микронеплотностей, образуют «пробки», препятствующие проникновению контрольных сред при испытаниях на герметичность, в результате дефекты герметичности не выявляются. При контакте с веществами закупоривающих пробок, благодаря растворяющему действию и диффузионной экстракции молекул этих веществ из каналов микронеплотностей проницаемость последних для контрольной среды восстанавливается.As a control medium, solvents are used - fluorocarbons, for example, Freon 122 (C 2 F 2 Cl 3 H), Freon 141b (C 2 FCl 2 H), Freon 225 (C 2 F 5 Cl 2 H), Freon 21 (CFCl 2 H ), Freon 22 (CF 2 CLH), etc. are liquids that, due to their low viscosity and surface tension, have high penetration in microleakness channels and, due to their high volatility, easily pass into a vapor state upon discharge, which is necessary for registration and quantitative penetration flow estimates. The physical properties of these fluids are quite adequate to the properties of the working fluids of rocket and space technology (components of liquid rocket fuel, heat transfer fluids in the heat exchange circuits of thermal control systems, etc.), thus, when testing for leaks using these fluids, the conditions for the expiration of real working fluids are largely simulated. wednesday In addition, these liquids are excellent solvents of mineral oils, fats, and various organic substances, with which surfaces of parts and assembly units of rocket and space technology can come into contact with manufacturing processes, and which, penetrating through microleakness channels, form “plugs” that prevent penetration control media during leak tests, as a result, leak defects are not detected. Upon contact with the substances of plugging plugs, due to the dissolving action and diffusion extraction of the molecules of these substances from the microleakness channels, the permeability of the latter for the control medium is restored.
Перед заполнением полостей изделия контрольной жидкостью из них удаляется атмосферный воздух, являющийся препятствием для проникновения жидкости в глубину канала микронеплотности до контакта с веществом «пробки». Из объема испытательной камеры также удаляется атмосферный воздух и замещается сухим газом, например воздухом, азотом с точной росы не выше -40°С, что исключает негативное влияние паров влаги на результаты последующего концентрирования накопленной за время выдержки контрольной жидкости, газоаналитического определения накопленного количества. Кроме того, пары проникающей контрольной жидкости концентрируются преимущественно в области, близкой к устью микронеплотности, т.к. распространение паров в объеме испытательной камеры, заполненной газом, осуществляется в основном по механизму диффузии. Поэтому адсорбция паров контрольной жидкости возможна лишь на небольшом участке поверхности изделия, с которым непосредственно контактирует «облачко» паров, кроме того, адсорбция паров минимальна, поскольку поверхности в значительной части насыщены адсорбированными молекулами газа, заполняющего объем испытательной камеры.Before filling the product cavities with control liquid, atmospheric air is removed from them, which is an obstacle for the liquid to penetrate into the depth of the micro-leakage channel before contacting the “plug” substance. Atmospheric air is also removed from the volume of the test chamber and replaced by dry gas, for example, air, nitrogen from an exact dew of no higher than -40 ° C, which eliminates the negative effect of moisture vapor on the results of subsequent concentration of the accumulated control fluid during the soaking time, and gas-analytical determination of the accumulated amount. In addition, the vapor of the penetrating control fluid is concentrated mainly in the region close to the mouth of the micro-tightness, because vapor distribution in the volume of the test chamber filled with gas is carried out mainly by the diffusion mechanism. Therefore, the adsorption of the vapor of the control liquid is possible only on a small area of the surface of the product with which a “cloud” of vapor directly contacts, in addition, the vapor adsorption is minimal, since the surfaces are largely saturated with adsorbed gas molecules filling the volume of the test chamber.
После заполнения полостей изделия контрольной жидкостью и подачи сухого газа в объем испытательной камеры температура изделия с контрольной жидкостью и корпуса испытательной камеры повышается до значения tэксп, допускаемого эксплуатационной документацией. При повышении температуры ускоряется процесс растворения и экстракции закупоривающих веществ из каналов микронеплотностей, увеличивается проникающая способность контрольной жидкости в связи с уменьшением ее вязкости, уменьшается количество адсорбированного пара на поверхностях камеры и изделия.After filling the product cavities with the control fluid and supplying dry gas to the volume of the test chamber, the temperature of the product with the control fluid and the body of the test chamber rises to the value of t exp allowed by the operational documentation. With increasing temperature, the process of dissolving and extracting clogging substances from microleakness channels is accelerated, the penetrating ability of the control fluid increases due to a decrease in its viscosity, and the amount of adsorbed vapor on the surfaces of the chamber and the product decreases.
