Файл: Тарасевич Р.М. Методы и средства проверки герметичности узлов, отсеков и систем летательных аппаратов учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.07.2024

Просмотров: 76

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Совершенствование газоанализаторных методов основано на том, что внутрь отсека, герметичность которого проверяется, вводится кипящая при низкой температуре жидкость, пары которой проходят через имеющиеся течи и обнаруживаются течеискателями. При исполь­ зовании фтороуглеводной жидкости течи обнаруживаются галоидным' течейскателем, которым проверяется внешняя поверхность шва. При использовании криогенных жидкостей в смеси с гелием течи обнару­ живаются течеискателем ПТИ-7, применяемым в масс-спектрометри- ческом методе.

Определение герметичности с применением кипящих при низких температурах жидкостей позволяет использовать не только способ проверки герметичности при атмосферном давлении (способ щупа), но и способ в барокамере. Это усовершенствование газоанализаторных методов позволяет повысить чувствительность соответствующего спо­ соба как минимум на один порядок.

Повышение чувствительности масс-опектрометрических течеиска­ телей достигается несколькими путями:

1)увеличением чувствительности масс-спектрометрического анализатора, повышением его разрешающей способности и чувствитель­ ности регистрирующей системы;

2)снижением уровня фона и повышением его стабильности для уменьшения величины отсчета, принимаемого за достоверный;

3)увеличением парциального давления пробного газа путем диафрагмирования откачки или применения дискриминирующих средств откачки.

Накопление пробного газа в изолированном отсеке, без сущест­ венного изменения общего давления, успешно может быть осуществлено применением дискриминационных средств откачки (электроразрядных, гетерно-ионных, цеолитовых насосов).

При совершенствовании масс-спектрометрического метода среди всех средств откачки, дискриминирующих гелий, предпочтение было отдано цеолитовому насосу, так как он конструктивно прост, не тре­ бует применения питающих устройств, обладает высоким коэффициентом дискриминации и емкостью, достаточной для обеспечения устойчивой откачки в течение длительного времени.

ІІ7

 

Схема устройства цеолитового насо­

 

са в виде ловушки изображена на рис.55.

 

Цеолит марки БА засыпается в полость

 

2, закрываемую сеткой 3, предохраняю­

 

щей цеолит от высыпания. Цеолит охлаж­

 

дается жидким азотом через

стенку

/

стакана I и внутреннюю стенку азотного

 

экрана о. .Маслоотражатель

4 исключает

2 попадание масла

в цеолит.

Применение

 

цеолитового насоса, как утверждают

 

исследователи, позволяло при помощи

 

течеискателей ГПМ-6 и ПТИ-7 обнаружи­

 

вать течи и измерять потоки гелия с

 

чувствительностью до ІСГ^л-мк рт.с/сек .

 

Проверяемый отсек предварительно отка­

 

чивается, помещается в гелиевую среду

 

на время накопления. Ко внутренней

 

полости отсека

присоединяется система

J

течеискателя, а

к его входному патруб-

4

ку через вентиль между пароструйным

 

насосом, испытуемым объектом я анали­

 

затором дополнительно подсоединяется

Рис.55.Схема цеолитового

цеолитовый насос, который выполняет

функции ловушки и насоса,

откачивая

насоса-ловукки

 

накопленный внутри отсека

гелий. Отка­

чиваемый цеолитовым насосом гелий перепускается в течеискатель для его количественной оценки, В этом случае максимальное приращение сигнала течеискателя будет пропорционально количеству перепускае­ мого в него гелия. Вследствие пренебрежимо малой быстроты откачки гелия цеолитовым насосом изменение фонового сигнала течеискателя происходит линейно, Это позволяет обнаружить течи по изменению в скорости нарастания парциального давления в отличие от общепри­

нятой методики индикации ее абсолютной величины. Существует целый ряд других способов проверки герметичности при производстве ваку­ умной аппаратуры, приборов, изделий радиоэлектроники, либо пока ііе нашедших применения, либо ограниченно применяемых в нашей от­ расли, Они также являются одним из резервов повышения чувствитель­ ности и объективности методов проверки герметичности. К таким ма­ ло используемым в нашей отрасли способам относятся следующие:

Способ палладиевого барьера, или водородно-палладиевый способ. В его основе лежит способность нагретой до высокой температуры (800°С) палладиевой пластины пропускать через себя водород и не пропускать остальные газы. Прибор для замера герметичности в этом случае представляет собой откачанную до высокого давления лампу ионизационного манометра, в которую впаяна открытым концом палла­ диевая трубка с подогревателем. При обдувании откачиваемого отсека водородом последний, проникая через течь, вызывает резкое увеличе­ ние давления в манометрической лампе.

