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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.07.2024

Просмотров: 78

Скачиваний: 0

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

2. Оценка герметичности, общего натекания и величины отдельной течи

Свойство конструкции ограничивать проникновение через ее эле­ менты жидкостей или газов в течение заданного промежутка временя при определенных условиях называется герметичностью.

Герметичность - это наибольшая допустимая проницаемость сте­ нок (и их швов), ограничивающих изолируемую среду (газ или жид­ кость) в отсеке, узле или системе ДА.

количественная оценка герметичности определяется утечкой через элементы конструкции рабочего или контрольного вещества, величина которой характеризует степень герметичности.

Степень герметичности (конкретная численная величина)может быть задана суммарной утечкой или натеканием для всей поверхности проверяемого изделия, для единицы поверхности или единицы погонной длины шва (недопустимая суммарная утечка на единицу площади или погонный метр сварного шва) и для отдельной неплотности (локальной течи), т .е . недопустимая локальная (частная) утечка.

Степень герметичности различных конструкций и их узлов можно сравнивать только при равноценных условиях испытаний (давление, температура, контрольное вещество и т .д .) .

 

В общем виде

количественная оценка герметичности характеризу­

ется

количеством

газа, проникающего в испытуемую

систему, отсек

иля

узел ила вытекающего из них в единицу времени,

т .е . произве­

дением объема, занимаемого газом, на изменение в нем давления в единицу времени после прекращения откачки. Это выражается формулой

 

 

 

 

( 6)

где

Ч '

- степень герметичности отсека (суммарная недопустй-

 

■от.п

 

мая утечка , истечение),

л*мм р т .ст ./с ек ;

 

V

-

изолированный от откачки

объем, л;

 

дъ

-

изменение в нем давления,

m рт.от. за время

 

'

А* сек .

 

Степень герметичности погонной длины шва, стыка или степень герметичности отдельных участков вычисляется но следующей формуле:

(7)

8



где

ъ - количество единиц поверхности (участков). В свою

 

очередь

 

 

n =J '

(8 )

где

Р - общая площадь поверхности,

подлежащая проверке м^;

/- площадь поверхности участка (принимаемая за единицу поверхности), с которой производится одновременный разовый замер утечки (истечения).

Натекание характеризуется количеством газа, проникающего внутрь откачанной (до давления, пренебрежимо малого по сравнению с атмосферным) системы. Однако изменение внешнего давления состава газовой среды будет изменять количество газа, проникающего внутрь системы. Но при этом негерметичность как свойство отсека, узла системы останется неизменной. Поэтому количественную оценку нате­ кания принято производить при определенных стандартных условиях внешнего давления либо с последующим пересчетом полученных пока­ зателей. Стандартными условиями считается натекание воздуха при внешнем давлении в I атм. В этом случае натекание характеризует общую герметичность узла и определяется проникновением изолируе­ мой среды через все имеющиеся в узле течи. Во многих случаях определение общего натекания позволяет установить соответствие испытуемых объектов требованиям чертежа или техническим условиям и является, таким образом, конечной целью испытания на герметич­ ность.

Течи - это места нарушения герметичности отсека, узла или системы, вызываемые наличием в конструкции сквозного микроканала произвольной формы.

Это понятие используется, когда при проверке герметичности объекта необходимо установить расположение отдельных течей, их число и количественную характеристику, т .е . определить поток газа, который она пропускает в единицу времени из атмосферы в изолируемый объем (или наоборот), откачанный до давления,пренеб­ режимо малого по сравнению с атмосферным. И в том и в другом слу­ чае обычно применяются следующие единицы измерения герметичности: л-мм |)т .с т ./с е к , л-мк рт. ст ./сек и т .д .

В современной практике проверки герметичности в зависимости от требований герметичности, предъявляемых к испытуемому отсеку, и от метода проверки герметичности применяется несколько основных критериев оценки степени герметичности.

9


Суммарная утечка (истечение или натекание) из емкости изоли­ руемой среды в единицу времени, т .е . величина потока газа # (зависимости (2 ) - (5 )) .Чаще натекание оценивается в литрах при соответствующем давлении, например:

л-мк р т .ст . (см.зависимость (3 )).

сек

Иногда

его оценивают в кубических сантиметрах, например:

——•-с,т' или в кубических сантиметрах при нормальном атмос­

ферном давлении: н.еи3 (см.зависимость (4 )).

сек

 

 

 

чаще

В зарубежной, в частности, в американской литературе

всего приводится оценка степени герметичности

в сма/с е к ,

т .е . при

нормальном давлении (которое в обозначении опускается).

 

Количество частных (локальных) утечек (неплотностей) я интен­

сивность утечки через

каждую, т .е . поток газа

<3

, вытекающий

(или натекающий)через

течь в единицу времени.

