76354

Галоидные и другие методы контроля герметичности

Лекция

Физика

Особенности массспектрометрического контроля герметичности. Общие критерии оценки герметичности сварных и паяных соединений Манометрический метод контроля герметичности изделий основан на регистрации изменения испытательного давления контрольного или пробного вещества в результате имеющихся в изделии неплотностей. В качестве контрольного вещества при манометрическом методе контроля в зависимости от требований к контролю могут быть применены рабочие жидкости вода а также газы воздух азот аммиак аргон а в ряде случаев гелий.

Русский

2015-01-30

546.5 KB

7 чел.

Лекция 14   Галоидные и другие методы контроля герметичности.

План лекции.  Манометрический метод: способ падения давления, способ дифференциального манометра - измерительные схемы. Галоидный метод: галогенные течеискатели, атмосфер-ный и вакуумный датчики, контрольные и пробные газы. Особенности масс-спектрометри-ческого контроля герметичности. Пузырьковый метод и его разновидности: пневматический, пневмогидравлический, вакуумный. Общие критерии оценки герметичности сварных и паяных соединений

 Манометрический метод контроля герметичности изделий осно ван на регистрации изменения испытательного давления контрольного или пробного вещества в результате имеющихся в изделии неплотностей. Испытаниям на герметичность манометрическим методом подвергают замкнутые системы — сварные, паяные, клепаные и т. п. резервуары, гидравличес-кие и газовые системы, их   элементы  и другие изделия.

     В качестве контрольного вещества при манометрическом методе контроля в зависимости от требований к контролю могут быть применены рабочие жидкости, вода, а также газы — воздух, азот, аммиак, аргон, а в ряде случаев гелий. В качестве пробного вещества применяют углекис-лоту, эфир, бензин, ацетон и т. п, Индикацию утечки этим, методом осуществляют по показания стрелочных приборов.

      Различают два основных способа реализации манометрического метода контроля герметич-ности: способ падения давления и способ дифференциального манометра.

          Способ падения давления (Рис. 14.1) применяют при контроле суммарной степени герметичности сварных и других емкостей, гидрогазовых систем и их элементов,  предназна-ченных для работы под давлением.

Рисунок 14.1 Схема манометрического метода контроля герметичности

                            по способу падения давления. – 1 – редукционный клапан; 2 – манометр

                            регулирования редукционного клапана; 3 – вентиль заполнения;

                            4 – предохранительный клапан; 5 – контролируемое изделие;

                            6 – контрольный манометр; 7, 8 – вентили сброса давления .

      После   проведения   контроля   сварных и других соединений изделия радиационным,    ультразвуковым    и другими методами НК проводят опрессовку изделия на прочность.   Для этого изделие с элементами контрольно-испытательной системы герметизируют известными способами.  Для опрессовки изделие заполняют контрольным веществом под давлением.    

    Величину утечки контрольного газа определяют по падению в объеме контролируемого изделия давления, которое измеряют  контрольным манометром. Чувствительность способа контроля   герметичности   по падению давления можно определить по формуле

                                                       q = CVa/t,

где V —внутренний объем контролируемого изделия;

     t —время выдержки;

     а — цена деления шкалы контрольного манометра;

    С - коэффициент, учитывающий   соотношение   между единицами измерения   течей.

         Чувствительность данного метода составляет   (l…7) l0-3   мм3МПа/с.

      Способ дифференциального манометра, в основном, применяется для обнаружения и оценки величины локальных утечек в замкнутых вакуумных, газовых или гидравлических системах, рис.14.2.

Рисунок 14.2 Схема включения (а) и устройство (б) дифференциального

         манометра. – 1 – насос; 2 – диффренциальный манометр; 3 – контролируемое

                   изделие; R1, R2 – сопротивления; Г – гальванометр; М – манометры; Л – ловушка.

        Сущность способа заключается в следующем. С помощью насоса поз. 1 контролируемое изделие 3 вакуумируют до давления около 6,6 -10 -3 Па. Сварные и другие соединения изделия, в которых возможны неплотности, снаружи обдувают пробным газом или опрыскивают жидким пробным веществом. Наличие пробного вещества в контролируемом объеме устанавливают с   помощью  дифференциального   манометра поз. 2.

        Дифференциальный манометр содержит два теплоэлектрическнх манометра М сопротивления. Чувствительные элементы манометров включены в мостовую схему. Перед одним из манометров расположена ловушка Л, охлаждаемая   жидким   азотом.

      В отсутствие пробного вещества через течи в изделие проникает лишь атмосферный воздух, который не вымораживается при температуре жидкого азота и поэтому проникает в оба манометра М. Поэтому условия измерений для обоих манометров одинаковы, и в это время производится балансировка моста (отсчет нуля   по   измерительному   прибору   Г).