Обеспечивается возможность перед контролем герметичности проверки прочности изделия гидростатическим давлением контрольной жидкости Ропр.It is possible before the tightness control to check the strength of the product by hydrostatic pressure of the control fluid P ODA .
После установления в полости изделия давления контрольной жидкости Рисп, производится выдержка при установленных значениях tэксп, Рисп в течение времениAfter establishing in the cavity of the product the pressure of the control liquid P isp , exposure is carried out at the set values of t exp , P isp for
τ=τв+τнак, гдеτ = τ in + τ nk , where
τв - длительность выдержки для гарантированного освобождения экстракцией сквозных микронеплотностей от закупоривающих загрязнений и технологических веществ, проникающих в каналы сквозных микронеплотностей в процессе изготовления изделий и при контроле герметичности препятствующих транспирации через канал микронеплотнности контрольных жидкостей:τ in - the exposure time for guaranteed release of through-hole micro-densities by extraction of clogging contaminants and technological substances that penetrate into the through-micro-densities channels during the manufacturing process of the products and when tightness is checked to prevent transpiration through the micro-tightness channel of control liquids:
где δ - средняя толщина оболочек конструкции изделия, формирующих контур ампулизированных объемов, м;where δ is the average thickness of the shells of the product structure forming the circuit of the ampouled volumes, m;
D - коэффициент взаимной диффузии молекул контрольной жидкости и молекул растворяемых ею закупоривающих веществ, значение D принимается при температуре tэксп, м2/с;D is the coefficient of mutual diffusion of the molecules of the control liquid and the molecules of the plugging substances dissolved by it, the value of D is taken at a temperature t exp , m 2 / s;
τнaк - необходимая длительность накопления паров проникающей через микронеплотности изделия контрольной жидкостиτ nak - the necessary duration of vapor accumulation of the control fluid penetrating through the micro-density of the product
τнак≥mmin/gmin, c, гдеτ nak ≥m min / g min , c, where
mmin - минимальное количество контрольной жидкости, достоверно регистрируемое применяемой при анализе аппаратурой, г;m min - the minimum amount of control fluid, reliably recorded by the equipment used in the analysis, g;
gmin - необходимая чувствительность контроля герметичности (минимальный, достоверно регистрируемый при испытании микропоток паров растворителя), г/с.g min - the required sensitivity of the tightness control (minimum, reliably recorded during the test microflow of solvent vapor), g / s
Для достижения максимальной чувствительности весь газ, содержащий пары накопленной контрольной жидкости в количестве mнак, отбирается из объема испытательной камеры и пропускается через устройство, отделяющее контрольную жидкость от газа конденсацией, сорбцией или растворением и концентрирующее ее в малом контрольном объеме для последующего измерения накопленного количества контрольной жидкости с использованием соответствующей газоаналитической аппаратуры и расчета негерметичности изделия по соотношениюTo achieve maximum sensitivity, all gas containing vapors of the accumulated control liquid in the amount of m nak is taken from the volume of the test chamber and passed through a device that separates the control liquid from the gas by condensation, sorption or dissolution and concentrates it in a small control volume for subsequent measurement of the accumulated amount of the control liquids using appropriate gas analysis equipment and calculating the leakage of the product in the ratio
В предлагаемом способе контроля герметичности предусматривается:The proposed method for monitoring the tightness provides:
- размещение изделия в герметичной испытательной камере;- placement of the product in a sealed test chamber;
- удаление атмосферного воздуха из объема испытательной камеры и полости контролируемого изделия;- removal of atmospheric air from the volume of the test chamber and the cavity of the controlled product;
- заполнение полости контролируемого изделия контрольной жидкостью - фторхлоруглеводродным растворителем;- filling the cavity of the controlled product with a control fluid - fluorochlorocarbon solvent;
- заполнение объема полости контролируемого изделия и свободного объема испытательной камеры сухим чистым газом (воздухом или азотом с точкой росы не выше- 40°С);- filling the volume of the cavity of the controlled product and the free volume of the test chamber with dry clean gas (air or nitrogen with a dew point not higher than 40 ° C);
