Способ испытания замкнутых тонкостенных изделий на герметичность

(51)5 АВТОРСКО ИДЕТЕЛЬС боростроеобьедине ллов Изобретени нию и может б товлении мало герметичных из капсул, пеналов ские и другие чу нители бытов радиоэлектронн воспламенители устройства оруж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И 1(71) Конструкторское бюро приния Научно-производственногония "Точность"(54) СПОСОБ ИСПЬТАНИЯ ЗАМКНУТЫХТОНКОСТЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ е относится к машиностроеыть использовано при изгогабаритных, тонкостенных,.делий, например тюбиков, , содержащих гигроскопичевствительные к влаге напол- . ого назначения, а также ые элементы, пиропатроны, РДТТ и другие пороховые ия. Надежная герметичность этих изделий является одной из основных характеристик при их создании и основной характеристикой в серийном производстве, так как обеспечивает безотказную работу более сложных конструкций и узлов, в которые эти иэделия входят. В этих условиях при испы таниях на герметичность сложных и дорого-: стоящих изделий требуется разбраковывать(57) Изобретение относится к контролю герметичности замкнутых тонкостенных изделий пузырьковым методом и позволяет повысить достоверность испытаний. Изделие погружают в горячую жидкость и регистрируют места выделения пузырьков. Затем выдерживают изделие в жидкости до прекращения выделения пузырьков и в стенке изделия простой формы или во всех местах выделения пузырьков для изделий сложной формы выполняют сквозные капиллярные отверстия, О герметичности изделия судят по повторному выделению воздуха из капиллярного отверстия. 1 з,п, ф-лы, 5 ил. контроля, устичности,ния изделия,тизированноепузырьковый,д, сосощйужение внутгруженного вием воздуха ия (отсутствияия замкнутыхметичность -ия в горячейющих операорячую жидвыделенияьков воздухаределенного,изделия с высоким качеством танавливать место их негермеИзвестен способ испыта имеющего отверстие, загерме крышкой, на герметичность - пневмогидравлический мето из следующих операций: нагр ренней полости изделия, по жидкость, избыточным давлен регистрация мест выделени выделения) пузырьков воздухаИзвестен способ испытан тонкостенных изделий на гер пузырьковый метод испытан жидкости, состоящий из следу ций: погружение изделия в г кость и регистрация мест (отсутствия выделения) пузыр после выдержки в течение оп например 0,2 - 2 мин времени.5 10 15 20 25 30 40 45 50 55 Недостатком известных способов особенно при испытаниях изделий со сложной формой, является выделение воздушных пузырей из полузамкнутых полостей наружной поверхности изделия, искажающих оценку качества изделия (герметичности внутренней полости изделия),Целью изобретения является повышение достоверности результатов испытания.Поставленная цель достигается за счет погружения замкнутого тонкостенного изделия в горячую жидкость, выдержки изделия до прекращения выделения пузырьков воздуха, регистрации мест выделения пузырьков воздуха, а также за счет выполнения в стенке изделия сквозного капиллярного отверстия или отверстий во всех местах выделения пузырьков, за счет суждения о герметичности по повторному выделению воздуха из капиллярного отверстия,.На фиг. 1 изображена установка для реализации способа испытания замкнутых тонкостенных изделий; на фиг. 2-5 - узел на фиг, 1.Устройство для реализации способа содержит сосуд 1, в котором устанавливают изделие 2. В сосуд 1 залита жидкость 3. Изделие 2 выполнено в виде корпуса 4 с наружной поверхностью 5 и имеет внутреннюю полость 6, стенку 7, выполненную из тонкостеннЬго материала, например алюминия. Вариантом выполнения стенки 7 может быть стенка с.