76353

Гидравлические методы контроля герметичности

Лекция

Физика

Область применения пробные и контрольные вещества. Контроль на герметичность = течеискание относится к виду НК качества изделий проникающими веществами ГОСТ 18353 79. Степень герметичности количественная характеристика герметичности которая характеризуется суммарным расходом вещества через течи. Натекание проникновение вещества извне внутрь герметизированного объекта под действием перепада общего или парциального давлений.

Русский

2015-01-30

77.23 KB

2 чел.

            Лекция 13  Гидравлические методы контроля герметичности.

     План лекции.  Область применения, пробные и контрольные вещества. Физические основы: вязкость жидкостей и газов, виды течений и прохождение веществ через течи. Выбор метода контроля герметичности по его чувствительности. Гидравлический, газоаналити-ческий методы, метод испытания сварных соединений керосином.

 Контроль на герметичность (= течеискание), относится к виду НК качества изделий проникающими веществами (ГОСТ 18353 - 79). Течеискание — это вид испытаний, основанный на регистрации веществ, проникающих через течи (ГОСТ 26790 - 85).

Герметичность — это свойство конструкций препятствовать проникновению через них веществ (газовых, жидких или парогазовых).

Течь — канал или пористый участок в конструкции, нарушающий ее герметичность. При контроле на герметичность о наличии течей судят по количеству газа или жидкости, протекающих через них в единицу времени.

Абсолютную герметичность обеспечить и проконтролировать невозможно. Исходя из этого, контролируемые конструкции считаются герметичными, если переток газа и жидкости через стенки и соединения не приводит к нарушению нормального функционирования объекта контроля в течение его срока эксплуатации или к ухудшению его характеристик за время хранения.

Степень герметичности - количественная характеристика герметичности, которая характеризуется суммарным расходом вещества через течи. Количество газа Q определяется как произведение давления газа Р на занимаемый объем V:

(13.1) .

Поток газа — это его количество, протекающее через канал-течь. Это одно из основных понятий, используемых в течеискании. Изменение количества газа при постоянстве занимаемого объема

(13.2)

Если это изменение происходит во времени t, то

где J — поток газа, необходимый для изменения давления на dP в сосуде объемом V. При постоянном изменений давления во времени поток газа (м3Па/с=Вт)

(13.3)

где ΔР — изменение давления за интервал времени Δt.

Физический смысл того, что поток измеряется в единицах мощности, состоит в том, что произведение давления на объем — энергия, запасенная в газе, а изменение энергии во времени — мощность. Однако на практике чаще используется размерность потока газа в м3Па/с.

Натекание — проникновение вещества извне внутрь герметизированного объекта под действием перепада общего или парциального давлений.

Утечка — истечение вещества из герметизированного объекта. Натекание и утечка оцениваются потоком газа и имеют его размерность.

Для однозначности характеристики течи и возможности сопоставления степени негерметичности изделий, испытываемых и работающих в различных условиях, вводится понятие нормализованной течи. Это поток воздуха, перетекающий через течь из атмосферы в вакуум при комнатной температуре.

В процессе испытания на герметичность используют пробные, балластные и индикаторные вещества. Основные инициирующие функции выполняет пробное вещество, проникновение которого через течь обнаруживается в процессе контроля. В качестве пробных веществ применяются, как правило, газы с малым молекулярным весом, с низким содержанием их в атмосфере, инертные газы, не взаимодействующие с материалом ОК и веществом: внутри них. В таблице 13.1 приведены сведения о некоторых используемых пробных веществах. В ряде случаев роль пробного вещества выполняет рабочее вещество, заполняющее герметизированный объект при эксплуатации или хранении, например фреон в холодильных агрегатах. Рабочее вещество в сочетании с пробным веществом иногда может усиливать эффект индикации. В других случаях технические условия на изделия не допускают контакта рабочего вещества с пробным, тогда процесс испытаний таких изделий на герметичность усложняется.

Таблица 13.1. - Газы, используемые как пробные вещества

Для создания большого перепада давления, повышения чувствительности испытаний при малых концентрациях пробных веществ используется балластное вещество, например воздух при повышенном избыточном давлении. Так поступают тогда, когда возникает задача экономии пробного вещества, например гелия, при многоцикловых испытаниях или при испытании больших объемов.

При испытании оборудования химическим методом часто применяют индикаторное вещество, которое в результате взаимодействия с пробным веществом способствует формированию сигнала о наличии течи.

Норма герметичности характеризуется суммарным расходом вещества через течи герметизированного изделия, при котором сохраняется его работоспособное состояние. Как правило, наибольший суммарный расход вещества определяется расчетом и устанавливается нормативно-технической документацией. Обычно норма герметичности устанавливается (рассчитывается) конструктором.

Технологический критерий герметичности это требования потребителя в виде условия, при котором возможна эксплуатация изделия или технологического оборудования.

