RU2322655C2 - Mode of searching leakages (variants) - Google Patents

Mode of searching leakages (variants) Download PDF

Info

Publication number
RU2322655C2
RU2322655C2 RU2005107979/28A RU2005107979A RU2322655C2 RU 2322655 C2 RU2322655 C2 RU 2322655C2 RU 2005107979/28 A RU2005107979/28 A RU 2005107979/28A RU 2005107979 A RU2005107979 A RU 2005107979A RU 2322655 C2 RU2322655 C2 RU 2322655C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
leak detector
vacuum chamber
leakage
value
products
Prior art date
Application number
RU2005107979/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005107979A (en
Inventor
Игорь Иванович Локтев (RU)
Игорь Иванович Локтев
Геннадий Прокофьевич Диулин (RU)
Геннадий Прокофьевич Диулин
Андрей Николаевич Бычихин (RU)
Андрей Николаевич Бычихин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" filed Critical Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority to RU2005107979/28A priority Critical patent/RU2322655C2/en
Publication of RU2005107979A publication Critical patent/RU2005107979A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2322655C2 publication Critical patent/RU2322655C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

FIELD: mode refers to nondestructive control over industrial articles having free volume.
SUBSTANCE: it is assigned for control over tightness of heat producing elements for atomic reactors with aid of helium leak detector. Mode of searching leakages with aid of helium leak detector in articles having free volume includes preparation of articles for control in controlling installation having vacuum chamber, pumping system of vacuum chamber, leak detector in shape of mass spectrometric leak detector, control-measuring devices, locking accessories and pipelines, loading of articles into vacuum chamber, setting vacuum with aid of pumping system of vacuum chamber, switching of leak detector to vacuum chamber, taking readings of leak detector, evaluation of fitness of articles according to these readings by way of comparison them with admissible leakage. At that according to first variant of mode taking signal of leak detector is made before beginning of equipoise state of controlling installation in moment of time tc, and for value of admissible leakage they take meaning calculated according to given formula. According to second variant taking signal of leak detector is made in concrete period of time Tc after switching of leak detector and for value of admissible leakage they take meaning calculated along given formula, according to third variant of mode taking signal of leak detector is made in time T0,9 which they find in given formula and for meaning of admissible leakage they take value equal to 0,9 from normative leakage, according to fourth variant of mode vacuum chamber before switching to leak detector is sustained in closed state during period of accumulation of test gas tn , and meaning of admissible leakage is defined along given formula.
EFFECT: increases sensitiveness of control over articles.
5 cl, 1 dwg

Description

Способ относится к области неразрушающего контроля промышленных изделий, имеющих свободный объем, а именно контроля герметичности тепловыделяющих элементов для атомных реакторов с помощью гелиевого течеискателя.The method relates to the field of non-destructive testing of industrial products having a free volume, namely, the tightness control of fuel elements for atomic reactors using a helium leak detector.

Масс-спектрометрический способ контроля герметичности изделий, имеющих замкнутый объем, с использованием гелия в качестве пробного газа, широко применяется в различных областях промышленности, в том числе и в атомной. Изделия могут содержать гелий как среду, в которой они герметизируются, или он попадает в свободный объем через возможные дефекты при опрессовке изделий гелием перед контролем герметичности.Mass spectrometric method of tightness control of articles having a closed volume, using helium as a test gas, is widely used in various fields of industry, including nuclear. Products may contain helium as a medium in which they are sealed, or it enters the free volume through possible defects during pressure testing of products with helium before tightness control.

