RU1795326C

RU1795326C - Method for testing tightness of tube electric heaters

Info

Publication number: RU1795326C
Application number: SU914914380A
Authority: RU
Inventors: Сергей Алексеевич Добротин; Александр Владимирович Жаров; Сергей Герасимович Митин; Вячеслав Михайлович Мясников; Сергей Григорьевич Сажин; Семен Александрович Теплицкий
Original assignee: Нижегородский политехнический институт; Нижегородское Производственное Объединение "Завод Им.В.И.Ульянова
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1993-02-15

Abstract

Использование: испытание на герметичность средств электротермии. Сущность изобретени : спрессовывают трубчатый электронагреватель (ТЭН) водой. Удал ют влагу с гермовводов. создают вокруг ТЭН избыточное давление воздуха и нагревают гермовводы до температуры, достаточной дл испарени влаги внутри их. Затем охлаждают ТЭН и измер ют электрическое сопротивление изол ции между токоведущей спиралью и корпусом ТЭН. По результатам измерени осуществл ют отбраковку. 1 ил.Usage: leak test of electrothermics. SUMMARY OF THE INVENTION: a tubular electric heater (TEN) is compressed with water. Remove moisture from the pressure glands. create excessive air pressure around the heater and heat the pressure glands up to a temperature sufficient to evaporate moisture inside them. Then, the heating elements are cooled and the insulation resistance between the current-carrying coil and the housing of the heating elements is measured. The measurement results are rejected. 1 ill.

Description

. Изобретение относитс к технике испытан 4й на герметичность средств «электротермии и может быть использовано в маииностроительных отрасл х промыш- лен юстм.. The invention relates to a technique tested for leak tightness of electrothermal means and can be used in the Mayine-building industries and the industry.

Известен способ контрол герметичности лементов конструкции трубчатых элек- троЖагревателей (ТЭНов), при котором с одной стороны конструкции ТЭНа создают давление гели , а с другой вакуумируют и подключают к масс-спектрометрическому тече скателю, а о величине течи суд т по индицируемому потоку гели .A known method is to control the tightness of structural elements of tubular electric heaters (TENs), in which the pressure of the gel is created on one side of the TENA structure, and vacuum is connected to the mass spectrometer, and the leakage is determined by the indicated gel flow.

Недостаток этого способа состоит в том, что гри контроле ТЭНа в сборе перед окончательной сборочной операцией требуетс подать внутрь ТЭНа гелий, который нарушает е о эксплуатационные характеристики,The disadvantage of this method is that during the control of the heating element assembly before the final assembly operation, it is required to supply helium inside the heating element, which violates the operational characteristics,

так как гелий снижает пробойную изол цию ТЭНа.since helium reduces the breakdown insulation of TEN.

Известен также способ контрол ТЭНов , состо щий в том, что ТЭН помещают в влагокамеру на 24 сутки, вынимают его и просушивают узлы гермовводов, а затем измер ют сопротивление изол ции. Если в ТЭНе имеетс течь, то влага попадает в его внутреннюю полость, абсорбируетс в слое периклаза, образу мостики из воды, по которым течет ток утечки.There is also a known method for controlling TENs, which consists in placing TENs in a moisture chamber for 24 days, taking it out and drying the hermetic inlet nodes, and then measuring the insulation resistance. If there is a leak in the heater, then moisture enters its internal cavity, is absorbed in the periclase layer, in the form of bridges from the water through which the leakage current flows.

Этот способ имеет существенный недостаток: он не обеспечивает достаточно высокую производительность контрол и не может быть использован в производстве крупной серии ТЭНов. Низка производительность контрол обуславливаетс малым потоком влаги, проход щей через сечение канала течи.This method has a significant drawback: it does not provide a sufficiently high control performance and cannot be used in the production of a large series of heating elements. Low control performance is caused by a small flow of moisture passing through the leakage channel section.

«Ч"H

ю елy eat

СлЭSLE

ю оu o

Наиболее близким к предлагаемому изобретению вл етс способ контрол герметичности , согласно которому ТЭН погружают в воду на три часа (опрессовка), после чего ТЭН вынимают, его гермоввод просушивают , а герметичность ТЭНа оценивают по изменению электрического сопротивлени изол ции между токоведущей спиралью нагревател и корпусом ТЭНа.Closest to the proposed invention is a method of monitoring the tightness, according to which the heater is immersed in water for three hours (crimping), after which the heater is dried, its seal is dried, and the heater is evaluated by the change in electrical insulation resistance between the current-carrying coil of the heater and the heater body. .