Методы испытания на герметичность. Методы контроля герметичности разделяются на три группы в зависимости от вида применяемых пробных веществ:

а) газовые, в качестве пробного вещества используется газ (гелий, аргон, воздух и др.);

б) газо-гидравлические, в качестве пробного вещества используется газ (воздух), а жидкость играет роль вспомогательной среды при определении факта и места утечки газа;

в) гидравлические, в качестве пробного вещества используется жидкость (вода, масло).

     ПНАЭГ-7-019-89.  Контроль герметичности. Газовые и жидкостные методы. Гидравлический способ контроля состоит в том, что в контролируемом изделии создается давление воды. Место расположения дефекта устанавливается визуально по появлению струй, капель и потоков воды. Давление испытания и длительность нахождения изделия под давлением устанавливаются проектной конструкторской документацией и указываются в чертежах.

    Люминесцентно-гидравлический способ состоит в том, что в контролируемом изделии создается избыточное давление водного раствора люминофора определенной концентрации в течение заданного времени. Место расположения дефекта устанавливается после увлажнения контролируемой поверхности по свечению люминофора в лучах ультрафиолетового света. После герметизации контролируемое изделие опрессовывается люминесцентным водным раствором динатриевой и аммониевой солей флуоресцеина с концентрацией 0,09-0,1% (1-0,9 г/л) до давлений, требуемых чертежом или соответствующей технической документацией. Давление при проведении контроля не должно превышать значения, регламентируемого ПНАЭ Г-7-008-89.

При проведении контроля гидравлическим способом с люминесцентным индикаторным покрытием на наружную поверхность контролируемого изделия наносят индикаторное покрытие, изделие опрессовывают водой, выдерживают при испытательном давлении в течение заданного времени и осматривают контролируемую поверхность в лучах ультрафиолетового света. При наличии течи вода проникает на наружную поверхность изделия и в месте дефекта на индикаторном покрытии возникает свечение.

    Способ контроля наливом воды без напора. Налив воды в изделие осуществляется на высоту, указанную в проектной (конструкторской) документации. Места расположения дефектов устанавливаются визуально по появлению струй, потеков и капель воды на контролируемой поверхности. Продолжительность нахождения воды в контролируемом изделии указывается в проектной (конструкторской) документации с учетом времени, необходимого для осмотра всей контролируемой поверхности.

        Способ контроля люминесцентными проникающими жидкостями заключается в том, что на поверхность изделия наносится проникающая жидкость на основе керосина, а на противоположную поверхность - адсорбирующее покрытие. После выдержки в течение заданного времени при периодическом (через 15 - 20 мин) нанесении добавочного количества проникающей жидкости проводится осмотр поверхности в лучах ультрафиолетового света. В местах течей проникающая через стенку изделия люминесцентная жидкость дает свечение в лучах ультрафиолетового света. Время выдержки контролируемой поверхности в контакте с керосином определяют в зависимости от толщины свариваемого металла или расчетной высоты углового шва и положения шва в пространстве.

Нижнее положение:

Толщина металла или катет шва:

До 6 мм - 40 мин

6 - 24 мм - 60 мин

Свыше 24 мм - 90 мин

Вертикальное, горизонтальное и потолочное положения:

Толщина металла или катет шва:

До 6 мм - 60 мин

6 - 24 мм - 90 мин

Свыше 24 мм - 120 мин

      Выбор метода контроля течеисканием зависит от класса герметичности изделия, устанавливаемого конструктором и чувствительности метода. В атомной энергетике в зависимости от условий эксплуатации и возможностей ремонта все оборудование делят на 5 классов герметичности (табл. 13.1). Каждому из классов герметичности соответствуют определенные методы испытания в зависимости от их чувствительности. К I классу, например, относят парогенераторы, трубопроводы 1-го контура и другие ответственные изделия, надежность которых должна быть очень высока в силу специфических особенностей их эксплуатации.

    Таблица 13.1. -  Классы герметичности изделий в атомной энергетике.

Класс герметичности

Диапазон выявляемых натеканий (дефектов) по воздуху

Метод течеискания

Пробное вещество

Индикатор

см3/год

м3•Па/с

I

от 2•10-2

от 3,76•10-3 
до 3,75•10-2

Гелиевая камера, вакуумная присоска

Гелий

Масс-спектрометр

II

св. 2•10-1

св. 3,75•10-2

Гелиевый щуп

Гелий

Масс-спектрометр

 

до 7,51•10-1

Люминесцентно-гидравлический

Вода + пенетрант

Течь и свечение

III

св. 2 до 4

св. 3,75•10-1 до 7,51•10-1

Гидравлический с люминесцентным индикаторным покрытием

Вода + пенетрант

Течь и свечение на индикаторных ленте и массе

IV

св. 4 до 2•103

св. 7,51•10-1

Галоидный щуп

Фреоно-воздушная смесь

Прибор

до 3,75•10-2

Цветной и люминесцентный капиллярный

Пенетрант

Пятна, свечение

V

св. 2•103

св. 3,75•102

Керосиновая проба

Керосин

Пятна на меловом фоне

Пузырьковый

Воздух, азот

Пузырьки

Опрессовка воздухом


      