Известен способ поиска течей /«Неразрушающий контроль», том II, под ред. В.В.Клюева, М, Машиностроение, 2003/, включающий подготовку изделия к контролю, их загрузку в вакуумную камеру, откачку вакуумной камеры откачной системой вакуумной камеры, перекрытие откачной системы вакуумной камеры, подключение течеискателя к вакуумной камере, вакуум в камере поддерживается собственной откачной системой течеискателя, установление устойчивого сигнала на шкале течеискателя, то есть достижение равновесного состояния установки контроля, снятие показания течеискателя, сравнение показания течеискателя с нормой Qн, то есть с максимально допустимым значением потока утечки для данных изделий, установленным разработчиком изделия, принятие решения о годности изделий.A known method for the search for leaks / "Non-Destructive Testing", volume II, ed. V.V. Klyuyeva, Moscow, Mashinostroenie, 2003 /, which includes preparing the product for inspection, loading it into a vacuum chamber, pumping the vacuum chamber with a pumping system of the vacuum chamber, closing the pumping system of the vacuum chamber, connecting the leak detector to the vacuum chamber, the vacuum in the chamber is maintained by its own pumping system of the leak detector, establishing a stable signal on the scale of the leak detector, that is, achieving the equilibrium state of the control installation, taking the leak detector, comparing the leak detector with the norm Q n , that is with the maximum allowable leakage value for these products, established by the product developer, deciding on the suitability of the products.

При этом показания течеискателя являются достоверными, если замер произведен после установления равновесного состояния, то есть состояния, когда все потоки установились и поток натекания в систему от негерметичных изделий равен потоку газа, отбираемому течеискателем.In this case, the leak detector readings are reliable if the measurement was made after the equilibrium state was established, that is, the state when all flows were established and the leakage flow into the system from leaky products is equal to the gas flow taken by the leak detector.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ поиска течей с помощью гелиевого течеискателя по патенту РФ №2164359, МКИ G21С 17/00, G21М 3/20, 2002 г. - прототип, согласно которому осуществляют поиск течей в изделиях, содержащих свободный объем, заполненный гелием, имеющих величину допустимой утечки при заданных значениях давления и температуры и имеющих поток поверхностного натекания. Способ включает проверку работоспособности установки путем напуска гелия от стандартного источника во время испытаний изделий, определение потока утечки гелия от изделия и сравнение его с допустимым значением утечки. Для каждой температуры испытания определяют объем загрузки установки контроля и величину допустимой утечки при данной температуре. Величина допустимого для контролируемых изделий потока утечки корректируется в зависимости от условий контроля. Однако сам контроль осуществляется только в равновесном состоянии, а чувствительность установки ограничивается чувствительностью течеискателя.The closest in technical essence and the achieved result is a method for searching for leaks using a helium leak detector according to the patent of the Russian Federation No. 2164359, MKI G21C 17/00, G21M 3/20, 2002 - a prototype according to which leaks are searched for in products containing free volume filled with helium, having the magnitude of the allowable leak at specified pressure and temperature and having a surface leakage flow. The method includes checking the operability of the installation by injecting helium from a standard source during product testing, determining the flow of helium leakage from the product and comparing it with an acceptable leakage value. For each test temperature, the load of the control unit and the amount of allowable leak at a given temperature are determined. The leakage tolerance allowed for the controlled products is adjusted depending on the control conditions. However, the control itself is carried out only in equilibrium, and the sensitivity of the installation is limited by the sensitivity of the leak detector.

Задачей данного изобретения является разработка способа поиска течей с повышенной чувствительностью для контроля изделий с повышенными требованиями по герметичности, с высокой избирательной способностью, возможностью определять пробный газ в потоке паразитных натеканий и высокой производительностью.The objective of the invention is to develop a method for searching for leaks with increased sensitivity for monitoring products with increased tightness requirements, with high selectivity, the ability to detect test gas in a spurious leakage stream, and high performance.