      При обдувании или опрыскивании контролируемых мест изделия пробным веществом, в качестве которого применяют эфир, бензин, ацетон, бутан и т. п., вымораживаемые при температуре жидкого азота пары пробного вещества попадают в один из манометров и не проходят через ловушку во второй. В результате происходит разбалансировка моста, а напряжение разбалансировки позволяет судить о величине течи в изделии.

         Данным способом при давлении в изделии 6,6-10 -3 Па возможно обнаружение утечек, соответствующих изменению давления 2,64 • 10- 6 Па.

       Галоидный метод контроля герметичности изделий. В практике контроля герметичности изделий необходимо обнаруживать течи, много меньше тех, что могут выявлять указанные выше методы. Слабые течи  выявляют галоидным и гелиевым течеисканием.
      При галоидном методе в качестве пробного газа используют фреон (х
лордифторметан, химическая формула CHClF2), обладающий высокой проникающей способностью.       

      Индикатором при галоидном течеискании служит электронный прибор, содержащий чувствительный элемент в виде платинового диода, анод и коллектор которого раскалены до 800-900 °С и разделены воздушным или вакуумным промежутком. При попадании в этот промежуток молекул фреона электрический ток через диод резко возрастает, что фиксируется стрелочным прибором. Промышленностью выпускаются переносные галоидные течеискатели ГТИ-3А, ГТИ-6 и БГТИ-5, отличающиеся друг от друга по конструктивному исполнению.
Течеискатель ГТИ-3А состоит из выносного щупа с датчиком, предназначенным для работы в атмосферных условиях, и измерительного блока со стрелочным прибором и звуковым индикатором-телефоном. В приборе ГТИ-6 помимо основного атмосферного датчика имеются вакуумный датчик, выносной обдуватель с регулируемым потоком и регистрирующий блок.  

 

Рисунок 14.3  Схема галоидного метода контроля герметичности способом щупа с заполнением контролируемого изделия чистым фреоном: 1 - баллон с фреоном, 2-5 - вентили, 6 - контролируемое изделие, 7 - щуп с атмосферным датчиком галогенного течеискателя, 8 - механический вакуумный насос, 9 - компрессор, 10 - конденсатор.
   

Течеискатель БГТИ-5 имеет автономное питание от батареи аккумуляторов и особенно удобен при испытании изделий большой протяженности в монтажных и полевых условиях.
В практике обычно при галоидном течеискании используют способ щупа (рис. 14.3). В закрытом сосуде создают небольшое избыточное давление атмосферы фреона. Щупом галоидного течеискателя производят «обнюхивание» наружной поверхности изделия вдоль всей длины шва. Скорость перемещения щупа вдоль шва - 10 - 25 мм/с.

        

                    Рисунок 14.4. Портативный фреоновый течеискатель PHOCHECK

Течеискатель Phocheck, рис. 14.4,  используется для определения концентраций летучих органических соединений (ЛОС) и определения мест их утечек из любого оборудования.   

Прибор работает более чем с 200-ми ЛОС, такими как: бензин, ацетон, нонан, октан, пентан, бензол, изобутан, стирол, толуол и многими другими.
     Основное предназначение газоанализатора - поиск утечек из резервуаров, сосудов и трубопроводов, а также для текущего контроля окружающей среды в целях обеспечения безопасности персонала в местах проведения работ.
      В памяти прибора имеется список нескольких сотен ЛОС и их комбинаций из которого легко выбрать контролируемое вещество. Блок хранения информации позволяет запомнить до 20 тысяч измеренных значений. Управление прибором осуществляется 6 клавишами. Возможна передача данных ч/з ИК порт.

Масс-спектрометрический метод. Метод основан на создании повышенного парциального давления пробного вещества (газа) в смеси веществ с одной стороны поверхности объекта контроля и отбора проникающего через течи пробного вещества с другой стороны для масс-спектрометрического анализа на присутствие молекул пробного газа. Анализ осуществляется путем ионизации пробного вещества с последующим разделением ионов по отношению их массы к заряду под действием электрического и магнитного полей. Основные требования по проведению масс-спектрометрического неразрушающего контроля регламентированы ГОСТ 28517-80.

В качестве пробного газа обычно используют гелий. Он обладает малой молекулярной массой и хорошо проникает через малые течи. Гелий химически инертен, дешев и безопасен в применении. По соотношению массы иона к его заряду (т/e) гелий очень сильно (на 25 %) отличается от ближайших ионов других газов, что облегчает его обнаружение и выполнение измерений. Поэтому масс-спектрометрические течеискатели, рис. 14. 5,  часто называют гелиевыми.

Рисунок 14.5  Гелиевый масс-спектрометрический течеискатель 990 CLD, 990 dCLD. Модульный для встраивания в существующую вакуумную систему. С цифровым дисплеем.
Порог чувствительности 1-10
-10 м3Па/с.