- повышение температуры корпуса испытательной камеры и контролируемого изделия до температуры, разрешаемой технической эксплуатационной документацией;- increase the temperature of the housing of the test chamber and the controlled product to a temperature permitted by the technical operational documentation;
- повышение давления заполняющей контрольной жидкости до значения испытания на прочность - Ропр, выдержка в течение 10…15 минут, и проверка внешним осмотром (через иллюминаторы испытательной камеры) сохранности изделия, отсутствия деформаций, разрушений;- increasing the pressure of the filling control fluid to the value of the strength test - P OPR , holding for 10 ... 15 minutes, and checking by external inspection (through the portholes of the test chamber) the safety of the product, the absence of deformation, damage;
- понижение давления жидкости до значения испытания на герметичность - Рисп и выдержка изделия в нагретом состоянии под давлением контрольной жидкости - Рисп в течение времени τ=τв+τнак, где- fluid pressure reduction to a value of the leak test - P es, and extract the product in heated condition under a pressure of control fluid - P isp for a time τ = τ a + τ nak where
τв - длительность выдержки для гарантированного освобождения экстракцией сквозных микронеплотностей от закупоривающих загрязнений и технологических веществ, проникающих в каналы сквозных микронеплотностей в процессе изготовления изделий и при контроле герметичности препятствующих транспирации через канал микронеплотнности контрольных жидкостей:τ in - the exposure time for guaranteed release of through-hole micro-densities by extraction of clogging contaminants and technological substances that penetrate into the through-micro-densities channels during the manufacturing process of the products and when tightness is checked to prevent transpiration through the micro-tightness channel of control liquids:
δ - средняя толщина оболочек конструкции изделия, формирующих контур ампулизированных объемов, м;δ is the average thickness of the shells of the product structure forming the circuit of the ampouled volumes, m;
D - коэффициент взаимной диффузии молекул контрольной жидкости и молекул растворяемых ею закупоривающих веществ, значение D принимается при температуре tэксп, м2/с;D is the coefficient of mutual diffusion of the molecules of the control liquid and the molecules of the plugging substances dissolved by it, the value of D is taken at a temperature t exp , m 2 / s;
τнак - необходимая длительность накопления паров проникающей через микронеплотности изделия контрольной жидкостиτ nak - the required duration of accumulation of vapor penetrating through the micro-tightness of the product of the control fluid
τнак≥mmin/gmin, c, гдеτ nak ≥m min / g min , c, where
mmin - минимальное количество контрольной жидкости, достоверно регистрируемое применяемой при анализе аппаратурой, г;m min - the minimum amount of control fluid, reliably recorded by the equipment used in the analysis, g;
gmin - необходимая чувствительность контроля герметичности (минимальный, достоверно регистрируемый при испытании микропоток паров растворителя), г/с.g min - the required sensitivity of the tightness control (minimum, reliably recorded during the test microflow of solvent vapor), g / s
измерение количества паров жидкости, концентрированных в контрольном объеме mнак, с использованием регистрирующего газоаналитического прибора, и расчет средней величины ее утечки через микронеплотности контролируемого изделия в промежуток времени τнак по соотношениюmeasuring the amount of liquid vapor concentrated in the control volume m nk using a recording gas analytical device, and calculating the average value of its leakage through the micro-tightness of the controlled product in the time interval τ nak by the ratio
Такой способ контроля герметичности обеспечивает повышенную чувствительность и надежность обнаружения негерметичности и повышенную точность измерения степени негерметичности.This method of tightness control provides increased sensitivity and reliability of the detection of leaks and increased accuracy of measuring the degree of leakage.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где приведена схема устройства для контроля герметичности изделий с использованием контрольных жидкостей.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a device for monitoring the tightness of products using control fluids.