Задача решается благодаря тому, что в способе поиска течей с помощью гелиевого течеискателя в изделиях, имеющих свободный объем, включающий подготовку изделий к контролю в установке контроля, содержащей вакуумную камеру, откачную систему вакуумной камеры, детектор утечки в виде масс-спектрометрического течеискателя, контрольно-измерительные приборы, запорную арматуру и трубопроводы, загрузку изделий в вакуумную камеру, набор вакуума с помощью откачной системы вакуумной камеры, подключение течеискателя к вакуумной камере, снятие показаний течеискателя, оценку годности изделий по этим показаниям путем их сравнения с допустимой утечкой, согласно формулы изобретения снятие сигнала течеискателя производят до наступления равновесного состояния установки контроля в момент времени tк, а за величину допустимой утечки берут значение, вычисленное по формуле (1):The problem is solved due to the fact that in the method for searching for leaks using a helium leak detector in products having a free volume, including preparing the products for inspection in a monitoring installation comprising a vacuum chamber, a vacuum chamber evacuation system, a leak detector in the form of a mass spectrometric leak detector, measuring instruments, valves and pipelines, loading products into a vacuum chamber, vacuuming using a pumping system of a vacuum chamber, connecting a leak detector to a vacuum chamber, taking off the display leak detector, assessing the suitability of products according to these indications by comparing them with the allowable leak, according to the claims, the leak detector is removed until the control installation is in equilibrium at time t k , and the value calculated by the formula (1) is taken as the allowable leak:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Qд - поток, который показывает течеискатель через время tк после его подключения,where Q d is the stream, which shows the leak detector through time t to after it is connected,

Qн - нормативное значение потока утечки от изделий,Q n - the normative value of the leakage flow from products,

S0 - быстрота откачки насоса течеискателя,S 0 - pumping speed of the leak detector pump,

V - свободный объем вакуумной камеры,V is the free volume of the vacuum chamber,

рвк - давление в вакуумной камере перед подключением течеискателя,p VK - pressure in the vacuum chamber before connecting the leak detector,

tк - время, прошедшее после подключения течеискателя к вакуумной камере до момента снятия сигнала течеискателя.t to is the time elapsed after connecting the leak detector to the vacuum chamber until the leak detector signal was taken.

Задача решается также благодаря тому, что снятие сигнала течеискателя производят через конкретный период времени Тк после подключения течеискателя, а за величину допустимой утечки берут значение, вычисленное по формуле (2):The problem is also solved due to the fact that the leak detector is removed after a specific period of time T to after the leak detector is connected, and the value calculated by the formula (2) is taken as the allowable leak:

Figure 00000003
Figure 00000003

где Тк - численное значение времени, прошедшего после подключения течеискателя к вакуумной камере до момента снятия сигнала течеискателя.where T to is the numerical value of the time elapsed after connecting the leak detector to the vacuum chamber until the leak detector signal was taken.

Необходимым условием решения задачи является также то, что снятие сигнала течеискателя производят через период времени Т0,9 после подключения течеискателя, который находят из формулы (3), а за величину допустимой утечки берут значение, равное 0,9 от нормативной утечки.A necessary condition for solving the problem is that the leak detector is removed after a period of time T 0.9 after connecting the leak detector, which is found from formula (3), and for the value of the allowable leak take a value equal to 0.9 from the standard leak.

Figure 00000004
Figure 00000004

где Т0,9 - время, прошедшее после подключения течеискателя к вакуумной камере до момента снятия сигнала течеискателя, которое при натекании в вакуумную камеру потока утечки, равного нормативному потоку утечки, принимает значение 0,9 от величины этого потока.where T 0,9 is the time elapsed after connecting the leak detector to the vacuum chamber until the leak detector signal was taken, which, when the leakage stream is equal to the standard leakage leakage into the vacuum chamber, takes the value 0.9 of the value of this flow.