Чувствительность способа І*ІО- ^ мм р т .ст . см3/с е к . Недостат­ ком способа является связанная с использованием водорода необхо­ димость принятия мер предосторожности.

Способ погружения испытуемых отсеков в нагретую жидкость применяется для проверки герметичности замкнутых объемов, содер­ жащих газ под атмосферным давлением, которое по ряду причин уже не может быть повышено нагнетанием газа извне. Тогда одной из возмож­ ностей увеличения давления оказывается повышение температуры погру­

жением отсека или узла в нагретую жидкость.

 

 

Изменение давления в замкнутом объеме, вызванное изменением

его

температуры, определяется

уравнением

 

 

 

 

Р,

т*~ті .

(35)

где

р

-

ті

 

исходное давление в объеме, равное атмосферному;

 

т, -

исходная абсолютная температура (комнатная) газа в

 

р ,,Т г

 

объеме;

 

 

 

-

значение тех же параметров после

нагревания.

 

Иод влиянием избыточного

давления р&- р

происходит истечение

газа

через

течи, оцениваемые по образованию пузырьков. Чувствитель­

ность этого способа зависит от выбора рабочей жидкости и возможнос­ ти ее нагрева без образования пузырей.

Іак ,

вода может быть нагрета без образования пузырей до тем­

пературы 80°С, что обеспечит

создание избыточного давления в объеме

в 0,2

а т .,

силиконовое масло ВКЖ-94А может быть нагрето без образо­

вания

пузырей до температуры порядка 200°С, что приведет к повышению

давления в объеме до 1,68 ат,

а чувствительность способа в этом

случае

составит примерно 4*ІО-3 л*мк р т .ст ./с ек .

 

Дифференциальный метод f

сущность которого заключается в том,

что находящийся под давлением

отсек, в котором проверяется

герме­

тичность,

подсоединяется через дифференциальный манометр к

эталон­

ному герметичному отсеку, находящемуся под тем же давлением,что и проверяемый отсек. Проверка герметичности производится сравне­ нием давления в проверяемом и эталонном отсеке через некоторое время после отключения подачи сжатого воздуха. Любая разность давления, вызванная наличием течи в проверяемом отсеке, легко об­ наруживается по высоте манометрического столба дифференциального манометра.

Устройство для испытания машин и аппаратов на герметичность,

основанное

на дифференциальном методе, запатентовано

в

СССР

(Авторское

свидетельство СССР, класс 42К, 30/01, №250163, автор

0 .В.Муратов и др. Опубликовано 12 августа 1969 г . ) .

 

 

Схема устройства приведена на рис. 56. Отсек I ,

в

котором

проверяется герметичность, наполняется газом или вакуумируется до необходимого давления. Одновременно с эталонной емкостью 2 одна полость дифференциального манометра 3 присоединяется к эталонной

емкости, а вторая полость-последовательно к расширительной емкости 4 и к проверяемому отсеку.

Расширяемая емкость предназначена для предотвращения выброса рабочей жидкости дифференциального манометра при резких изменениях давления. Устройство снабжено контрольным манометром или вакууммет­ ром 5. Для применения дифференциального метода созданы специальные течеискатели, в частности дифференциальный течеискатель на магне­ тронных манометрах, обладающий чувствительностью порядка ІО- ”'’ л*мк р т .с т ./с е к .

120

18. Основные положения обеспечения безопасности условий труда при проверке герметичности

Требования обеспечения безопасных условий труда при проверке герметичности могут быть как бы условно разбиты на две группы:

1)Общие, обязательные при проверке герметичности любым из методов и способов;

2)конкретные. которые необходимо выполнять дополнительно при проверке герметичности данным конкретным способом.

Основные общие требования техники безопасности

1. К проверке герметичности узлов, отсеков и систем ЛА допус­ каются лица, обученные технологическому процессу проверки, порядку ее проведения, окончившие курсы, сдавшие специальной комиссии экзамен и получившие аттестат испытателя герметичности с примене­ нием определенных методов и способов.

2. Лица, не достигшие 18-летнего возраста, к проверке герме­ тичности не допускаются.

3. Все работы по проверке герметичности проводятся в строгом соответствий с технологическим процессом в специальном изолирован­ ном помещении, предназначенном для проведения проверки герметич­ ности.

4. Курение и наличие открытого огня в помещении, где произ­ водится проверка герметичности,категорически запрещается.

5. Пусковые устройства и электропроводка в помещении, где производится проверка герметичности, должны отвечать требованиям правил техники эксплуатации. Наличие временных электропроводок с некачественной изоляцией, без должных предохранительных устройств и специальных наконечников запрещается.

6. Обязательно качественное и надежное заземление токоведущих приборов, насосов, испытуемых отсеков, узлов, систем и т .д . Про­ верка целостности и исправности заземления производится перед нача­ лом каждой проверки герметичности.