перфорированной частью 8, отверстия которой соединяют внутреннюю полость 6 иэделия с наружной поверхностью 5, и герметизатором 9, выполненным в виде тонкостенного листового материала, приклеенного к наружной поверхности перфорационной части 8, Имеется также инструмент 10 для выполнения капиллярного отверстия 11 в стенке 7 изделия, выполненный, например, в виде иглы диаметром 0,1-2 мм,Диаметр капиллярного отверстия 11 зависит от сип взаимодействия между мопекулами жидкости 3 и материала стенки 7; поверхностного натяжения, смачивания и т, . д, и определяется по известным физическим зависимостям, исходя из условия непроникновения жидкости 3 через кап иллярное отверстие 11 (после его выполненияя) внутрь полости 6 корпуса 4 (ЕГ 1;гР= л д д; Р 1= Рсв4 )где Р - сила поверхностного натяжения удерживающая жидкость 3 в капиллярномотверстии 11;Г 1 - сила гидростатического давления; б - диаметр капиллярного отверстия 11; О- коэффициент поверхностного натяжения;Рсп - гидростатическое давление.4 гтПреобразуя, получим дРРсвИзогнутая поверхность жидкости - мениск 12 в капиллярном отверстии 11 изображен на фиг. 4 (для смачиваемого материала). Сила Я, удерживающая жидкость за края пленки мениска 12, препятствующая выходу воздуха из внутренней полости 6, и вес (Р) столба жидкости в капиллярном отверстии 11, определяются по известным физическим зависимостям (Е к г о; Р= л Г 09 и, где г - радиус отверстия 4;о- коэффициент поверхностного натяжения;О - плотность жидкости 3,9 - ускорение свободного падения; и - высота столба, толщина стенки 7).Мениск 12, образованный в капиллярном отверстии 11, выполненном в несмачиваемом материале, изогнут в другую сторону.При этом сила, отталкивающая жидкость 3 от поверхности канала отверстия 11, способствует прохождению воздушного пузыря 13 и 14 из внутренней полости 6 изделия 2 в жидкость 3 при давлении воздуха внутри иэделия 2, большем гидростатического давления.Способ испытания замкнутых тонкостенных изделий на герметичность осуществляют следующим образом;Изделие 2 погружают в сосуд с горячей жидкостью 3, например с температурой 50- 75 С на глубину, например 20-50 мм от верхней кромки изделия 2 до поверхности жидкости 3. При этом воздух, находящийся во внутренней полости 6 иэделия 2, а также находящийся в полостях дефектов, расположенных на наружной поверхности 5 изделия 2, начинает прогреваться от поверхности стенок 7, давление в этих полостях повышается по закону Шарля (Рс=Ро(1+1/2731), где Ромм рт. ст.; т - температура нагревания воздуха) и после превышения гидростатического давления воздуха из полостей 6 выделяется в жидкость 3 в виде пузырей 13 и 14.При этом в смачивающемся материале ила, удерживающая жидкость 3 эа края пленки мениска 12 (Р= 2 лго), будет препятствовать выходу воздушного пузыря 13 из отверстия 11, а в несмачивающемся материале - помогать.Выделение пузырей 13 и 14 воздуха из полостей 6 изделия 2 происходит спустя некоторое время после погружения иэделия 2 При полном прекращении выделенияв горячую жидкость 3, необходимое для со- пузырей 13 и 14 воздуха давление в полздания избыточного давления, например 5- узамкнутых полостях наружной поверхно 10 с в изделии 2 объемом 4 л с сти 5 герметичныхинегерметичныхизделийкоэффициентом наполнения.0,9 и алюмини и во внутренней полости 6 негерметичныхевой стенкой 7 толщиной 0,1 - 1 мм, 5 изделий 2 уравновешивается с наружнымВо всех изделиях 2 возможны три слу- гидростатическим давлением,чая мест выделения воздуха: из полузамкну- В герметичных изделиях 2 давление вотых полостей и дефектов, расположенных внутренней полости 6 при этом повышаетсяна наружной поверхности 5 герметического до величины, определяемой по закону Шаризделия 2; из внутренней полости 6 негер ля.метического изделия 2; одновременно из Удерживая изделия 2 в жидкости 3, ввнутренней 6 и наружной полостей негер- тонкой стенке 7 корпуса 4 выполняют преметичного иэделия 2. имущественно прокалыванием острием инИзделия 2, выделяющие воздух попер- струмента 10 капиллярное отверстие 11,вому варианту, герметичны, по второму и 15 напримердиаметром 0,3 - 0,5 мм.третьему - негерметичны, однако все вари- После извлечения инструмента 10 из каанты находятся под подозрением в негер- пиллярного отверстия 11 выделение воздуметичности, так как отличить пузыри 13 и 14 ха из негерметичной внутренней полости 6.воздуха, выделяемые по первому варианту изделия 2 не происходит, поскольку давлеот пузырей 13 и 14 воздуха, выделяемых по 20 ние во внутренней полости 6 было уравновторому варианту, практическй невоэмож- вешено с наружным гидростатическимно. Все зти изделия 2 подвергаются даль- давлением ранее.