Задача решается также благодаря тому, что перед подключением течеискателя к вакуумной камере ее выдерживают в закрытом состоянии в течение периода времени накопления пробного газа tн, а величину допустимой утечки определяют по формуле (4):The problem is also solved due to the fact that before connecting the leak detector to the vacuum chamber it is kept closed for a period of time of accumulation of the test gas t n , and the value of the allowable leak is determined by the formula (4):

Figure 00000005
Figure 00000005

tн - время, прошедшее после перекрытия вакуумной камеры, для накопления пробного газа, до подключения течеискателя к вакуумной камере и снятия сигнала течеискателя,t n - the time elapsed after the vacuum chamber was closed, for the accumulation of test gas, before connecting the leak detector to the vacuum chamber and taking the leak detector signal,

k - коэффициент пропорциональности.k is the coefficient of proportionality.

Задача решается, если вакуумную камеру выдерживают в закрытом состоянии в течение периода времени, за которое натекание пробного газа в вакуумную камеру с потоком, равным нормативному значению, даст при подключении течеискателя показание, численно равное нормативной утечке, а за величину допустимой утечки берут нормативное значение.The problem is solved if the vacuum chamber is kept closed for a period of time during which the leakage of the test gas into the vacuum chamber with a flow equal to the standard value will give a reading numerically equal to the standard leak when the leak detector is connected, and the standard value is taken as the allowable leak.

Данная задача будет решена, если определить, каким образом измерить утечку до наступления равновесного состояния установки контроля, как ускорить наступление этого состояния, как повысить чувствительность контроля с помощью накопления пробного газа без потери производительности.This problem will be solved if we determine how to measure leakage before the onset of the equilibrium state of the control installation, how to accelerate the onset of this state, how to increase the sensitivity of the control by accumulating test gas without loss of performance.

Указанная совокупность признаков является новой и обладает изобретательским уровнем, так как позволяет снимать сигнал до наступления состояния равновесия, то есть до получения истинного значения утечки, и вычисление допустимой утечки путем пересчета по формулам, выведенным по законам вакуумной техники, в зависимости от выбранных режимов контроля.The specified set of features is new and has an inventive step, since it allows you to take a signal before the onset of equilibrium, that is, until the true leakage value is obtained, and calculate the allowable leakage by recalculating according to formulas derived according to the laws of vacuum technology, depending on the selected control modes.

Для определения величины утечки используют новый прием - прогнозирование величины утечки по выведенным для данного способа контроля формулам и по начальному ходу изменения сигнала в переходном режиме работы установки контроля или в режиме накопления пробного газа.To determine the magnitude of the leak, a new technique is used - predicting the magnitude of the leak according to the formulas derived for this control method and the initial course of the signal change in the transient mode of the control installation or in the mode of accumulation of test gas.

Различные варианты выбора момента снятия сигнала течеискателя - вблизи точки равновесия установки контроля, в любой текущий момент или конкретно взятый момент, приемы ускорения достижения точки контроля временным накоплением или откачкой пробного газа позволяют расширить эксплуатационные возможности имеющегося оборудования и подобрать самый оптимальный вариант в зависимости от конструкции контролируемых изделий, используемого оборудования, точности определения потока утечки и других условий контроля.Various options for choosing the moment of taking the leak detector signal - near the equilibrium point of the control installation, at any current moment or at a specific moment, the methods of accelerating the achievement of the control point by temporary accumulation or pumping of test gas allow expanding the operational capabilities of existing equipment and choosing the most optimal option depending on the design of the products, equipment used, accuracy of determination of leakage flow and other control conditions.

Определить величину утечки до наступления состояния равновесия можно по зависимости роста сигнала течеискателя, которая будет в одинаковых условиях одна и та же для конкретного значения натекания. Снимая показания течеискателя в начальный момент роста сигнала, можно определить его равновесное значение. Такую зависимость можно для конкретных условий снять экспериментально, используя в качестве источника пробного газа Гелит с номинальным значением потока газа, равным норме для контролируемых изделий.It is possible to determine the amount of leakage before the onset of equilibrium by the dependence of the growth of the leak detector signal, which will be the same under the same conditions for a specific leakage value. Taking the leak detector at the initial moment of signal growth, it is possible to determine its equilibrium value. Such a dependence can be removed experimentally for specific conditions, using Gelit as a source of sample gas with a nominal gas flow value equal to the norm for the controlled products.

