книги / Технология производства полимерных композитных материалов и конструкций на их основе
..pdfПеред испытаниями необходимо выдержать изделие в течение 5-10 мин под давлением, а затем провести визуальный осмотр мест соединения гидравлической системы. Если обнаружена течь, то нуж но снизить давление до нуля, устранить негерметичность и повтор
но проверять гидравлическую |
систему. Затем следует |
плавно повы |
||||
сить давление до |
Рисп я |
выдержать изделие при |
таком давлении |
|||
в течение |
времени, указанном в |
конструкторской документации. |
||||
После снижения давления до давления осмотра Росм |
необходимо |
|||||
осмотреть изделие с целью обнаружения дефектов, |
затем продуть |
|||||
его сухим сжатым воздухом и просушить. |
|
|
||||
Метод опрессовки применяется для испытаний |
до давления р аз |
|||||
рушения |
Рра$р |
с двлью определения фактической величины напря |
||||
жений в |
материале изделия и запаса прочности, |
а |
также значений |
|||
упругой и |
остаточной деформации |
оболочки изделия. |
Отношение вели |
чины остаточной деформации к величине упругой деформация находит ся по формуле
7
где VQ - начальный объем, определяемый по разности масс запол ненного жидкостью и пустого изделия; A VM - максимальное прираще ние объема испытуемого изделия и объема рабочей жидкости при мак
симальном давлении; |
A VK |
- |
приращение объема испытуемого |
изде |
|||
лия вследствие остаточной |
деформации |
его |
стенок; к - коэффициент |
||||
сжимаемости жидкости. |
£ |
|
|
|
|
||
|
Допустимое значение |
указывается в |
конструкторской доку |
||||
ментации. |
|
|
|
|
|
( А Ум » |
|
|
Для определения приращений объема испытуемого изделия |
||||||
A VK |
) при нагружении его давлением |
следует устанавливать |
мерник |
||||
(рис.6 5 ). |
|
|
|
|
|
|
|
Рис.65. Схема установки мерника: |
|
|
|
||||
/ - |
мерник; 2 , 5 - |
пневмокла |
|
|
|
||
паны |
(нормально закрыты); |
3 |
- |
|
|
|
манометр; 4 - изделие; 6 - гид ронасос
1. Технологические требования контроля:
- вид контроля (суммарный, локальный или то и другое одно временно):
- чувствительность контроля SQ -S Qdon (где S Q - чувстви тельность контроля; Qдоп - технологическая норма герметичности).
2 . Технологические требования:
-требования к контрольному веществу (смеси);
-требования к индикаторному веществу (среде);
-допустимое содержание контрольного вещества в атмосфере испытательного помещения;
-необходимое (разрешенное) давление контрольного вещества. 3 . Требования, определяемые особенностями конструкция изде
лия я сборочных единиц:
- допустимое время контакта контрольного в индикаторного вещества с изделиями (только в необходимых случаях);
-допустимые перепады давления по отношении к смежным плоскостям;
-допустимое число циклов нагружения;
-допустимое время нагружения изделия при испытании.
4. Требования безопасности испытательных работ (только в не обходимых случаях указываются опасности, исходящие от смежных по лостей при разгерметизации или разрушении контролируемой полости).
На основания установленных требований конструктор-разработ чик изделия выбирает и назначает метод контроля, предварительно согласовав его с технологом, ответственным за производственные испытания.
Бели установленным требованиям соответствуют несколько мето дов контроля, то необходимо провести их экономический анализ с целью выбора метода, обеспечивающего минимум производственных затр ат.
5 .4 . Методы контроля суммарной герметичности
5 .4 .1 . Вакуумные методы
Яякуумний масо-спектрометрический метод. Сущность метода (рис.66) заключается в определения негерметичности путем регист рации изменения парциального давления контрольного г а за в ваку
умной системе испытательной установки с помощью масс-спектромет рических течеискателей. В качестве контрольного вещества исполь зуются гелий, газообразный аргон, их смеси с воздухом или азотом. Чувствительность метода - до 1,3»10"*® Вт (при контроле гелием), 1 ,3 * 1СГ8 Вт (при контроле аргоном). Метод рекомендуется исполь зовать для контроля суммарной герметичности изделий, сборочных единиц и их элементов в случаях:
1)когда необходима высокая чувствительность и надежность;
2)если изделие работает в условиях окружающего вакуума и подлежит тепловакуумным испытаниям.
