Способ испытания полых изделий на герметичность при криогенных температурах

(19 1 М 3/02 СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ .СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Е ИЗОБРЕТЕ ОПИ НА е 1 до темп ыше темп ратуры леночн о кипения хлад- внутренней потуры кризисаагента, при кверхности издпара. По тече орои ия 1 енка етс прев ляют скат хладагености нет редельно атуры из паро ермет ческо) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИГЕРМЕТИЧНОСТЬ ПРИ КРИОГЕННЫХ ТАТУРАХ темпе к обла(57) Изобретение относится контроля герметичности об генно-вакуумных установок повысить чувствительность ность испытаний; Изделие в вакуумную камеру 2, зап хладагентом. Направленным потоком от нагревательных 9 с отражателями 10 нагре от температуры температуры,иса пленочногозделиягента д температукипения хлвыше темп лочек криои позволяет атуры к достовер- помещают ения степентечи определ ле опре сти мес ипения,егермети лняют еготепловымэлементовают издеоследовательн 2 з.п. ф-лы,окально издели ют путем агре 7(21) (22) (46) (72) (53) (56) Р 23 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 4006527/25-2814, 01. 8623.05.87. Бюл. 9 19Ю.В.Алейник и В.И.Куприянов620.165.29(088.8)Авторское свидетельство ССС985, кл. С 01 М 3/00, 1967,натекание в камеру та. Если нарушений осуществляют период амплитудное измене делия 1 в пределах температур, а межд лическое малоамплит ксплуатационныхпериодами - цикдное изменениеИзобретение относится к испытательной технике и может испольэоваться для контроля герметично ти внутренних оболочек криогенно-вакуумных установок. 5Цепь изобретения - повьппение чувствительности и достоверности испытаний путем исключения перекрытия малых течей жидкостью и обеспечения выявления скрытых дефектов, а также обеспечение 1 О локализации течи путем локальногораскрытия.На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа.Полое иэделие 1 помещают в камеру 2 откачиваемую высоковакуумньпи агрегатом 3 и механическим насосом соединенными с течеискателем 5, Камера 2 оснащена съемной крышкой б с установленными трубопроводами 7 и Я 20 подвода хладагента в жидкой фазе и отвода в газовой фазе. В камере 2 установлены нагревательные элементы 9 с отражателями 10 для создания направленного теплового потока в сто 25 рону изделия 1. Способ испытаний полых иэделийна герметичность при криогенных темПературах осуществляется следующим образом.Полое изделие 1, например внутренний сосуд криогенного резервуара га 4реэ течи в изделии 1 и предварительно судят о его герметичности после первого периода охлаждения. Если нарушений герметичности нет, осущест-.вляют сепию циклического малоамплитудного изменения температуры изделия 1. Для этого прекращают его нагревание, дают выдержку для стабилизации его температуры на уровне температуры кипения хладагеита и вновь нагревают изделие 1. ПОле достижения его температуры выше 120 К дают выдержку 30 мин для ее стабилизации и па тече- искателю 5 контролируют наличие течей, Выполняют первую серию из пяти никлов малоамплитудных (7 К120 К) изменений температуры. Затем осуществляют второй период предельноамплигудного изменения гемпературы с нагревом до 300 К и Охлаждением до 77 К. Прн этом из изделия 1 через патрубок 7 отводят хлацагент, восстанавливают его температуру до комнатной и дают выдержку 30 мин, Зятем изделие 1 вновьзаполняют жидким г Зогом и после достижения им темпера гуры жидкого хлад -агента и выдержки 30 мин вновь осушествляют серию из пяти малоамплитудных циклических из,енений температуры, После этогс вновь выполняют предельно амплитудное изменение температуры, а за ним следующую серию малоамплитудчсгс ее изменения, Всего при40 мещают в технологическую вакуумнуюкамеру 2 со съемной крышкой с, отка чиваемую высокавакуумным агрегатом 3и механическим насосом ц, заполняютего хладагентом, например жидким зотом, через трубопровод 7, поддерживают заданные уровень и давление хладагента, а затем дают выдержку30 мин для стабилизации температурыизделия, При этом хладагент в газовой Фазе отводится по трубопроводу Я,Затем направленным тепловым потокамполучаемьгм с помощью нагревательныхэлементов 9, например инфракрасныхламп и отражателей 10, нагревают зсеизделие 1 до температуры вьппе теме" ратуры кризиса пленочного кипенияоколо 120 К для азота), при которойпроисходит образование пленки парана всей внутренней поверхности изделия 1, и, поддерживая неизменньптепловой поток от нагревателей, даютвыдержку 30 мин для стабилизации температуры изделия 1. Затем но течеис.