Для общего случая эту зависимость можно вывести, используя формулы вакуумной техники. Так, например, показание течеискателя, подключенного к вакуумной камере с изделиями в любой момент времени t, будет соответствовать формуле (1):For the general case, this dependence can be derived using formulas of the vacuum technique. So, for example, the testimony of a leak detector connected to a vacuum chamber with products at any time t will correspond to formula (1):

Figure 00000006
Figure 00000006

где Qm - поток, который показывает течеискатель через время t после его подключения,where Q m is the stream that shows the leak detector through time t after it is connected,

Qu - поток утечки от контролируемых изделий, или Гелита,Q u - leakage flow from controlled products, or Gelita,

S0 - быстрота откачки насоса течеискателя,S 0 - pumping speed of the leak detector pump,

V - свободный объем вакуумной камеры,V is the free volume of the vacuum chamber,

рпр - предельное давление, которое развивает насос течеискателя.p CR - the maximum pressure that develops a leak detector pump.

t - время, прошедшее после подключения течеискателя к вакуумной камере до момента снятия сигнала течеискателя.t is the time elapsed after connecting the leak detector to the vacuum chamber until the leak detector signal was taken.

При перекрытии вакуумной камеры и накоплении пробного газа показание течеискателя, подключенного к вакуумной камере с изделиями в любой момент времени t, будет определяться в соответствии с формулой (4):When the vacuum chamber is closed and the test gas is accumulated, the indication of the leak detector connected to the vacuum chamber with the products at any time t will be determined in accordance with formula (4):

Figure 00000007
Figure 00000007

где Qu - поток утечки от контролируемых изделий, или Гелита,where Q u is the leakage flow from controlled products, or Gelita,

t - время, прошедшее после перекрытия вакуумной камеры до момента подключения течеискателя к вакуумной камере и снятия его показаний.t is the time elapsed after the vacuum chamber was closed until the leak detector was connected to the vacuum chamber and its readings were taken.

k - коэффициент пропорциональности.k is the coefficient of proportionality.

На фигуре представлен график изменения показаний течеискателя в режиме выхода установки контроля в равновесное состояние и в режиме накопления пробного газа.The figure shows a graph of changes in the leak detector in the output mode of the control installation in equilibrium and in the mode of accumulation of test gas.

Точки на графике означают:Points on the graph mean:

Qp, Тр - равновесное значение сигнала течеискателя и время его достижения,Q p , T p - the equilibrium value of the signal of the leak detector and the time of its achievement,

Q0,9, T0,9 - значение сигнала течеискателя на уровне 0,9 от равновесного и время егоQ 0.9 , T 0.9 - the value of the leak detector signal at the level of 0.9 from the equilibrium and its time

достижения,achievements,

Qк, Тк - текущее показание течеискателя и момент времени, которые приняты за контрольные в режиме перехода к равновесному значению,Q to , T to - the current reading of the leak detector and the point in time, which are taken as control in the transition to the equilibrium value,

Онак, Тк - текущее показание течеискателя и момент времени, которые приняты за контрольные в режиме накопления,On nak , T to - the current reading of the leak detector and the time, which are taken as control in the accumulation mode,

Qн, ТрН - значение сигнала течеискателя, замеренное в режиме накопления, численно равное равновесному значению (и норме) и время его достижения,Q n , T pH - the value of the leak detector signal measured in the accumulation mode, numerically equal to the equilibrium value (and the norm) and the time it was reached,

а - равновесное (истинное) показание течеискателя,a - equilibrium (true) indication of the leak detector,

b - точка выхода показания течеискателя в положение 0,9 от равновесного значения,b is the exit point of the leak detector in position 0.9 from the equilibrium value,