Рис.66. Принципиальные схемы контроля герметичности вакуумным |
|||||||||||
масс-спектрометрическим методом: а |
- контрольный га з внутри |
||||||||||
изделия; 0 |
- контрольный га з |
снаружи изделия; |
6 - |
контроль |
|||||||
местными камерами внешнего давления; |
г |
- |
контроль |
местными |
|||||||
вакуумными камерами. |
/ |
- |
пневмопульт; 2 |
- |
вакуумная камера; |
||||||
J - |
объект |
испытания; |
9 |
- |
течеискатель; |
5 - система |
откачки; |
||||
6 - |
камера внешнего давления; |
7 - вентиль; |
S - |
местная ка |
|||||||
мера внешнего давления; |
9 - |
местная вакуумная камера |
Метод не следует применять в следующих случаях:
1)контролируемое изделие или его элементы не допускают ва куумирования;
2)не обеспечивается возможность получения рабочего вакуума
всвязи с конструктивными особенностями изделия;
3)недопустим контакт контрольного газа с изделием;
4)возможности вакуумирования полости изделия или сборочной
единицы ограничены |
( V/ds > 300000, где I / - объем полости, м3 ; |
d - диаметр условного прохода отверстия или магистрали, через |
|
которые проводится |
откачка, м ). |
В процессе контроля герметичности изделия применяют течеискатели типа ПТИ-7А, ПТИ-9, ПТИ-Ю.
Метод повышения давления в вакуумной полости. Сущность мето да состоят в определении негерметичности путем измерения скорос ти повышения давления в вакуумной полости при поступлении потока
контрольного га за |
(воздух или азо т). Чувствительность метода - |
|
до 1 ,3 * КГ® Вт. |
|
|
Метод рекомендуется использовать для контроля суммарной гер |
||
метичности изделий |
и |
сборочных единиц, не допускающих контакта |
с гелием, аргоном, |
хладонами. |
|
Метод не следует |
применять в следующих случаях: |
1)контролируемое изделие не допускает вакуумирования;
2)не обеспечивается возможность получения рабочего вакуума
всвязи с конструктивными особенностями изделия;
3)уровень газовыделения из конструктивных материалов изде лия высок;
4)требуется высокая чувствительность метода контроля гер метичности.
Схемы контроля показаны на рис.66. Принципиальное отличие от метода вакуумного масс-спектрометрического заключается в том,
что вместо течеискателя (см. рис.66, поъ.к ) устанавливается дат
чик давления (вакууметр).
Испытания рекомендуется проводить в следующем порядке (рис.
67):
1. Смонтировать изделие внутри барокамеры, подсоединить к нему технологические трубопроводы согласно схеме испытания.