Такой способ имеет недостаточную надежность контрол . Это обусловливаетс следующими причинами, Электроизол ционный наполнитель - периклаз - запрессован только в полость ТЭНа,This method has insufficient reliability control. This is due to the following reasons, the insulating filler - periclase - is pressed into the TENa cavity only,

Наиболее веро тным местом течи вл етс сварной шов, поэтому вода, проникша внутрь гермоввода, будет располагатьс на стенке в месте хода течи в форме капли или п тнавThe most probable place of the leak is the weld, therefore, the water penetrating inside the pressure seal will be located on the wall at the place of the leak in the form of a drop or stain

В результате этого исключаетс электрический контакт токоведущего элемента ТЭНа с его корпусом, а это не позвол ет по падению сопротивлени изол ции отбраковать ТЭН, имеющий дефект герметичности.As a result of this, the electrical contact of the current-carrying element of the heater with its housing is excluded, and this does not allow the rejection of the heater having a leakage defect due to the drop in insulation resistance.

Цель изобретени - повышение надежности контрол герметичности трубчатых электронагревателей.The purpose of the invention is to increase the reliability of the tightness control of tubular electric heaters.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе контрол герметичности трубчатых электронагревателей, включающем оп- рессовку трубчатого электронагревател водой, устранение влаги с наружной поверхности гермовводов, измерение электрического сопротивлени изол ции между токоведущей спиралью и корпусом трубчатого электронагревател с последующей отбраковкой его по сопротивлению изол ции, после устранени влаги вокруг трубчатого электронагревател создают избыточное давление воздуха, нагревают гермовводы, а затем полностью охлаждают трубчатый электронагреватель.The goal is achieved in that in a method for checking the tightness of tubular electric heaters, including pressure testing of the tubular electric heater with water, removing moisture from the outer surface of the pressure glands, measuring the electrical resistance of the insulation between the current-carrying coil and the casing of the tubular electric heater, followed by rejecting it according to the insulation resistance, after remove moisture around the tubular electric heater create excessive air pressure, heat the pressure glands, and then completely cool azhdayut tubular heater.

Дополнительные новые операции позвол ют обеспечить перенос воды с внутренней поверхности гермоввода в слой . пермклаза. При нагреве гермовводов молекулы воды переход т в парообразное состо ние , в результате чего осуществл етс их диффузионный массоперенос. Поскольку при этой операции в полости гермоввода повышаетс давление, то с целью исключени переноса влаги наружу с внешней стороны ТЭНа создаетс избыточное давление воздуха, преп тствующее потоку молекул воды в канале течи.Additional new operations allow the transfer of water from the inner surface of the pressure seal to the layer. permclase. Upon heating of the hermetic inlets, the water molecules pass into a vapor state, as a result of which their diffusion mass transfer occurs. Since during this operation the pressure increases in the pressure seal cavity, in order to prevent moisture transfer to the outside from the outside of the heater, excessive air pressure is created, which prevents the flow of water molecules in the leakage channel.

Однако влага в виде пара не понижает .Сопротивление изол ции. Дл того, чтобы понизить сопротивление, необходимо охладить ТЭН. В результате этого пар сконден- .сируетс в слое периклаза, образуютс However, moisture in the form of steam does not lower. Insulation resistance. In order to lower the resistance, it is necessary to cool the heating elements. As a result of this, steam condenses in the periclase layer, and

мостики воды и пойдет ток утечки. Таким образом, влага, поступающа через течь, благодар предлагаемым операци м, будет перенесена в слой периклаза и снизит сопротивление изол ции. Тем самым исклю- читс недобраковка ТЭНов, т.е. повыситс точность контрол . water bridges and leakage current will go. Thus, the moisture flowing through the leak, due to the proposed operations, will be transferred to the periclase layer and reduce the insulation resistance. This eliminates the shortage of heating elements, i.e. control accuracy will increase.

Способ осуществл етс с помощью устройства , схема которого представлена наThe method is carried out using a device, a diagram of which is presented in

чертеже.drawing.