с - промежуточное показание течеискателя по мере выхода на равновесный уровень,C is an intermediate indication of the leak detector as it reaches the equilibrium level,

которое может быть принято за точку контроля,which can be taken as a control point,

d - промежуточное показание течеискателя по мере накопления пробного газа в реторте,d is an intermediate reading of the leak detector as sample gas accumulates in the retort,

которое может быть принято за точку контроля,which can be taken as a control point,

е - точка выхода сигнала течеискателя в режиме накопления, в которой он равен нормативной утечке,e is the output point of the leak detector signal in the accumulation mode, in which it is equal to the standard leakage,

1 - кривая выхода показания течеискателя к равновесному состоянию,1 - curve of the leak detector readings to the equilibrium state,

2 - график накопления пробного газа в вакуумной камере, рост показания течеискателя при подключениях к вакуумной камере в режиме накопления пробного газа,2 is a graph of the accumulation of test gas in a vacuum chamber, the growth of the leak detector when connected to a vacuum chamber in the mode of accumulation of test gas,

3 - траектория ускоренного вывода сигнала течеискателя в равновесное состояние с использованием накопления - приближение к равновесию снизу,3 - trajectory of the accelerated output of the leak detector signal to the equilibrium state using accumulation — approaching the equilibrium from below,

4 - траектория ускоренного вывода сигнала течеискателя в равновесное состояние с использованием накопления - приближение к равновесию сверху.4 - trajectory of the accelerated output of the leak detector signal to the equilibrium state using accumulation — approaching equilibrium from above.

Осуществление способа описывается следующими примерами.The implementation of the method is described by the following examples.

Пример 1. Пучок 320 штук твэлов, имеющих норму по утечке 7·10-10 МПа/с, нагревают в вакуумной печи до температуры 220°С и перегружают в вакуумную камеру объемом 300 литров для горячего контроля герметичности. В качестве течеискателя использован Varian-948, работающий в противоточном режиме. Вакуумную камеру откачивают и подключают течеискатель. После подключения течеискателя через 3 минуты установления сигнала он показал 0,4·10-10 МПа/с, сигнал в дальнейшем не изменялся, следовательно, твэлы герметичны.Example 1. A bunch of 320 pieces of fuel rods having a leak rate of 7 · 10 -10 MPa / s are heated in a vacuum oven to a temperature of 220 ° C and loaded into a vacuum chamber of 300 liters for hot tightness control. As a leak detector used Varian-948, operating in countercurrent mode. The vacuum chamber is pumped out and the leak detector is connected. After connecting the leak detector after 3 minutes of establishing the signal, it showed 0.4 · 10 -10 MPa / s, the signal did not change in the future, therefore, the fuel rods are tight.

После обнуления сигнала подключают Гелит в качестве источника пробного газа с номинальным значением потока натекания, равным норме для данных твэлов, 7·10-10 МПа/с. Это вызывает повышение сигнала течеискателя: через 25 минут до значения 6,3·10-10 МПа/с, через 40 минут до значения 7,04·10-10 МПа/с. Последнее значение далее не изменяется.After zeroing the signal, Gelit is connected as a source of test gas with a nominal leakage flux equal to the norm for these fuel rods, 7 · 10 -10 MPa / s. This causes an increase in the leak detector signal: after 25 minutes to a value of 6.3 · 10 -10 MPa / s, after 40 minutes to a value of 7.04 · 10 -10 MPa / s. The last value does not change further.

То есть время установления равновесия составило 40 минут, тогда как уже через 25 минут он был равен 90% от нормы. Повторение замеров дает тот же результат. То есть уже через 25 минут сигнал устанавливается вблизи равновесного, значит истинного, значения. Снимая сигнал в этот момент времени и умножая его для точности на коэффициент 0,9, можно производить оценку потока утечки от изделий и принимать решение об их годности.That is, the time to establish equilibrium was 40 minutes, while after 25 minutes it was equal to 90% of the norm. Repeating measurements gives the same result. That is, after 25 minutes the signal is established near the equilibrium, which means true value. By taking a signal at this point in time and multiplying it for accuracy by a factor of 0.9, it is possible to evaluate the leakage flow from the products and decide on their suitability.