кателю 5 определяют натекание в камеру 2 газообразного хладагента чеиспытаниях внутреннего сосуда выполняют три прецельноамплитудных цикла изменения температуры, между котарыи три серии из пяти малоамплитудных циклов,После Обнаружения в процессе ис - пытаний течи в иэделии 1 по течеискателю 5 осушествляют ее локализацию. Пля этого вслед за заполнением изделия 1 жидким хладагеном и за выдержкой 30 мин пр сиз водят последовательное нагргвание уча тхов изделиявыше 120 К с помощью локальна направтепловых потоков. получаемых ст отдельных нагревательных элементов 9 с отражателями 10. Пс изменению содержания газ по раэ,аго хлад- агента в откачиваемой полости техно логической вакуумной камеры 2 регистрируемого по течеискателю 5, Определяют место и величину течи,Превращение хладагента в газ на внутренней поверхности иэделия 1 нагреванием его выше температуры кризися пленочного кипения позволяет131 5 10 15 20 рез газ 35 40 45 50 повысить чувствительность и достоверность испытаний за счет создания пристеночного газового слоя и увеличения благодаря этому расхода через течи значительно менее плотного хлад- агента в газофазовой фазе по сравнению с расходом жидкого хладагента, когда нагревание изделия 1 не производится, Кроме того, при этом исключается перекрытие малых течей плотным хладагентом в жидкой фазе.Осуществление предварительного контроля изделия 1 позволяет определять его герметичность в целом после первого охлаждения до температуры жидкого хладагента, когда образование течей наиболее вероятно.Циклическое малоамплитудное изменение температуры изделия 1 позволяет воспроизводить при испытаниях эксплуатационные изменения температуры в пределах нескольких десятков градусов, например, вызываемые сливом и заполнением изделия 1 жидким хлад- агентом без отогрева его до комнатной температуры. При этом возникают температурные напряжения в конструк - ции изделия 1, способствующие выявлению соединений со скрытыми дефектами.1Периодическое предельноамплитудное изменение температуры изделия 1 позволяет воспроизвоцить при испытаниях эксплуатационные изменения температуры от комнатной до предельной эксплуатационной криогенной, например, после относительных редких отогревов до комнатной температуры для профилактических осмотров и контроля, При этом также возникают температурные напряжения в конструкции изделия, способствующие выявлению соединений со скрытыми дефектами.Сочетание единичных испытательных периодов предельноамплитудных изменений температуры с сериями из значительно большого количества мало -амплитудных циклов позволяет эффективно имитировать эксплуатационныйрежим изменения температуры и выявлять дефектные соединения в ходе испытаний. Выполнение при испытанияхтолько предельноамплитудных изменений температуры очень трудоемко итребует больших расходов кладагента,а выполнение только малоамплитудныхиспытательных изменений температурыне создает значительные температурные нагрузки на соединения испытуе 24 2 чмого изделия 1. Количество испытательных циклов каждого вида выбирается как определенный процент, напри.-.мер 1-103 общего эксплуатационного количества циклов каждого вида.Последовательное нагревание отдельных участков .:зда;п 1 я выше температуры кризиса гленачного кипения позволяет резко увечичивать расход газообразного хладагента через течь в зоне нагрева по сравнению с расходом через ту же течь хладагента в жидкой фазе до выполнения нагрева и по изменению содержания газообразного хладагента в вакуумной камере определять место и величину течи.Использование температуры кризиса пленочного кипения в качестве предельной при испытательном изменении температуры позволяет получать газовую пленку хладагента на внутренней поверхности изделия при минимальной плотности теплового потока от внешних нагревателей из-за ухудшения теплоотдачи от поверхностей изделия чеформула изобретения 1. Способ испытания полых изделийна герметичность при криогенных температургх, по которому заполняют изделие жидким;чадагентом, прегращаютчасть его г пар, измеряют количествопара снаружи излелия и по нему судято степени герметичности изделия,о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения чувстьительности и достоверности, превращение части хладагента в пар осуществляют путем нагрева изделия до температуры выше температуры кризиса пленочного кипения хладагента,2, Способ по п,1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, то после измерения количества пара периодически изменяют температуру изделия в пределах эксплуатационных температур, в промежутках между периодами циклически изменяют температуру изделия с меньшей амплитудой ат температуры жидкого хладагента до температуры выше температуры кризиса пленочного кипения и одновременно непрерывно измеряют количество пара хладагента снаружи изделия.3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью локализации течи, после определенияСоставитель Л.ОвсянниковаТехред Л.Олийнык Корректор С.Черни Редактор А.Сабо Заказ 1964/40 Тираж 777 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, гУжгород, ул.Проектная, 4 5 1312424 6степени герметичности охлаждают из- температуры кризиса пленочного кипеделие до температуры жидкого хлад- ния и по изменению количества пара агента, последовательно нагревают хладагента снаружи изделия судят о участки изделия до температуры вьппе месте и величине течи,