Готовое задание по лекции 1234. Течеискание
 Скачать 495.64 Kb.
|
|
12 ТЕЧЕИСКАНИЕ Течеискание – это вид испытаний на герметичность, основанный на регистра- ции веществ, проникающих через течи (ГОСТ 26790-85). Течеискание относится к неразрушающему контролю проникающими веществами. В зависимости от применяемой оснастки различают камерный и бескамерный способы контроля герметичности. При бескамерном способе внутри изделия созда- ют избыточное давление или вакуум, а вне изделия давление равно атмосферному. При камерном способе изделие помещается в специальную камеру. Контроль герметичности может быть 100%-ный, выборочный групповой и выборочный единичный. Основные инициирующие функции выполняет пробное вещество, проникно- вение которого через течь обнаруживается в процессе контроля. В качестве пробных веществ, как правило, применяются газы с малым молекулярной массой, инертные газы, не взаимодействующие с материалом объекта и веществом внутри него. Методы контроля герметичности разделяют на три группы, в зависимости от вида применяемых пробных веществ: 1) гидравлические (или жидкостные), когда в качестве индикаторного веще- ства используется жидкость (например, масло, вода, керосин); 2) газо-гидравлические, когда в качестве пробного вещества используется газ (например, воздух), а жидкость играет роль вспомогательной среды при определе- нии места утечки газа. Газовые, когда в качестве индикаторного вещества использу- ется газ (аргон, гелий, воздух и др.). К гидравлическим методам относят гидростатический, пузырьковый и капил- лярный. Гидростатический метод основан на регистрации параметров индикаторной жидкости, проникающей под давлением в сквозные дефекты изделия. При этом ме- тоде в изделие заливают жидкость и создают избыточное давление. После опреде- ленной выдержки производится осмотр, герметичность определяется по наличию капель на контролируемой поверхности. Для лучшей индикации утечек на наруж- ную поверхность контролируемого изделия предварительно наносят равномерный слой меловой обмазки и высушивают. На меловой обмазке пятна керосина или мас- ла наиболее заметны. Этот метод относится к капиллярному. Оптимальное время выдержки – 10 – 15 мин. При пузырьковом методе контролируемое изделие заполняют воздухом или азотом под избыточным давлением. На наружную поверхность наносят жидкое ин- дикаторное вещество. При наличии течей газ, проникая наружу, образует в ней пу- зырьки. В качестве индикаторной жидкости применяют пенные эмульсии. При газо-гидравлическом методе в проверяемом изделии создается избыточ- ное давление и оно погружается в ванну с жидкостью. Определяя диметр пузырьков газа, время от их появления до отрыва, подсчитывают ориентировочно величину утечки газа. Для повышения точности метода время проверки доводят до 30 мин. Из газовых методов широко применяются манометрический, ионизационный и масс-спектрометрический методы. Манометрический метод основан на изменении величины давления в контро- лируемой емкости вследствие утечки газа через дефекты. Ионизационный метод основан на определении концентрации пробного газа в газе-носителе с помощью ионизационного детектора. В качестве пробного газа ис- пользуют гелий, водород, метан. При поиске течей в вакууме применяют ионизаци- онный вакууметр. Сканируя им по поверхности изделия, определяют место и вели- чину течи пробного газа из емкости. Масс-спектрометрический метод является одним из наиболее чувствительных и универсальных при контроле герметичности конструкций. Он основан на регистрации ионов индикаторного газа (гелия), попавшего в ва- куумную камеру течеискателя через сквозные дефекты объекта. 12.1 Измерение давления Давление определяется частным от деления силы, нормальной к поверхности, на площадь этой поверхности: Р = F / S, (12.1) где Р – давление; F – нормальная сила, действующая на поверхность; S –площадь поверхности. Применяются различные специальные средства измерения давления – мано- метры и измерительные преобразователи давления. Манометр – измерительный прибор или измерительная установка для измере- ния давления или давлений с непосредственным отсчетом их значений. Дифференциальный манометр – манометр для измерения разности двух дав- лений, каждое из которых отличается от атмосферного давления. По конструкции и принципу действия различают жидкостные манометры и манометры с упругим элементом (трубчатые и мембранные). В жидкостных манометрах давление определяется по высоте столба жидкости, плотность которой известна. P =H*g*ρ, (12.2) где Н – высота столба жидкости, м; g – ускорение свободного падения, м/с 2 ; р – плотность жидкости, кг/ м 3 Давление может быть определено непосредственно измерением силы, дей- ствующей на данную поверхность. На этом методе основаны грузопоршневые ма- нометры, в которых сила, действующая на поршень с известной площадью, уравно- вешивается гирями. Многочисленны средства измерения, основанные на методах косвенных изме- рений: установки и приборы для определения давления по результатам измерений других физических величин или по результатам измерения параметров физических свойств измеряемой среды (термопарные и ионизационные вакуумметры, ультра- звуковые манометры и др.). 1 Па = 1 Н/м 2 Столб ртути высотой 1 м развивает давление 136 кПа, плотность ртути состав- ляет 1,35951*10 4 кг/ м 3 1 атм = 760 мм рт. ст. 12.2 Измерение уровня Существует большое число методов измерения уровней жидкостей и сыпу- чих тел. Одними из наиболее простых и надежных являются поплавковые уровнемеры. Для фиксирования перемещения поплавка в зависимости от уровня жидкости применяются различные преобразователи. Весьма распространенным методом измерения уровня жидкостей является метод измерения гидростатического давления столба жидкости. Главным источни- ком погрешности в этом случае является изменение плотности жидкости в зависи- мости от температуры. При расчетах гидростатических уровнемеров применяются расчетные фор- мулы для определения гидростатического давления (раздел 12.1) 12.3 Измерение расхода Расходом называют количество вещества, протекающее через данное сечение трубопровода в единицу времени. Различают объемный расход , измеряемый в единицах объема в единицу времени, и массовый расход : (12.3) (12.4) где V - объем жидкости или газа, прошедший через сечение трубы за время t; m - масса жидкости или газа, прошедшая через сечение трубы за время t. Применяются следующие устройства и приборы для измерения расхода: - сужающие устройства; - ротаметры; - объемные счетчики; - турбинные счетчики; -различные расходомеры: ионизационные, индукционные, тепловые, ультра- звуковые, вихревые, кориолисовы и др. Измерение расхода с помощью сужающих устройств Схема сужающего устройства приведена на рис. 12.1. Рис. 12.1 Разность давлений, возрастающая с увеличением скорости потока, служит ме- рой расхода. √ ( ) (12.5) √ ( ) (12.6) где – массовый расход, кг/с; – объемный расход, м3/с; ε – поправочный множитель, учитывающий свойства среды; ρ – плотность измеряемой среды; α – безразмерный коэффициент, зависящий от конструкции; S – площадь отверстия сужающего устройства. |