2 . Проверить места соединения технологических трубопроводов
с изделием и барокамерой на герметичность |
методами, более чувст |
||||
вительными, чем метод |
повышения давления |
в барокамере. |
|
||
3. Снизить давление |
в барокамере до |
1СГ3. . . 10“ |
м м .рт.ст., |
||
в изделии - до |
I . . . I 0 |
мм |
р т .с т .; изделия, |
испытываемые |
при боль- |
•лих давлениях |
(более |
1,0 |
МПв допускается |
не вакууммровать). |
где |
ь Р |
- разность |
значений давления в барокамере, замеренных в |
||||||||||
начале |
я конце |
промежутка времени А± |
, и значения давления в из |
||||||||||
делии, |
заполненном контрольным газом, |
мкм р т .с т .; |
A -L |
- |
время |
||||||||
натекания |
(Л i |
назначается исходя из тех же условий, |
что и A -LO ). |
||||||||||
|
10. |
Сбросить |
давление в изделии до 0, заполнить |
барокамеру |
|||||||||
воздухом, |
извлечь |
изделие. |
|
|
|
|
|
||||||
|
11. Величину негерметичностя изделия (Вт) определить |
по фор |
|||||||||||
муле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 W = / . з з - 0 - * л ( $ - * £ ) . |
|
|
|
||||||
|
12. |
|
После окончания испытания давление в барокамере рекомен |
||||||||||
дуется довести |
до |
1*10“ ^ |
мм р т .с т . |
|
|
|
|
||||||
|
Галоидный метод |
о использованием фреона. Изделие |
заполняется |
||||||||||
контрольным газом |
(хладон-12 или фреон-22 в чистом виде или в сме |
||||||||||||
си с воздухом или газообразным азотом) до давления, которое долж |
|||||||||||||
но быть не менее |
чем на 0 ,5 |
атм ниже давления насыщенных |
паров |
||||||||||
при соответствующей температуре. Нащшмер, при 20 °С давление на |
|||||||||||||
сыщенных паров |
составляет |
0,578 МПа |
(хлорав-12) |
и ,0,935 МПа |
|||||||||
(фреон-22). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Испытания на герметичность галоидным методом могут применять |
||||||||||||
ся как для нахождения мест |
негерметичностя (способ щупа) |
(ряс.68), |
|||||||||||
так и для оценки суммарной негерметичностя изделия (способ ваку |
|||||||||||||
умирования) (рис.6 9 ). |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Рис.68. Принципиальная схема ис |
|
|
|
|
|||||||||
пытаний галоидным методом |
с ис |
|
|
|
|
||||||||
пользованием фреона |
(способ |
щу |
|
|
|
|
|||||||
п а): |
/ |
- |
манометр; |
2 |
- щуп: 3 - |
|
|
|
|
||||
течеискатель типа ВАГШ -4,ГШ -6; |
|
|
|
|
|||||||||
4 - |
изделие: |
ь - |
клапан |
предо |
|
|
|
|
|||||
хранительный; |
6 - |
вентиль |
|
|
|
|
|
Контроль герметичности способом штоа заключается в перемеще нии щупа, входящего в комплект приборов ВАГГИ-4 или ПИ-6, по об следуемым поверхностям изделия, находящегося под давлением конт рольного г а з а . По отклонению стрелки я изменению тональности зву кового сигнала фиксируется наличие течи.
г
Р яс .69. Принципиальная схема испытаний галоидным
методом с использованием фреона (способ вакууми рования: / , 6 , 9 , 11 , 13 , 15 - вентили; 2 - ма
нометр; 3 - камера вакуумная; 5 - изделие; 7 - течеяскатель типа ВАГШ-4, ГШ -6; 8 - датчик в а куумный; Ю , 12 - насосы вакуумные; /4 - течь контрольная; 16 - клапан предохранительный; /7 -
вентиль-натекатель
Перед началом испытаний производится оценка чувствительности прибора при помощи контрольной течи (имитатора) исходя из условия
г
где Qk.r - поток фреона через контрольную течь, Вт; @доп - до пустимая негерметячность, Вт.
Чувствительность испытаний (Вт)
1,1Ь IQ'*
где <=£к.т - показания течаискателя от контрольной течи, В; минимальный достоверный отсчет течеискателя (не менее
20 % ш алы ), В.
Чувствительность необходимо определять 2-3 раза по среднему значению.
В процессе испытаний изделий через каждые 20 мин, а также по окончания испытаний необходимо проверять чувствительность системы.