Устройство включает герметичную испытательную камеру, состоящую из корпуса 1 и крышки 2 с устройством подогрева 3 и наружной теплоизоляцией. Для испытания в камеру помещается изделие 4, полость которого сообщается с магистралью откачки воздуха и подачи растворителя. После подключения изделия и герметизации крышки вакуумным насосом 5 через клапаны К1 и К2 удаляется атмосферный воздух из объема испытательной камеры и полости изделия 4, контроль вакумметром 6. Заполнение объема испытательной камеры сухим газом производится от сети через клапан К3. Заполнение полости контрольной жидкостью, предварительно подогретой до температуры tэксп, производится из теплоизолированной емкости 7, снабженной устройствами подогрева 8, контроль температуры подогрева датчиком температуры 9. Подогретую жидкость гидравлическим насосом 10 через клапаны К4 и К5 подают в предварительно отвакуумированную полость изделия до ее полного заполнения. После достижения требуемой температуры в системе, контроль датчиком температуры 11, давление жидкости в полости изделия повышают до значения Ропр, контроль давления по мановакуумметру 12. После выдержки изделия под давлением Ропр в течение 10…15 минут производят осмотр изделия через иллюминаторы в корпусе камеры на подтверждение его сохранности. При положительных результатах осмотра понижают давление контрольной жидкости до значения Рисп и производят выдержку при поддержании установленных значений давления и температуры в течение времени τ=τв+τнак. По истечении времени выдержки вакуумным насосом 13 производится перекачка газа, заполняющего объем испытательной камеры и содержащего накопленные пары проникшей через негерметичности контролируемого изделия контрольной жидкости, при открытом клапане К6 через специальное устройство 14, отделяющее жидкость от воздуха и концентрирующее ее в контрольной емкости малого объема (на схеме не показана). Количество накопленной жидкости mнак оценивается газоаналитическим прибором 15, по значению которой оценивается среднее значение утечки проникающей через сквозные микронеплотности изделия контрольной жидкости.The device includes a sealed test chamber, consisting of a housing 1 and a cover 2 with a heating device 3 and external thermal insulation. For testing, the product 4 is placed in the chamber, the cavity of which communicates with the air pumping and solvent supply line. After connecting the product and sealing the lid with a vacuum pump 5 through the valves K1 and K2, atmospheric air is removed from the volume of the test chamber and the cavity of the product 4, control with a vacuum gauge 6. The volume of the test chamber is filled with dry gas from the network through the valve K3. The cavity is filled with a control liquid preheated to a temperature t exp , from a thermally insulated container 7 equipped with heating devices 8, the temperature of the heating is controlled by a temperature sensor 9. The heated liquid is pumped through the valves K4 and K5 into the pre-evacuated cavity of the product until it is completely filled . After reaching the required temperature in the system, the temperature sensor controls 11, the fluid pressure in the product cavity is increased to the value of P opr , the pressure is mono -vacuum gauge 12. After the product is kept under pressure P opr for 10 ... 15 minutes, the product is inspected through the portholes in the camera body to confirm its safety. For positive control the results of the inspection is reduced fluid pressure to a value P isp and produce an extract while maintaining the set for a time and temperature pressure values τ = τ a + τ nak. After the exposure time by the vacuum pump 13, gas is pumped, filling the volume of the test chamber and containing the accumulated vapors of the control fluid that has penetrated through the leakage of the controlled product, with the K6 valve open through a special device 14 that separates the fluid from the air and concentrates it in the control tank of small volume (for not shown). The amount of accumulated liquid m nk is estimated by gas analyzer 15, the value of which is used to estimate the average leakage rate of the control liquid penetrating through the micro-leaks of the article.
По окончании работы контрольная жидкость перекачивается из полости изделия в емкость 8 гидравлическим насосом 10 при открытых клапанах К7, К8, К9, крышка испытательной камеры 2 открывается, изделие отключается от системы подачи растворителя и извлекается из объема испытательной камеры.At the end of the work, the control fluid is pumped from the cavity of the product to the tank 8 with a hydraulic pump 10 with open valves K7, K8, K9, the cover of the test chamber 2 is opened, the product is disconnected from the solvent supply system and removed from the volume of the test chamber.