нейшим испытаниям (вторая, третья и Из герметичных .же иэделий 2 воздухчетвертая операции), начинает выходить через капиллярное отИзделия 2, не выделяющие пузырей 13 25 верстие 11 в виде пузырей 13 и 14 в жидкои 14 воздуха в течение определенногопери- сти 3 под действием давления прогретогоода времени, например 0,2-2 мин, герме- воздуха во внутренней полости 6, преодолетичны и дальнейшим испытаниям не вая гидростатическое давление жидкости 3подлежат, и силу, удерживающую мениск 12 жидкостиИэделия 2, выделяющие при первой 30 3 в капиллярном отверстии 11(при смачиваоперации пузыри 13 и 14 воздуха, выдержи- ющемся материале стенки 7 и 9 изделия 2),вают в жидкости 3 до прекращения их выде- При освоенном серийном производствеления, например для изделия 2 объемом 4 л иэделий 2 допускается отверстие 11 в стени коэффициентом заполнения 0,9.через 10 ке 7 выполнять на части изделий 2, напримин. 35 мер 10-50 или 1 - 5 изделиях 2,При освоенном серийном производстве отобранных от каждой группы по характеризделий 2 с целью повышения технологич- ному признаку выделения воздушных яузыности за счет исключения выполнения по- рей 13 и 14,следующих операций на 50-90 оизделий 2 Проводят оценку герметичности издедопускается в процессе выдержки изделий 40 лий 2 пообратномуусловию. Приотсутствии2 на второй операции одновременно груп- выделения пузырей 13 и 14 воздуха иэ капировать изделия 2 по характерному при- пиллярного отверстия 11 - изделия 2 незнаку выделения пузырей 13 и 14 воздуха: герметичны, при наличии - герметично.интенсивности, месту выделения, разме- При освоенном серийном производстверам, времени ит. па последующиеопера допускаются результаты испытаний 10 ции выполнять на части изделий, 2, 50 оили 1-5 изделий 2 от каждой группы,например на 10-50 оили 1-5 изделиях 2 от отобранной на второй операции с достаточкаждой группы. ной степенью точности, распространять наПри этом, чем более образовано групп всю группу.изделий 2 по характерному признаку выде Иэделия 2, прошедшие испытание с поления пузырей 13 и 14 воздуха и чем боль- ложительным результатом (герметичные),ший процент изделий 2 отбирается для допускается доработать - загерметиэироиспытаний на последующих операциях, тем вать капиллярное отверстие 11 каким-либовыше качество контроля герметичности из- известным способом, например заклеитьделий 2,посколькупорезультатамиспытан или запаять с целью использования его поных изделий 2 (10-50%) делается вывод о назначению.герметичности остальных изделий 2 (50- Предлагаемый способ дает точный от 90) в группе, не подвергавшимся испыта- вет о герметичности (негерметичности) изниям при дальнейших операциях. делия 2 и позволяет при отработке изделия1716349 Составитель Ю.ОвчинниковТехред М.Моргентал Корре едактор Ю.Середа Ревска Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 Заказ 60 ВНИоизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 2 определить четкие критерии герметичности (негерметичности) при всем многообразии их конструкций и форм(время выдержки до полного прекращения выделения пузырей 13 и 14 воздуха иэ наружных и внутрен ней полостей 6, интенсивность и время их выделения, размеры пузырей 13 и 14, места их выделения, размер капиллярного отверстия 11), при серийном производстве снизить количество необоснованно 10 забракованных изделий 2, объем ремонтных работ, снизить стоимость, контролировать герметичность не только малогабаритных, но и крупных изделий.15Формула изобретения1, Способ испытания замкнутых тонкостенных иэделий на герметичность путем погружения изделия в горячую жидкость и регистрации мест выделения пузырьков после выдержки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытания, после регистрации мест выделения пузырьков выдерживают изделие в жидкости до прекращения выделения пузырьков, в стенке изделия выполняют сквозное капиллярное отверстие, а о герметичности изделия судят по повторному выделению воздуха из капиллярного отверстия.2.Способпоп.1,отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения испытания изделий сложной формы, сквозное капиллярное отверстие выполняют во всех местах выделения пузырьков.