Способ определения степени герметичности замкнутых объемов

 

Изобретение может быть использовано при испытании на герметичность замкнутых объемов, заполненных предельными углеводородами, преимущественно в приборостроении и машиностроении. При испытаниях замкнутых объемов методом накопления при атмосферном давлении измеряют концентрацию кислорода в накопителе, затем сжигают предельный углеводород и снова измеряют концентрацию кислорода, величину утечки предельного углеводорода определяют по разности измеренных концентраций кислорода и рассчитывают коэффициент герметичности. 1 ил.

Изобретение относится к способам испытания на герметичность объектов, представляющих собой замкнутый объем, заполненный предельным углеводородом, и преимущественно может быть использовано в приборостроении и машиностроении.

Известен способ испытания замкнутых объемов на герметичность "методом щупа", который заключается в том, что поверхность испытуемого объема, заполненного рабочим веществом под давлением выше атмосферного, обследуется с помощью щупа-натекателя, соединенного с течеискателем, регистрирующим утечку рабочего вещества. Степень герметичности оценивают величиной коэффициента герметичности, определяемым отношением допустимой утечки рабочего вещества к суммарной утечке всех обнаруженных течей.

Указанный способ не обеспечивает высокой точности и надежности анализа и применим для испытания емкостей больших объемов со значительными величинами допустимых утечек рабочего вещества.

Наиболее близким к предлагаемому способом испытания на герметичность является "метод накопления при атмосферном давлении", который заключается в следующем: объем испытания, заполненный рабочим веществом, помещают в накопитель, выдерживают определенное время в нем, затем определяют известными методами концентрацию рабочего вещества, вытекшего в накопитель. Степень герметичности также оценивают коэффициентом герметичности.

Данный способ непригоден для испытания объектов, в качестве рабочего вещества которых используется какой-либо предельный углеводород, так как необходимое время накопления вытекающего вещества до значений, превышающих порог чувствительности известных методов детектирования предельных углеводородов (10^-4 об.%) составит несколько суток.

Изобретение решает задачу сокращения времени проведения испытаний на герметичность замкнутых объемов, заполненных предельными углеводородами.

Это достигается тем, что при испытаниях замкнутых объемов, заполненных предельным углеводородом, методом накопления при атмосферном давлении, объект испытания помещают в накопитель, измеряют концентрацию кислорода в нем, сжигают предельный углеводород, вытекший из объекта испытания в накопитель, снова измеряют концентрацию кислорода и по изменению концентрации кислорода в накопителе судят об утечке предельного углеводорода, а коэффициент герметичности рассчитывают по формуле где Q_доп - допустимая утечка рабочего вещества, Вт; K - коэффициент, зависящий от выбранных единиц измерения и степени герметичности накопителя; V_н - объем накопления, м³; n - количество атомов углерода в молекуле предельного углеводорода; ΔC - изменение концентрации кислорода, об.%; t_н - время накопления, с.

Как видно из формулы, объемная концентрация кислорода в накопителе изменится в (1,5n + 0,5) раз по сравнению с изменением объемной концентрации предельных углеводородов за то же время накопления. Кроме того, чувствительность методов определения концентрации кислорода в несколько десятков раз превышает чувствительность известных методов определения концентрации предельных углеводородов.

На чертеже представлена схема осуществления способа.

Объект испытания 1, заполненный предельным углеводородом, помещают в накопитель 2, измеряют концентрацию кислорода в накопителе, включают нагревательный элемент 3 и микропроцессор 4, прокачивающий воздух накопителя через реакционную камеру 5, в которой предельный углеводород сжигают, снова измеряют концентрацию кислорода в накопителе и определяют разность между значениями концентрации до и после процесса сжигания, затем рассчитывают коэффициент герметичности объекта испытания.

Пример. Предлагаемый способ определения степени герметичности реализовали следующим образом.

Объект испытания, термосистему ТКСИ-3, заполненную пропаном под давлением 3,6·10⁵ Па, помещали в накопитель, объемом 3,1·10^-4 м³, измеряли концентрацию кислорода в накопителе течеискателем ВТИ-1, с чувствительностью к кислороду 10^-5 об.%, она составляла 20,07597 об.%, включали нагревательный элемент - платиновую спиральку, разогретую до температуры 800^oC и микрокомпрессор АЭН-2. Через 60 с снова измеряли концентрацию кислорода в накопителе, она составляла 20,07593 об.%. Затем определяли разность концентраций кислорода, последняя равнялась 4·10^-5 об.%, и рассчитывали коэффициент герметичности при допустимой утечке пропана 10^-7 Вт и 1-й категории герметичности накопителя, который составлял 0,1.

При испытаниях данного объекта методом накопления пропана в накопителе и измерения его концентрации полупроводниковым течеискателем ТС-92В с чувствительностью к пропану 10^-4 об.% для получения той же точности испытания необходимое время накопления пропана составляло 50 ч.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что изобретение позволяет значительно сократить время проведения испытаний на герметичность замкнутых объемов, заполненных предельными углеводородами.

Формула изобретения

Способ определения степени герметичности замкнутых объемов, заполненных предельными углеводородами, методом накопления при атмосферном давлении, заключающийся в том, что измеряют концентрацию кислорода в накопителе, сжигают предельный углеводород путем прокачивания воздуха накопителя через реакционную камеру, снова измеряют концентрацию кислорода и по разности измеренных концентраций судят об утечке предельного углеводорода, а коэффициент герметичности рассчитывают по формуле

где k - коэффициент, зависящий от выбранных единиц измерений и степени герметичности накопителя;
Q_доп - допустимая утечка рабочего вещества, Вт;
t_н - время накопления, с;
V_н - объем накопления, м³;
ΔC - разность измеренных концентраций кислорода, об.%;
n - количество атомов углерода в молекуле предельного углеводорода.

РИСУНКИ

Рисунок 1