Опытная отработка предлагаемого способа на экспериментальной установке, собранной по схеме, с использованием в качестве контрольной жидкости растворителей хладон 122 и хладон 141b, газоаналитического прибора регистрации концентрации паров растворителя - плазменного течеискателя ТП-3, для отделения паров контрольной жидкости от сухого газа (воздуха) использована криогенная ловушка, охлаждаемая жидким азотом, накопленная в ней в виде конденсата жидкость путем подогрева испарялась в контрольном объеме 1,5…2 л. Количество накопленной жидкости оценивалось сравнением реакции плазменного течеискателя на концентрацию ее паров в контрольном объеме с известной, приготовленной заранее концентрацией паров в эталонной емкости, объем которой был равен объему контрольной емкости. В результате установлено, что при длительности накопления паров в объеме испытательной камеры (V≈1500 л) до 5…8 часов может быть достигнута чувствительность к обнаружению утечек растворителей - для хладона 122 - до 6·10-10 г/с, для хладона 141b - до 1·10-9 г/с.Experimental testing of the proposed method in an experimental setup assembled according to the scheme using freon 122 and freon 141b as a control liquid for solvents, a gas analytical analyzer for detecting the concentration of solvent vapor — TP-3 plasma leak detector, was used to separate the control liquid vapors from dry gas (air) a cryogenic trap cooled by liquid nitrogen, the liquid accumulated in it in the form of condensate by heating evaporated in a control volume of 1.5 ... 2 l. The amount of accumulated liquid was estimated by comparing the response of the plasma leak detector to the concentration of its vapors in the control volume with the known concentration of vapors prepared in advance in the reference capacity, the volume of which was equal to the volume of the control capacity. As a result, it was found that with a vapor accumulation duration in the volume of the test chamber (V≈1500 l) up to 5 ... 8 hours, sensitivity to detection of solvent leaks can be achieved - for refrigerant 122 - up to 6 · 10 -10 g / s, for refrigerant 141b - up to 1 · 10 -9 g / s.
Claims (4)
где τв - длительность выдержки для гарантированного освобождения экстракцией сквозных микронеплотностей от закупоривающих загрязнений и технологических веществ, проникающих в каналы сквозных микронеплотностей в процессе изготовления изделий, и при контроле герметичности препятствующих транспирации через канал микронеплотности контрольных жидкостей:
где δ - средняя толщина оболочек конструкции изделия, формирующих контур ампулизированных объемов, м;
D - коэффициент взаимной диффузии молекул контрольной жидкости и молекул растворяемых ею закупоривающих веществ, значение D принимается при температуре tэксп, м2/с;
τнак - необходимая длительность накопления паров проникающей через микронеплотности изделия контрольной жидкости
τнак≥mmin/gmin, с,
где mmin - минимальное количество контрольной жидкости, достоверно регистрируемое применяемой при анализе аппаратурой, г;
gmin - необходимая чувствительность контроля герметичности (минимальная достоверно регистрируемая при испытании величина утечки паров контрольной жидкости), г/с.3. The method according to claim 2, characterized in that after heating, the pressure of the control liquid is increased to the value of the strength test P OPR , exposure is carried out under this pressure, the product is inspected to establish signs of maintaining strength, after which the fluid pressure is reduced to the value of the tightness test of the product P isp and produce exposure at the established values of t exp , P isp during the time τ = τ in + τ nak ,
where τ in is the exposure time for guaranteed release by the through micro-leaks by extraction from clogging contaminants and technological substances penetrating the through-micro-leaks channels in the manufacturing process of the products, and when checking the tightness of the control liquids preventing transpiration through the micro-tightness channel:
where δ is the average thickness of the shells of the product structure forming the circuit of the ampouled volumes, m;
D is the coefficient of mutual diffusion of the molecules of the control liquid and the molecules of the plugging substances dissolved by it, the value of D is taken at a temperature t exp , m 2 / s;
τ nak - the required duration of accumulation of vapor penetrating through the micro-tightness of the product of the control fluid
τ nak ≥m min / g min , s,
where m min is the minimum amount of control fluid, reliably recorded by the equipment used in the analysis, g;
g min - the necessary sensitivity of the tightness control (the minimum value of the leakage of the vapor of the control liquid that was reliably recorded during the test), g / s.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011105188/28A RU2451916C1 (en) | 2011-02-11 | 2011-02-11 | Inspection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011105188/28A RU2451916C1 (en) | 2011-02-11 | 2011-02-11 | Inspection method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2451916C1 true RU2451916C1 (en) | 2012-05-27 |