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

85385. Средства контроля воздушных и других газообразных сред 81 KB
  Отбор проб воздуха. Средства контроля подразделяют на: системы комплексы приборы другие технические средства контроля загрязнения ТСКЗ воздушного бассейна с группировкой их по особенностям анализируемой воздушной среды следующим образом: ТСКЗ атмосферы ТСКЗ воздуха населенных мест и жилых помещений ТСКЗ воздуха рабочей зоны и производственных помещений ТСКЗ выбросов и паро воздушных смесей поступающих в атмосферу. Они могут быть сгруппированы следующим образом: промышленные газоанализаторы более 60 40 анализаторы...
85386. Экологический мониторинг поверхностных водных объектов 78.5 KB
  Программа ГСМОС Вода включает 7 основных пунктов: создание всемирной сети станций мониторинга; разработка единой методики отбора и анализа проб воды; осуществление контроля за точностью данных; использование современных систем хранения и распространения информации; организация повышения квалификации для специалистов; подготовка методических справочников; обеспечение необходимым оборудованием в отдельных случаях. Основные задачи систематических наблюдений за качеством поверхностных вод в системе ОГСНК можно сформулировать следующим образом:...
85387. Отбор проб воды. Методы анализа водных сред 47.5 KB
  Отбор проб воды. representtive представительный показательный считается такая проба которая в максимальной степени характеризует качество воды по данному показателю является типичной и не искаженной вследствие концентрационных и других факторов. Пробы из рек и водных потоков отбирают для определения качество воды в бассейне реки пригодности воды для пищевого использования орошения для водопоя скота рыборазведения купания и водного спорта установления источников загрязнения. Учитывая длительность существования озер на первый план...
85388. Роль пробоотбора в общей процедуре методики анализа 44.5 KB
  Роль пробоотбора в общей процедуре методики анализа. Отбор проб почвы донных отложений растительности. Эффективность и достоверность методик и методического обеспечения системы экоаналитического контроля определяются прежде всего пробоотбором и пробоподготовкой. Любой химический анализ чаще всего начинают с отбора и подготовки пробы к анализу.
85389. Стабилизация, хранение, и транспортировка проб для анализа 57.5 KB
  Стабилизация хранение и транспортировка проб для анализа. Подготовка проб к анализу в лаборатории Пробы объектов окружающей среды могут отбираться как непосредственно перед анализом так и заблаговременно. В последнем случае применяются промежуточные операции хранения и стабилизации проб. Хранение проб в том числе содержащих следовые количества исследуемых веществ осложнено проблемой их потерь за счет сорбции на стенках сосудов а также разрушения в растворителях и на поверхностях носителей под действием кислорода света и других факторов...
85390. Метрологические аспекты экоаналитической процедуры 230.5 KB
  Задача количественного анализа определение измерение содержания т. Методики анализа включают в себя стадии подготовки пробы к анализу прямые измерения аналитических сигналов и их обработку вычисления результата анализа функционально связанного с результатами прямых измерений. Каждая стадия влияет на формирование аналитического сигнала и соответственно на результат анализа. Поэтому для метрологической характеристики определений необходима подробная методика описание всех условий и операций которые обеспечивают регламентированные...
85391. Основные принципы естествознания и концепция систем мониторинга 179 KB
  Концептуальные и теоретические схемы систем мониторинга. Пути усовершенствования мониторинга которые могут предложить современная наука и техника. Процедуру и технику эксперимента мониторинга нужно сделать как можно более устойчивой к неизвестным условиям наблюдения и изменяющимся и неизвестным параметрам или свойствам самого объекта.
85392. Цели и задачи экологического мониторинга 49.5 KB
  Цели и задачи экологического мониторинга. Классификация видов мониторинга В XX веке в науке возник термин мониторинг для определения системы повторных целенаправленных наблюдений за одним или более элементами окружающей природной среды в пространстве и времени. определяет мониторинг как систему регулярных длительных наблюдений в пространстве и во времени дающую информацию о прошлом и настоящем состояниях окружающей среды позволяющую прогнозировать на будущее изменение ее параметров имеющих особенное значение для человечества. Согласно...
85393. Государственная система мониторинга окружающей среды 77.5 KB
  Государственная система мониторинга окружающей среды. отходы w w w v w wсущественный объём информации; vограниченная информация отдельные вопросы Распределение функций мониторинга по различным ведомствам не связанным между собой приводило к дублированию усилий снижало эффективность всей системы мониторинга и затрудняло доступ к необходимой информации как для граждан так и для государственных организаций. Поэтому в 1993 году было принято решение о создании Единой государственной системы экологического мониторинга ЕГСЭМ которая должна...