Способ обезгаживания изделий

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям изделия на обезгаживание, и может найти применение в тех областях техники, где предъявляются повышенные требования к чистоте изделий. Способ обезгаживания изделий, заключающийся в том, что помещают изделие в вакуумную камеру, вакуумируют ее, поддерживают на изделии температуру обезгаживания, выдерживают изделие в вакуумной камере в течение заданного времени, прекращают вакуумирование и доводят давление в вакуумной камере до атмосферного, при этом до вакуумирования камеры производят предварительный нагрев изделия до температуры, не превышающей температуру обезгаживания, которую поддерживают в процессе вакуумирования, после вакуумирования стенки камеры охлаждают, а на изделии поддерживают температуру обезгаживания в течение времени выхода процесса обезгаживания на квазистационарный режим, а после прекращения вакуумирования при доведении давления в вакуумной камере до атмосферного поддерживают перепад температуры изделие - стенки камеры равным этому перепаду в момент перед вакуумированием камеры. Способ позволяет значительно снизить величину загрязнений от оборудования вакуумной камеры и стенок камеры, а также сократить время обезгаживания.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям изделий на обезгаживание, и может найти применение в тех областях техники, где предъявляются повышенные требования к чистоте изделий.

В процессе эксплуатации изделий, например космических аппаратов, из материалов их конструкций в космическом пространстве происходит выделение летучих веществ, часть которых может конденсироваться на поверхностях, например, оптических приборов, солнечных батареях и ухудшать их работоспособность. Для уменьшения загрязняющего воздействия продуктами газовыделения материалов конструкций поверхностей изделий проводят обезгаживание материалов в наземных условиях при имитации условий эксплуатации изделий.

Известен способ обезгаживания изделий, заключающийся в том, что помещают изделие в вакуумную камеру, вакуумируют камеру и изделие нагревают (1, стр. 188). Недостатком этого способа является то, что его можно применять только при обезгаживании изделий в вакуумных камерах небольшого объема, поверхность которых легко доступна для их очистки с целью исключения дополнительных потоков продуктов газовыделения с их поверхностей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемому является способ обезгаживания изделий, заключающийся в том, что помещают изделие в вакуумную камеру, вакуумируют ее, поддерживают на изделии температуру обезгаживания, выдерживают изделие в вакуумной камере в течение заданного времени, прекращают вакуумирование и доводят давление в вакуумной камере до атмосферного (2, стр. 10, 26-27). Этот способ принят заявителем за прототип.

Недостатком прототипа является то, что он не защищает в достаточной степени проверяемые изделия от загрязнений, в частности загрязнения от оборудования вакуумной камеры: это натекание паров масла из диффузионных и механических насосов, а также десорбция веществ с поверхностей камеры и ее составляющих. Особенно это сказывается при обезгаживании крупногабаритных изделий в вакуумных камерах большого объема, поверхность которых составляет несколько сотен квадратных метров и хорошо очистить эту поверхность очень трудно.

Задачей изобретения является снижение величины загрязнения от оборудования вакуумной камеры и стенок камеры, а также сокращение времени обезгаживания.

Техническим результатом использования предлагаемого способа является повышение работоспособности испытываемых изделий в течение длительного времени.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе обезгаживания изделий, заключающемся в том, что помещают изделие в вакуумную камеру, вакуумируют ее, поддерживают на изделии температуру обезгаживания, выдерживают изделие в вакуумной камере в течение заданного времени, прекращают вакуумирование и доводят давление в вакуумной камере до атмосферного, согласно изобретению до вакуумирования камеры производят предварительный нагрев изделия до температуры, не превышающей температуру обезгаживания, которую поддерживают в процессе вакуумирования, после вакуумирования стенки камеры охлаждают, а на изделии поддерживают температуру обезгаживания в течение времени выхода процесса обезгаживания на квазистационарный режим, а после прекращения вакуумирования при доведении давления в вакуумной камере до атмосферного поддерживают перепад температуры изделие-стенки камеры равным этому перепаду в момент перед вакуумированием камеры.

Именно предварительный нагрев изделия перед обезгаживанием, а также поддержание определенного перепада температур между изделием и стенками камеры в процессе всего цикла обезгаживания приводят к решению поставленной задачи.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом: - помещают изделие в вакуумную камеру и производят предварительный нагрев изделия до температуры, не превышающей температуры обезгаживания (температура выбирается из условия эксплуатации изделия); - вакуумируют камеру и поддерживают установленную температуру на изделии, после чего охлаждают стенки камеры, например, жидким азотом (охлаждение стенок камеры повышает эффективность конденсирования на них молекул от изделия и оборудования камеры); - поддерживают температуру изделия, равную температуре обезгаживания, и выдерживают изделие в вакуумной камере в течение времени выхода процесса обезгаживания на квазистационарный режим; - прекращают вакуумирование камеры; - доводят давление в вакуумной камере до атмосферного, при этом поддерживают перепад температуры изделие-стенки камеры равным этому перепаду в момент перед вакуумированием камеры.

Пример реализации.

Проводились испытания по обезгаживанию элемента конструкции космического аппарата по способу, указанному в прототипе. Результаты обезгаживания следующие: - контроль пробы с лицевой стороны элемента конструкции космического аппарата показал наличие флюоресценции (масляного свечения); - массопоток от элемента конструкции, фиксируемый кварцевыми микровесами, стабилизировался после 70 часов от начала обезгаживания.

При использовании предлагаемого способа обезгаживания при испытаниях для аналогичного элемента конструкции были получены следующие результаты: - наличие флюоресценции (масляного свечения) на лицевой стороне элемента конструкции не обнаружено; - массопоток от элемента конструкции, фиксируемый кварцевыми микровесами, стабилизировался после 50 часов от начала обезгаживания.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет максимально снизить величину загрязнения от паров масла из механических и диффузионных насосов, а также снизить испарения веществ от оборудования вакуумной камеры, что важно для объектов, которые эксплуатируются на орбите 5 лет и более. Кроме того, сокращается время обезгаживания, в результате чего экономятся энергоресурсы.

Литература
1. Н. В. Черепнин. Основы очистки, обезгаживания и откачки в вакуумной технике. Изд. "Советское радио", 1967.

2. А. Рот, перевод с английского. Вакуумные уплотнения. М.: Энергия, 1971.

Формула изобретения

Способ обезгаживания изделий, заключающийся в том, что помещают изделие в вакуумную камеру, вакуумируют ее, поддерживают на изделии температуру обезгаживания, выдерживают изделие в вакуумной камере в течение заданного времени, прекращают вакуумирование и доводят давление в вакуумной камере до атмосферного, отличающийся тем, что до вакуумирования камеры производят предварительный нагрев изделия до температуры, не превышающей температуру обезгаживания, которую поддерживают в процессе вакуумирования, после вакуумирования стенки камеры охлаждают, а на изделии поддерживают температуру обезгаживания в течение времени выхода процесса обезгаживания на квазистационарный режим, а после прекращения вакуумирования при доведении давления в вакуумной камере до атмосферного поддерживают перепад температуры изделие - стенки камеры равным этому перепаду в момент перед вакуумированием камеры.