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

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

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