Пузырьковый метод. Сущность пузырькового метода контроля герметичности заключается в регистрации локальных утечек в объекте по появлению пузырьков контрольного газа в индикаторной жидкости или на индикаторном покрытии. Метод применяют для контроля герметичности газонаполненных неоткачиваемых объектов-ёмкостей, элементов гидравличес-ких и газовых систем и др., работающих под давлением и имеющих сравнительно небольшие размеры.

     Способ опрессовки с погружением в жидкость (метод аквариума). Способ аквариума - один из наиболее распространенных в промышленности способов контроля на герметичность, в частности соединений и основного материала объектов.Испытуемый объект наполняют контрольным газом до предварительного дав ления и затем полностью погружают в ёмкость с жидкостью под атмосферным давлением, рис 14.6.

Рисунок 14.6  Схема установки для испытаний способом аквариума. – 1 – объект испытания;

2 – ёмкость (кессон); 3 – манометр; 4 – пневмоклапан; 5 – предохранительный клапан.

     Если при погружении объекта в жидкость на его поверхности образуются воздушные пузыри, их необходимо снять кистью. После этого объект заполняют контрольным газом (обычно воздухом) до давления, равного испытательному, и выдерживают в жидкости в течение времени, достаточного для осмотра объекта, но более 3 мин. Появление газовых пузырьков свидетельствует о течах в объекте испытаний.

   Способ опрессовки с пеноплёночным индикатором. Сущность способа опрессовки с пе-нопленочным индикатором состоит в следующем: на контролируемые поверхности объекта, находящегося под избыточным давлением, наносят тонкий слой специального пенопленочного индикатора. Контрольный газ, проникая через микродефекты объекта, оказывает механическое воздействие на пленку (пену) индикатора и, накапливаясь в месте дефекта, деформирует ее. При этом образуются пузырьки или пенные вздутия, мелкие пенные «шапки», оголенные участки поверхности, которые фиксируются визуально, рис. 14.7

Данный способ - это усовершенствованный широко применяющийся в промышленности способ обмыливания.

Рисунок 14.7 Опрессовка регулирующего вентиля  пеноплёночным индикатором.

 

PAGE  6


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

56280. Використання власного досвіду для формування дитячого світогляду на уроках англійської мови. Як здійснюються дитячі мрії… 113.5 KB
  Тому своїм учням я намагаюся якомога більше розповідати про ті країни, в яких мені пощастило побувати, ділюся з ними своїми враженнями, намагаюся захопити і зацікавити їх світом подорожей. Мені дуже хочеться, щоб кожен з них розпочинав свій шлях...
56281. Формування мотивів самоосвітньої діяльності при вивченні світової літератури 55 KB
  У процесі залучення дітей шкільного віку до читання ми маємо підготувати вдумливого читача який буде емоційно включеним до процесу навчання спроможний до діалогу з автором художнього твору до активного обговорення проблем що торкнулися його душі у процесі читання.
56283. Пам’ятай святий день святкувати. Конспект уроку з християнської етики у 8 класі 813.5 KB
  Робота з підручником. Як Ісус Христос пропонував святкувати суботу Робота над текстом з Нового Завіту. Робота в групах. Самостійна робота.
56284. Позакласний захід «На Зелені Свята» 45 KB
  Бабуся з онуками прикрашають хату: скрізь ставлять квіти в горнятках і глечиках притрушують підлогу зеленою травичкою серед якої запашний полин м’ята любисток чебрець.
56285. Здоров’я дитини – багатство родини (родинне свято для учнів 3-4 класів та їх батьків) 81.5 KB
  Мета: активно запроваджувати й пропагувати здоровий спосіб життя шляхом дотримання правил особистої гігієни поповнюючи свої знання про лікувальні властивості деяких рослин вміст вітамінів в продуктах харчування необхідність щоденної ранкової гімнастики...
56286. Мово моя українська, батьківська, материнська. Родинне свято 142 KB
  Мета. Показати барвистість, красу рідної мови,її мелодійність. Розвивати навички виразного та інтонаційного мовлення, увагу, мислення, пізнавальний інтерес до мови своїх батьків. Виховувати любов до рідної мови, краю, де ти народився, шанобливе ставлення до усної народної творчості свого народу, його традицій.
56287. Прощавай, початкова школа! 64.5 KB
  За час навчання вивчено 33 літери українського алфавіту. Вивчили багато правил українського правопису, навчилися читати, писати, розв’язувати задачі, приклади, складати твори.
56288. Сценарій свята: «А вже весна, а вже красна…» 50 KB
  Мета: ознайомити дітей з давніми народними традиціями формувати в дітей уявлення про усну народну творчість розвивати бажання вивчати усну народну творчість виховувати любов до природи до матері.