Устройство содержит камеру 1, внутри которой размещен контролируемый ТЭН 2, устройство дл нагрева 3, излучатели 4 нагревател 3, направленные на гермоввод 5The device comprises a chamber 1, inside of which a controlled heating element 2 is placed, a device for heating 3, emitters 4 of a heater 3 directed to a pressure seal 5

5 сопла 6 дл удалени влаги с поверхности гермовводов, термометр 7 дл измерени сопротивлени изол ции между токоведущей спиралью ТЭНа и его корпусом, самопишущий потенциометр 8. Сопла 65 nozzles 6 for removing moisture from the surface of the pressure glands, thermometer 7 for measuring the insulation resistance between the current-carrying coil of the heater and its body, self-recording potentiometer 8. Nozzles 6

0 подключены к магистрали с сжатым воздухом через клапан 9. Клапана 10 и 11 служат дл соответственно залива и слива воды из камеры 1, клапан 12 - дл подачи сжатого воздуха при опрессовке ТЭНов. Величина0 are connected to the compressed air line through valve 9. Valves 10 and 11 respectively serve to fill and drain water from chamber 1, valve 12 to supply compressed air during pressure testing of heating elements. Value

5 опрессовочного давлени устанавливаетс задатчиком давлени 13 и измер етс манометром 14.5, the test pressure is set by pressure gauge 13 and measured by a pressure gauge 14.

При помощи регулируемого клапана 15 воздух при необходимости из камеры 1By means of an adjustable valve 15, air, if necessary, from chamber 1

0 стравливаетс в атмосферу.0 is released into the atmosphere.

Способ контрол герметичности реализуетс следующим образом. Изделие 2 помещают в камеру 1, при этом все клапанаThe tightness control method is implemented as follows. Product 2 is placed in chamber 1, with all valves

должны находитьс в закрытом состо нии. must be in a closed state.

5 Первый этап состоит в опрессовке ТЭНа водой, дл чего открываютс клапана 10 и 15. После заливки их закрывают и создают опрессовочное давление в камере путем открыти клапана 12. Спрессовав изделие 2,5 The first stage consists in crimping the heating elements with water, for which valves 10 and 15 are opened. After pouring, they are closed and pressure testing is created in the chamber by opening valve 12. Having pressed the product 2,

0 открывают клапан 11, из камеры сливают воду, после чего клапан 11 закрывают. Затем открывают клапан 9 и с поверхности гермовводов удал ют воду с помощью струй воздуха, вытекающих из сопел 6. При этом0 open valve 11, water is drained from the chamber, after which valve 11 is closed. Then the valve 9 is opened and water is removed from the surface of the pressure glands with the help of jets of air flowing from the nozzles 6.

5 через клапан 15 воздух частично стравливаетс в атмосферу так, чтобы в камере 1 посто нно поддерживалось определенное избыточное давление. По окончании сдува влаги клапаны 9, 15 закрывают и осуществ0 л ют нагрев гермовводов с помощью излучателей 4, Затем, отключа излучатель 4, осуществл ют охлаждение ТЭНа с помощью струй воздуха, открыва клапаны 9 и 15. Последн операци контрол св зана с5 through the valve 15, the air is partially vented to the atmosphere so that a certain overpressure is constantly maintained in the chamber 1. At the end of the blowing off of moisture, the valves 9, 15 are closed and the hermetic inlets are heated using emitters 4. Then, turning off the emitter 4, the heating elements are cooled by air jets, opening valves 9 and 15. The last control operation is connected with

5 измерением электрического сопротивлени изол ции между токоведущей спиралью и корпусом ТЭНа с помощью тераомметра 7 и самопишущего потенциометра 8. По результатам измерени сопротивлени производ т отбраковку ТЭНа.5 by measuring the electrical insulation resistance between the current-carrying coil and the housing of the heater using a teraohmmeter 7 and a recording potentiometer 8. Based on the results of the measurement of resistance, the heater is rejected.

Достижение поставленной цели подтверждаетс результатами двух серий экспериментов . Перва сери экспериментов (пример 1) реализует способ, прин тый за прототип, втора сери (пример 2) воспро- ифведена согласно за вл емому способу.Achieving this goal is confirmed by the results of two series of experiments. The first series of experiments (example 1) implements the method adopted for the prototype, the second series (example 2) is reproduced according to the claimed method.

