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: 86
Скачиваний: 0
Осматривая изделие, например, в лучах ртутно-кварцевой лампы, можно обнаружить светящиеся точки и линии, индицирующие течи до
ІО-5 - ІО- ® ^ ‘^ с еіг °Т> ’ т , е * этот мет°Л имеет чувствительность значительно превышающую чувствительность всех остальных компрес сионных методов.
Принципиальная основа люминесцентного метода (как и гидроста тического метода и гидравлического способа)заключается в способ ности жидкостей, смачивающих стенки капиллярного отверстия, подни маться по каналу капилляра. Предельная высота капиллярного подъема
зависит |
от свойств, жидкости |
и размеров канала |
и определяется фор- |
мул0Й |
, |
ЯсоіѲ |
|
|
" W * - P r ) ’ |
(20) |
|
где |
А - предельная высота капиллярного |
подъема; |
d- диаметр капилляра;
Ч- ускорение силы тяжести;
ри р_ - соответственно плотность жидкости и газа,заполняю -
щих капилляр;
&- коэффициент поверхностного натяжения жидкости;
д- краевой угол, характеризующий смачиваемость стенок капилляра жидкостью.
На рис. 16 изображена схема |
подъема жидкости под действием |
|||
капиллярных сил. Из рисунка видно определение краевого угла |
& |
|||
и диаметра капилляра d |
. При |
сойѲ^О |
(жидкость не |
смачи |
вает стенок капилляра |
высота подъема А ^ О . |
|
|
Рис.16. Подъем жидкости под действием капилляр
ных сил Из формулы (20) видно влияние размера капилляра на высоту под
нятия жидкости. Исследования ряда авторов позволили оценить это
влияние и установить зависимость |
для определения времени t |
, |
|
необходимого |
для проникновения раствора в количестве, обеспечиваю |
||
щем получение |
достаточно яркого |
сигнала; |
|
|
t m V L *t |
^ |
(21) |
|
Ы * р |
|
|
39
где |
V |
- |
объем проникающего раствора; |
|
||
|
л - длина капилляра; |
|
|
|||
|
d |
- |
его диаметр; |
|
|
|
|
« |
- |
вязкость раствора; |
|
|
|
|
ь |
- |
разность давления жидкости по обеим сторонам капял- |
|||
|
г |
|
ляра, причем |
|
|
|
|
|
|
p * m p h . |
(22 |
||
|
Количественное значение |
t , |
определенное |
по зависимости (21), |
||
для капилляра диаметром в 0,01 мк равно 3500 |
годам, а для капил |
|||||
ляра |
диаметром |
100 мк - 0,1 |
сек. |
Эти данные показывают возможности |
и чувствительность люминесцентного метода. При выдержке изделия в течение нескольких минут можно обнаружить течи порядка І0~®
Л*Шоек'гСТ** |
позволяют |
повысить чувствительность на |
1-2 порядка. |
Течи порядка ІО”''’ |
—• могут быть зарегистри |
рованы в течение 40-50 суток.
Высоту подъема и скорость проникновения жидкости по капиллярам можно повысить, прибавив к чисто капиллярным явлениям эффект со здания вакуума, что, естественно, усложняет применение этого ме тода. Этот метод связан с загрязнением изделия люминесцирующими растворами и при высоких требованиях герметичности - с длитель ным циклом проверки.
Эти два обстоятельства пока ограничивают применение данного метода для отсеков ЛА, к которым предъявляются высокие требова ния герметичности.
Технологический процесс применения этого метода заключается в следующем: проверяемый узел заполняется жидкостью (водой, кероси ном), в которую введено пробное вещество, создается заданное избы точное давление, после выдержки места стыков швы облучаются, я по местному свечению обнаруживают места течей.
При применении способа ультрафиолетового облучения в качестве пробного вещества используется люминофор, разведенный в раствори теле марки ТМС. При этом общее количество люминофора и раствори теля составляет примерно 2% от общего количества жидкости. Облу чение производится ультрафиолетовыми лучами в условиях местного
или полного затемнения. В свою очередь, люминесцентный состав сос |
||
тоит из У7,6% растворителя марки TMG и 2,4% люминофора. |
О |
|
Чувствительность этого способа находится в пределах ІО - 10 |
||
|
||
л»мм рт.ст. |
|
|
сек |
|
|
В настоящее время проводятся работы по фиксированию линзой на |
|
|
поверхности зеркала светящейся точки и передачи ее на фотоумно- |
|
|
40 |
|
житель. Попавший на фотоумножитель люминесцентный свет от дефекта вызывает электрический сигнал, который усиливается и фиксируется на экране осциллографа или записывается на ленте. В этом случае на экране или ленте осциллографа будет четко виден пик от выявлен ной негерметичностя. Внедрение этого метода индикации повысит чувствительность способа ультрафиолетового облучения.
Способ инфракрасного анализатора предусматривает применение в качестве пробного вещества закиси азота и облучение инфракрас ными источниками. Места проникновения люминесцентного раствора
активно светятся. Сила свечения (находится в инфракрасном спектре) оценивается инфракрасным анализатором. При этом способе чувстви тельность повышается до ІО~^ л ѵ т р т ч с т .^
Некоторые авторы считают, что люминесцентный метод является самым экономичным (средняя себестоимость I л контролируемого объема 0,02 коп). Создание и отработка люминесцентных течеискателей, све тящихся под действием ультрафиолетовой радиации, позволит поднять чувствительность метода до ІО-7 л*мм р т .ст ./с ек .
Применяя источники ультрафиолетовой радиации - ртутные кварце вые лампы ДРТ-ІОО-2; ДРТ-250; ДРТ-ООО, можно очень четко обнаружить светящиеся точки и линии, индицирующие течи.