И в

этом случае

поток газа может оцениваться в литрах, в кубических сантиметрах, при определенном давлении.

Время падения давления внутри отсека до атмосферного после прекращения подачи в него газа .

Р ис.І. График оценки герметичности временем падения давления

10

На графике

(ри с.І)

изображена кривая изменения избыточного

давления рапш (внутри

отсека), замеряемого

по манометру во времени

t MUH

после

прекращения подачи в объект

газа . Приведенная на

графике

кривая

характеризует скорость падения давления, допускае­

мую техническими условиями. В данном примере техническими усло­ виями допускается скорость падения избыточного давления с I ,6 атм. до 0,0 атм. за время не меньше 24 мин. Таким образом, все отсеки, имеющие скорость падения давления, равную 24 мин. и выше, обладают герметичностью, отвечающей требованиям технических условий (годные отсеки), а имеющие скорость падения ниже 24 мин. обладают герме­ тичностью, степень которой ниже, чем предусмотрено техническими условиями (не годные отсеки).

Число капель жидкости или пузырьков газа , появляющихся в единицу времени на поверхности испытуемого объекта или в среде, в которую объект помещен. В отдельных случаях может также произво­ диться оценка размеров и скорости увеличения пузырьков газа и капель жидкости.

Методика количественной оценки по числу и размерам пузырьков газа приведена на стр. 3 3 .

Физическая сущность всех перечисленных выше критериев оценки

степени

герметичности излагается далее.

 

Представим себе, что максимально допустимая степень герметич­

ности определена суммарной утечкой потока газа

Q = I л*мм рт.

ст ./сек .

Это

значит, что из сосуда за одну секунду вытечет I л

газа, взятого

(или пересчитанного) при давлении I

мм р т .ст .

Если этим количеством газа заполнить сосуд объемом в I л ,то

давление

в нем вырастет на I мм р т .ст .

 

Эта же степень герметичности может быть определена суммарным

натеканием

Q. = I л*мм р т .с т ./с е к . Это значит,

что в сосуд

за одну секунду натечет один литр газа, взятого (или пересчитан­

ного) при давлении I мм р т .ст .

 

 

Аналогично эту же степень герметичности можно формулировать

как

скорость натекания (утечки) I л«мм р т .с т ./с е к .

Это значит,

что

скорость натекания (утечки) I л газа, взятого (или пересчи­

танного) при давлении I мм рт.ст.,составит I сек.

Эту же степень

герметичности можно оценить скоростью увеличения давления в сосу­

де

объемом I

л,

которая будет равна I мм р т .с т ./с е к . Это значит,

что

давление

в

сосуде будет увеличиваться на I им р т .ст . в I сек.

ІТ


Т а б л и ц а 3

Степень герметичности и связанные с ней величины

Степень герметич- | ности (скорость -j натекания), д-мк р т .ст ./сек

Скорость увеличения давления в сосуде объемом I л

Время увеличения

давления на І0“'^мм рт.ст.в сосуде объемом I л

ІО-3

10 Змм рт.ст/сек

I

сек

ІО-4

6 .І0 -Змм рт.ст/мин

10 сек

' Г

 

Рч§

о>

 

о

 

 

ЕС(D

w

 

сц

СОX

эд ь

О

Q5 О

Си

г а

Ч Рч

са

03 <ѵ

«

Л

я и

а ^ і

э ё

й

-*

О 01

л

ы о

 

 

 

12,7 ман

Прямоугольная

 

 

щель шириной ■

 

 

10 мм,высотой

0,1 мм,глуби­ ной 10 мм

Прямоугольная щель шириной 10 мм,высотой 30 мкм,глуби­ ной 10 мм

ІО“5

10-6

ІО-7

ІО-8

І0~9

ІО"10

3,6*І0-3мм р т .с т ./ч

1,66

мин

21

ч

Капилляр

диа­

метром 4

мкм

 

 

і

 

 

и длиной 10мм

3,6»І0-3 мм р т .ст ./ч

16,6

8,7

дней

Капилляр диа­

мин

метром 4

мкм

 

 

 

 

 

и длиной

10мм

8,6*І0-3 мм рт.ст./дн .

2,77

ч

87

дней

Капилляр диа­

метром І,8мкм

(24 ч)

 

 

 

 

и длиной

10мм

8,6*І0-4мм рт.ст ./д н .

27,7

ч

2 ,4 г .

Капилляр диа­

метром 0,8мкм

 

 

 

 

 

и длиной

10мм

3,І*І0~3 мм р т .с т ./г .

11,6

дней

24г .

Капилляр диа­

метром 0,4мкм

 

 

 

 

 

и длиной 10мм

З'ІО -3 мм р т .с т ./г .

 

 

 

 

Капилляр диа­

П 6

днейі

240 лет

метром

 

 

0,2 мкм и

 

длиной 10 мм

12