Испытани проводились на ТЭНах. у которых в области гермоввода с помощью лазерной установки Квант-15 пробивалось отверстие диаметром 0,4 мм и менее, имитирующее печь. Дл получени в ТЭНах ма- лых течей полученное отверстие за;чеканивалось. После проведени экспериментов корпус ТЭНа отрезалс вблизи расположени течи, периклаз удал л-. с ;и часть ТЭНа, содержаща течь, спрессовывалась пробным газом с целью калибровки течи. Калибровку производили пузырьковым способом, галогенным или мг(сс-спектрометрическим в зависимости от величины полученной течи.The tests were carried out on heating elements. in which a hole with a diameter of 0.4 mm or less, imitating a furnace, was punched in the hermetic input region using a Quantum-15 laser installation. In order to obtain small leaks in the heating elements, the hole obtained was minted. After the experiments, the housing of the heating element was cut off near the leak, the periclase was removed. s; and the part of the heater containing the leak was compressed by the test gas in order to calibrate the leak. Calibration was carried out by the bubble method, halogen or mg (cc spectrometric, depending on the magnitude of the resulting leak.

П р и м е р 1, ТЭН устанавливали в камеру и заливали воду таким образом, чтобы ее уровень был выше места расположени течи, но ниже токоведущих частей гермоввода. После этого создавали избы; точное опрессовочное давление 9,8 - 10 Па (0,1 ат).Example 1, a heating element was installed in a chamber and water was poured in such a way that its level was higher than the location of the leak, but lower than the live parts of the pressure seal. After this, huts were created; precise pressure testing pressure 9.8 - 10 Pa (0.1 at).

С помощью тераомметра Еб-13 посто нно измер ли сопротивление изол цииUsing the EB-13 teraohmmeter, the insulation resistance was constantly measured.

ТЭНа. При нахождении ТЭНа в жидкости в течение 1,5-3 часов .в случае течи в гермов- воде пор дка м3Ма/с сопротивление изол ции снижалась незначительно и было всегда более 1000 МОм, что соответствуетTENA. When the heating element was in the liquid for 1.5-3 hours. In the case of a leak in the hermetic water, on the order of m3Ma / s, the insulation resistance decreased slightly and was always more than 1000 MΩ, which corresponds to

при контроле годному изделию.under control of a suitable product.

П р и м е р 2. ТЭН в камере спрессовывалс в воде аналогично способу, описанному в примере 1. Спуст 1, часа водуPRI me R 2. The heater in the chamber was compressed in water similarly to the method described in example 1. After 1, hours of water

сливали, обдувом устран ли влагу с гермов- водов, и, не убира в камере избыточное давление воздуха, обогревали гермовводы в течение 5 минут, При этом они нагревались до температуры 150°С. Затем прекращалиthey were drained, the air was removed from the pressurized water by blowing, and without removing the excess air pressure in the chamber, the hermetic water inlets were heated for 5 minutes, while they were heated to a temperature of 150 ° C. Then stopped

нагрев и охлаждали ТЭН потоком сжатого воздуха. Спуст 5 мин температура наружной поверхности гермоввода не превышала 70°С, а в нижней части ТЭНа - 30-35°С. Электрическое сопротивление изол цииheating and cooled TEN by a stream of compressed air. After 5 minutes, the temperature of the external surface of the pressure seal did not exceed 70 ° C, and in the lower part of the heating element - 30-35 ° C. Insulation Resistance

между токоведущей спиралью и корпусом ТЭНа составл ло не более 1 МОм.between the current-carrying coil and the housing of the heating element was no more than 1 megohm.

Claims

The claims

A method of monitoring the tightness of tubular electric heaters by crimping the electric heater with water, removing moisture from the pressure glands, measuring the electrical insulation resistance between the current-carrying coil and the electric heater body and rejecting it from the measured insulation resistance, characterized in that, in order to increase reliability, after removing moisture from the pressure glands excess air pressure is created around the electric heater, the pressure glands are heated to a temperature sufficient to evaporate moisture inside them, and then cool the entire tubular electric heater.

.. "

H

/ G