|
Сущность испытания способом вакуумирования |
заключается в |
||||||||||||
создания разряжения вокруг изделия, |
находящегося под давлением |
|||||||||||||
контрольного г а за . Смесь газа |
под действием разности |
давлений |
||||||||||||
проникает через |
микронеплотности |
изделия в вакуумную полость, |
||||||||||||
которая сообщается с датчиком течеяскателя. |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Работу согласно схеме, показанной на рис.69, |
необходимо |
||||||||||||
проводить в следующей последовательности; |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
I» Подготовить |
вакуумную установку к работе |
согласно |
инст |
||||||||||
рукция по эксплуатации. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2. Открыть вентиль 11 |
и откачать |
систему |
до |
|
предельного |
||||||||
значения давления. |
|
|
17 установить давление |
|
|
|||||||||
|
3 . С помощью натекателя |
в системе |
||||||||||||
5* И Г 4 мм р т .с т . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
4. Вентиль |
11 |
закрыть, |
вентили |
6 , 9 |
открыть |
|
и замерить |
||||||
фон |
<Ь0 вакуумной системы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
5. Вентиль |
15 |
открыть я |
откачать |
патрубок контрольной те |
|||||||||
чи. |
6 . Вентиль |
15 закрыть, |
вентиль |
15 |
открыть, |
снять показа |
||||||||
|
||||||||||||||
ния течеяскателя от контрольной течи |
|
<£*• г . |
|
|
|
|
|
|||||||
|
7 . Вентиль 15 закрыть, |
замерить |
новое |
значение фона |
||||||||||
вакуумной системы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
8 . Заправить изделие фреоном или фреоно-воздушной смесью. |
|||||||||||||
|
9 . Поддерживая давление |
в системе |
5-10“ * |
мм р т .с т ., |
зафик |
|||||||||
сировать установившееся значение показания течеискателя. |
|
|||||||||||||
|
10. Определить |
негерметячность изделия (в Вт) |
|
|
|
|||||||||
|
|
Q |
1,55-10 |
|
|
cl - <£Q |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
т{ctk T - ^ ,)С |
|
|
|
|
|
||||||
где |
9 - негерметячность изделия, |
Вт; |
0.к г - |
поток фреона через |
||||||||||
контрольную течь, Вт; сС0 , |
<^0 - |
фон системы, |
В; |
|
- |
отсчет |
||||||||
течеискателя на контрольную течь я фон системы, В; |
|
С - концент |
||||||||||||
рация фреона в |
системе контрольного га за , |
%, |
|
|
|
|
|
|||||||
|
11. По окончании проверки сбросить давление контрольного га |
|||||||||||||
за |
из изделия. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12. Привести испытательную установку в исходное состояние. |
|||||||||||||
|
После испытаний продуть изделие |
|
до |
допустимой остаточной |
концентрации фреона.
Во избежание загазованности помещения и "отравления" датчи ка прибора изделие перед испытаниями необходимо проверить на герметичность более грубыми методами: спада давления, обмыливания, аквариума и пр.
5 .4 .2 . Методы накопления при атмосферном давлении
Масс-спекгрометрический и галоидный методы. Сущность их со - стоит в определении негерметичности путем измерения концентрации контрольного га за в воздухе, окружающем контролируемые элементы изделия и отделенном от атмосферного воздуха непроницаемой (мало проницаемой) оболочкой (ри с.7 0 ). Для измерения концентрации ис пользуют масс-спектрометрические и галогенные течеискатели. В качестве контрольного г а за могут использоваться: гелий, аргон, хладон-22, хладон-12 я их смеси с воздухом (азотом ), хладон-113. Чувствительность метода - до 6 ,7 * 1 0 ^ Вт (гелий), до 2 ,6 .1 0 ~ 7Вт (аргон), 1 ,3 «Ю "7 Вт (хладон -12,22,113).
Рис.70. Принципиальные схе мы контроля герметичности вакуумным галогенным мето дом: а - герметизирующая оболочка закрывает весь кон тролируемый объект; 5 - гер метизирующая оболочка закры вает часть контролируемого объекта; / - пневмопульт (гидропульт); 1 - герметизи рующая оболочка; 3 - объект испытания; 4 - устройство измерения концентрации конт рольного г а з а ; 5 - вентиль
Метод рекомендуется применять в случаях:
1)если необходим контроль суммарной герметичности сборочных единиц в составе изделия, а также отдельно изделий и сборочных единиц;
2)когда изделие или сборочные единицы не допускают вакууми
рования;
3)если не обеспечена возможность достижения рабочего вакуума
взоне контролируемых элементов;