7. Все применяемые механизмы, насосы и установки должны иметь кожухи, предохраняющие от разбрызгивания масла и изолирующие вра­ щающие элементы механизмов.

8. Отработанные газы из вакуумных насосов и использованное пробное вещество должны выводиться за пределы помещения, где про­ изводится проверка герметичности.

I2I

Основные конкретные требования техники безопасности при проверке герметичности маос-спектрометрическим методом

1. К проверке герметичности допускаются лица, изучившие схему, устройство течеискателя ПТИ-7, приборов и установок с рабочим напряжением более 1000 в и правила пользования, или окончившие специальные курсы и аттестованные отделом кадров предприятия.

2. Ремонт подводящего кабеля, проверка целостности его зазем­ ления, планово-предупредительный ремонт электротехнической части

течеискателя осуществляет служба

главного энергетика завода. Сроки

выполнения отмечаются в паспорте.

Работа с течеискателем, не про­

шедшим планово-предупредительную

проверку и ремонт, категорически

запрещается.

 

3. Во время работы с течеискателем надо непрерывно следить за его исправностью и при обнаружении неисправности немедленно пре­ кращать работу и доложить своему непосредственному руководителю.

4. Работающий и находящийся под напряжением течеискатель запрещается вскрывать, заменять отдельные элементы, замерять пара­ метры электросхемы прибора. Нельзя прикасаться к оголенным токо­ ведущим частям.

5. При работе течеискателя с открытой передней стенкой во время проведения регламентных работ и настройки течеискателя категори­ чески запрещается замыкать кнопки высоковольтной блокировки. При этой отключение высоковольтной блокировки должно проверяться нажа­ тием и опусканием кнопки блокировки. В последнем положении прибор вакуумметр магнитный не должен давать показаний.

6. При наличиии избыточного давления в отсеке, узле или системе разъединять или подтягивать соединения для устранения течи запре­ щается.

Необходимо также соблюдать правила обращения с сосудами Дьюара

и использования жидкого азота(для заливки

охлаждаемых ловушек) и

газа гелия.

 

7. Жидкий азот должен храниться только в сосудах Дьюара,окра­

шенных в черный цвет, с надписью "Азот".

Пользование жидким азотом

из сосудов Дьюара другого цвета категорически запрещается.

8. Бросать, ронять или резко встряхивать сосуды Дьюара кате­

горически запрещается.

'

9. Пепеносить сосуды Дьюара с азотом одному человеку категори­ чески запрещается, переносить их можно лишь вдвоем (каждый держит одну ручку сосуда).

122

10.Баллоны с гелием и сосуда Дьюара с жидким азотом должны находиться в специально предназначенном для этого помещении в соответствии с правилами техники безопасности на оборудование таких помещений.

11.Стапить сосуда Дыора с жидким азотом ближе чем на I м от батареи отопления или других источников тепла категорически запре­ щается.

12.Работа с жидким азотом разрешается только в брезентовом переднике, рукавицах и защитных очках.

13. Охлаждаемые ловушки надо заливать азотом через металличес­ кую воронку с высокими бортами диаметром не менее 120 мм непос­ редственно из сосуда Дьюара в металлический тонкостенный стакан (диаметром не менее 80 мм) с длинной ручкой не менее 400 мм', а затем из стакана через воронку в азотную ловушку течеискателя.

14. Работникам, не заливающим ловушки азотом, находиться в непосредственной близости от места заливки категорически запре­ щается.

15. Перед заливкой жидкого азота в ловушку необходимо проверить содержание кислорода в нем. Применять жидкий азот с содержанием в нем более 1Ь% кислорода запрещается. Процентное содержание кисло­ рода в жидком азоте рекомендуется проверять методом поглощения

спомощью прибора Орса.

16.Для размораживания ловушек с жидким азотом следует исполь­ зовать стержни о высоким коэффициентом теплопроводности.

19. Примеры расчета параметров процесса проверки герме­

 

 

 

тичности

 

 

 

 

Согласно техническим требованиям в

отсеке

объемом V = 9 м^,

заполненной газом при рабочем давлении Рра$ -

4

атм ., допускается

в течение

времени хранения

(работы)

1= 10

лет.

падение давле­

ния, не превышающее

Ар =

0,1 атм.

 

 

 

 

I .

Определение максимально допускаемого

значения суммарной

утечки (степень герметичности).

 

 

 

 

 

Согласно формуле

(6)

 

 

,

 

 

 

 

 

 

о

 

-

TÂp

.

 

 

 

 

 

а отсела-

 

A t

 

 

 

 

Примем, что определение суммарной утечки производится в литрах, при давлений мк р т .с т ., за время, выражаемое в секундах, т .е .

л-мк р т .с т ./с е к .

123

Смотрите также файлы