В настоящее время создан и запатентован новый так называемый температурно-люминесцентный способ контроля герметичности изделия (авторское свидетельство СССР, класс 42К 30/01 №241063, авторы:
Й.Л./іЯпк'-ло, В.Г.Банцаревич и др. Опубликовано I апреля 1969 г . ) . Сущность этого способа заключается в следующем. Испытуемое изделие полностью заполняют люминесцентной жидкостью, например пенетрантом, и герметизируют. Затем изделие помещают в термокамеру и подогревают до определенной температуры. После выдержки изделия при этой же температуре его наружную поверхность облучают от источника ультра фиолетового света. Под действием ультрафиолетовых лучей пенетрант, прошедший через сквозные микродефекты и накопившийся на наружной поверхности изделия, светится, указывая на места течи.
Химический метод проверки герметичности, или, как его часто называют, метод остаточных устойчивых следов (ОУС) заключается в нанесении на внешнюю поверхность проверяемого .узла специальной
индикаторной массы |
(пасты' |
агар-агар + краситель) или специальной |
||
ленты, пропитанной |
азотно-кислой ртутью. Внутрь проверяемого узла, |
|||
отсека или |
системы |
под давлением, |
предусмотренным технологическим |
|
процессом, |
подается |
смесь |
аммиака |
(1-25%) с воздухом иля азотом. |
•II
Пробный |
газ аммиак, просачиваясь через негерметичные места, попа |
|||
дает на |
индикаторную массу |
(паста или лен та), |
нанесенную на |
внеш |
нюю поверхность, и образует |
на ней устойчивые |
цветные следы |
(пят |
н а ), На рис.17 изображена схема проверки герметичности химическим методом путем нанесения индикаторной массы. В термос 12 для при
готовления индикаторной массы по трубопроводу 9 подается воздух,
по трубопроводу 10 - пар и по трубопроводу II - масса. Приготовлен ная в термосе индикаторная масса 2 наносится распылителем (пульвери затором) I на всю внешнюю поверхность проверяемой емкости 4. К проверке герметичности приступают только после полного высыхания индикаторной массы. Для этого в смеситель 6 по трубопроводу 5 подается воздух, а из баллона 7 - аммиак. Смесь с заданным содер жанием аммиака направляется в проверяемую емкость. Выявленные течи устраняются, и емкость считается прошедшей проверку, если в тече ние 15-20 мин. подачи пробного газа на индикаторной массе не по является цветных пятен. Дождевальная установка 3, перемещаясь по периметру емкости, удаляет после проверки герметичности индикатор ную массу. Этот метод обладает чувствительностью порядка ІО- ®
Л‘МИсек*С^'* я используется как предварительный метод проверки гер метичности емкостей, пневмотрубопроводов и т .д ., так как он позво ляет осуществлять проверку герметичности всей поверхности, обладает высокой производительностью и безопасен (не требует применения высокого давления). К недостаткам этого метода следует отнести трудность нанесения индикаторной массы, сложность применяемого оборудования, необходимость длительной тщательной сушки и появление ложных цветных пятен. Вторая технологическая разновидность этого метода основана на нагнетании, в проверяемый отсек двуокиси углерода
42
я на отыскании течи снаружи при помощи аммиака (им снаружи обду ваются швы). В местах, где имеется течь, произойдет реакция
, |
(23) |
WHg'COs Н,о=(ннч)лсоа, |
|
которая будет заметна по белому дыму углекислого |
аммония. |
6. Газоанализаторные методы провеши герметичности |
|
Радиоактивный метод проверки герметичности |
при использовании |
пневматического способа предусматривает заполнение испытуемого объекта радиоактивным газом типа криптон-85 в смеси с азотом и создание в объекте избыточного давления. Криптон-85, радиоактивный газ с периодом полураспада около 10 лет, легко доступен. Будучи инертным газом, он является бета-излучателем (99,6/?). Его предель но допустимая концентрация в воздухе значительна, что делает этот газ сравнительно безопасным. Криптон-85 распадается, испуская бетачастицы с энергией 0,69 Мэв, и поглощается в воздухе при нормальных условиях, имея слой половинного ослабления, равный 20 см. Из этого следует, что величина бета-потока из точки концентрации радиоинди катора ограничивается небольшой областью. Криптон-85 легко фикси руется даже при низких концентрациях. После заполнения узла или емкости смесью азота и криптона-85 место утечки может быть обнару жено с помощью счетчика Гейгера или полупроводниковых счетчиков.
Счетчик Гейгера в сочетании с измерителем скорости |
счета компактен |
и хорошо приспособлен для обнаружения утечек в ЛА. |
|
Для обнаружения течей счетчик Гейгера держат около проверяе мого шва на расстоянии 30 см или ближе и медленно передвигают вдоль проверяемого шва, следя за показанием прибора. При утечке газа криптона-85 счетчик начинает работать, и при возрастании утечки величина счета резко изменяется с 1200 до 2300 имп/мин.
Такое резкое изменение частоты счета дает возможность не только обнаружить место утечки, но и оценить ее количественно.При примене нии полупроводниковых счетчиков количественная оценка радиоактив ности, а значит, и герметичности производится по отклонению стрел ки индикатора. Чувствительность полупроводникового течеискателя выше, чем чувствительность счетчика Гейгера, так как в полупровод никовом течеискателе счет производится по бета-излучению, а в счет
чике Гейгера - по |
гамма-излучению, а наличие |
гамма-излучения у |
|
криптона-85 очень |
мало. Радиоактивный метод проверка обладает нал- |
||
более высокой чувствительностью порядка 10 |
- |
10 л*ык р т .ст ./сек , |
|
но требует специально оборудованного помещения, |
очень эффективной |
||
|
|
|
43 |