Family
ID=46231742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011105188/28A RU2451916C1 (en) | 2011-02-11 | 2011-02-11 | Inspection method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2451916C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103728102A (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-16 | 大连中远船务工程有限公司 | Air tightness and strength test technology method for asphalt ship liquid cargo tank |
| RU2523053C1 (en) * | 2013-02-07 | 2014-07-20 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" | Product sealing test method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1395965A1 (en) * | 1986-07-02 | 1988-05-15 | Предприятие П/Я В-2190 | Device for checking leak-proofness |
| EP1577657A2 (en) * | 2004-03-18 | 2005-09-21 | Friedrich Boysen GmbH & Co. KG | Method and device for testing the tightness of an exhaust installation |
| SU1748486A1 (en) * | 1982-05-06 | 2005-12-20 | Э.В. Щербаков | METHOD OF CONTROL OF TIGHTNESS OF PRODUCTS |
| RU2313772C2 (en) * | 2003-05-12 | 2007-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Гермес" | Mode of control of insulation |
| CN101839794A (en) * | 2010-05-19 | 2010-09-22 | 杭州大和热磁电子有限公司 | Method and system for vacuum leak detection of large vacuum chambers in batches |
-
2011
- 2011-02-11 RU RU2011105188/28A patent/RU2451916C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1748486A1 (en) * | 1982-05-06 | 2005-12-20 | Э.В. Щербаков | METHOD OF CONTROL OF TIGHTNESS OF PRODUCTS |
| SU1395965A1 (en) * | 1986-07-02 | 1988-05-15 | Предприятие П/Я В-2190 | Device for checking leak-proofness |
| RU2313772C2 (en) * | 2003-05-12 | 2007-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Гермес" | Mode of control of insulation |
| EP1577657A2 (en) * | 2004-03-18 | 2005-09-21 | Friedrich Boysen GmbH & Co. KG | Method and device for testing the tightness of an exhaust installation |
| CN101839794A (en) * | 2010-05-19 | 2010-09-22 | 杭州大和热磁电子有限公司 | Method and system for vacuum leak detection of large vacuum chambers in batches |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103728102A (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-16 | 大连中远船务工程有限公司 | Air tightness and strength test technology method for asphalt ship liquid cargo tank |
| RU2523053C1 (en) * | 2013-02-07 | 2014-07-20 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" | Product sealing test method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5369983A (en) | Detection medium and method for use in hermetic seal testing | |
| JP6791944B2 (en) | Method to control leakage resistance of sealed products and leakage detection device | |
| WO2012005199A1 (en) | Leakage inspection device and leakage inspection method | |
| CA2891033C (en) | Measurement process of minimum miscibility pressure (mmp) and critical points of a gas in crude oils or binary mixtures | |
| CN106595994B (en) | Leak detection | |
| US9589778B2 (en) | Multi-dopant permeation tube with two chambers for introducing dopants into a spectrometry system | |
| KR940004655B1 (en) | Small component helium leak detector | |
| KR101560145B1 (en) | Batch measurement method for gas permeation, penetration damage and mechanical property, apparatus using thereof | |
| KR102497995B1 (en) | Gas barrier property evaluation device and gas barrier property evaluation method | |
| Rottländer et al. | Fundamentals of leak detection | |
| US11906464B2 (en) | System having a pre-separation unit | |
| DE202019005500U1 (en) | Device for leak testing a liquid-filled test object | |
| RU2451916C1 (en) | Inspection method | |
| US10401255B1 (en) | Vacuum leak testing | |
| EP3736902A3 (en) | System and method for leak testing a battery cell | |
| CN114624319A (en) | Method for quantitatively obtaining ppm-level hydrogen isotope content in material based on thermal analysis-quadrupole mass spectrometry measurement principle | |
| EP3894821B1 (en) | Leak test of a liquid-filled test specimen | |
| RU2523053C1 (en) | Product sealing test method | |
| RU2515218C1 (en) | Method to test product for tightness | |
| Delenkovskii et al. | Vacuum intensification of filling defects with penetrants under liquid-penetrant testing | |
| RU2386937C1 (en) | Method for control of tightness | |
| RU2555041C1 (en) | Method of items preparation for leak tests | |
| RU2523056C1 (en) | Method of checking leak-tightness | |
| TW201215872A (en) | Permeability evaluation device and evaluation method | |
| Ishkova et al. | Evaluation of the maximum size of through pores in MFAS-type membranes found by different methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180212 |