Снимать сигнал течеискателя и принимать решение о годности изделий можно и в более ранний момент времени tк, если знать закономерность изменения сигнала. В данном случае это можно сделать по экспериментальной кривой, в любом другом случае расчетным методом по формуле (1). Тогда условием годности будут являться выражения:It is possible to take the leak detector signal and make a decision on the suitability of the products at an earlier point in time t k if you know the pattern of the signal change. In this case, this can be done by the experimental curve, in any other case by the calculation method according to the formula (1). Then the condition of validity will be the expression:

Figure 00000008
Figure 00000008

Условие годности при контроле по примеру 1 через t=t0,9=25 минут в общем виде будет выглядеть:The validity condition for the control according to example 1 through t = t 0.9 = 25 minutes in general form will look like:

Figure 00000009
Figure 00000009

Проводить контроль удобно в фиксированный момент времени Тк, чтобы не определять каждый раз снова допустимое значение утечки, но не обязательно ждать 25 минут. Условием годности в таком случае будет частный вид выражения (3):It is convenient to carry out the monitoring at a fixed moment of time T to , so as not to determine again every time the permissible leak value, but it is not necessary to wait 25 minutes. In this case, the condition of validity will be a particular form of expression (3):

Figure 00000010
Figure 00000010

Пример 2.Example 2

Тот же пучок твэлов загружают в вакуумную камеру, как в примере 1. После набора вакуума, камеру перекрывают и производят накопление пробного газа в течение 4 минут. Течеискатель после подключения к вакуумной камере показал значение 1,4·10-10 МПа/с. После повторного набора вакуума в камере и перекрытия ее для накопления газа к ней подклчают Гелит в качестве источника пробного газа с номинальным значением потока натекания, равным норме для данных твэлов, 7·10-10 МПа/с. Затем через каждые 1,5 минут подключают течеискатель еще два раза. В результате получены следующие показания.The same bundle of fuel rods is loaded into a vacuum chamber, as in Example 1. After vacuum has been set, the chamber is closed and the test gas is accumulated for 4 minutes. The leak detector after connecting to a vacuum chamber showed a value of 1.4 · 10 -10 MPa / s. After the vacuum is re-set in the chamber and closed for gas accumulation, Gelite is connected to it as a source of test gas with a nominal leakage flux equal to the norm for these fuel rods, 7 · 10 -10 MPa / s. Then, every 1.5 minutes, the leak detector is connected two more times. As a result, the following indications were obtained.

через 1,5 минуты сигнал был равен 3,6·10-10 МПа/с,after 1.5 minutes the signal was 3.6 · 10 -10 MPa / s,

через 3,0 минуты сигнал был равен 7,0·10-10 МПа/с,after 3.0 minutes, the signal was equal to 7.0 · 10 -10 MPa / s,

через 4,5 минуты сигнал был равен 10,6·10-10 МПа/с.after 4.5 minutes, the signal was 10.6 · 10 -10 MPa / s.

Из примера 2 видно, что накопление пробного газа в вакуумной камере происходит пропорционально времени накопления tн. Через 3 минуты выдержки сигнал становится численно равным номинальному значению потока натекания из Гелита, то есть истинному значению. Это происходит только в один момент времени по мере накопления газа, далее сигнал будет неограниченно расти по прямой. Если построить эту прямую, то по ней можно в любой момент времени оценивать годность изделий. Они будут негодными, если значение сигнала течеискателя окажется выше этой прямой. В общем виде условие годности будет выглядеть:From example 2 it is seen that the accumulation of test gas in a vacuum chamber occurs in proportion to the accumulation time t n After 3 minutes of exposure, the signal becomes numerically equal to the nominal value of the flow of leakage from Gelit, that is, the true value. This happens only at one moment in time as the gas accumulates, then the signal will grow unlimitedly in a straight line. If you build this line, then it can be used to evaluate the validity of products at any time. They will be unusable if the value of the leak detector signal is higher than this line. In general, the condition of validity will look:

Figure 00000011
Figure 00000011

Так же, как в первом случае, удобнее выбрать конкретный момент времени накопления Тн и для него рассчитать допустимое значение утечки:As in the first case, it is more convenient to choose a specific moment of accumulation time T n and for it calculate the allowable leak value:

Figure 00000012
Figure 00000012

Целесообразно время накопления взять таким, чтобы соответствующее значение допустимой утечки было равно самой норме Qm.расч.=Qн, то естьIt is advisable to take the accumulation time so that the corresponding value of the allowable leakage is equal to the norm Q m.calc. = Q n , i.e.

Figure 00000013
Figure 00000013

Figure 00000014
,
Figure 00000014
,

где k и К - константы, зависящие от конструктивных особенностей установки контроля. Тогда не надо пересчитывать имеющуюся норму утечки.where k and K are constants depending on the design features of the control installation. Then there is no need to recalculate the existing leak rate.

Обычно годные изделия дают сигнал гораздо меньший, чем допустимое значение, а негерметичные - гораздо больший сигнал. Поэтому можно время накопления выбирать несколько больше, чем период

Figure 00000015
, для получения более четкого результата. В каждом конкретном случае нужно выбрать оптимальное соотношение между степенью передержки на стадии накопления и риском перебраковки изделий за счет допустимого натекания.Usually suitable products give a signal much smaller than the permissible value, and unsealed ones give a much larger signal. Therefore, it is possible to choose the accumulation time somewhat more than the period
Figure 00000015
, to get a clearer result. In each particular case, it is necessary to choose the optimal ratio between the degree of overexposure at the accumulation stage and the risk of product rejection due to permissible leakage.

Пример 3.Example 3

Пример 3 является своеобразным совмещением принципов контроля, изложенных в примере 1 и примере 2, - использование накопления для ускорения достижения равновесного состояния после подключения течеискателя.Example 3 is a kind of combination of the control principles set forth in Example 1 and Example 2 — the use of accumulation to accelerate the achievement of an equilibrium state after connecting a leak detector.

При выполнении контроля по примеру 2 после снятия сигнала через 3 минуты при включенном течеискателе к вакуумной камере на несколько секунд подключают ее откачную систему. Наблюдая за показаниями течеискателя, откачку производят до тех пор, пока сигнал не станет равным 7,0·10-10 МПа/с. То есть в ускоренном порядке было достигнуто равновесное состояние течеискателя приближением к нему сверху.When performing the control in example 2 after removing the signal after 3 minutes when the leak detector is switched on, its pumping system is connected to the vacuum chamber for several seconds. Watching the leak detector, pumping is performed until the signal becomes equal to 7.0 · 10 -10 MPa / s. That is, in an accelerated order, the equilibrium state of the leak detector was achieved by approaching it from above.

При выполнении контроля по примеру 2 после того, как за 3 минуты был достигнут уровень равновесия, можно рассматривать накопление как метод ускорения достижения состояния равновесия приближением снизу.When performing the control according to example 2 after the equilibrium level has been reached in 3 minutes, accumulation can be considered as a method of accelerating the achievement of the equilibrium state by approaching from below.

Сигнал течеискателя после его подключения к камере будет вести себя по одному из четырех вариантов:The signal of the leak detector after it is connected to the camera will behave according to one of four options:

Первый, сигнал течеискателя не достиг равновесного значения и со временем уменьшается. Изделия следует считать годными.First, the leak detector signal has not reached equilibrium value and decreases with time. Products should be considered fit.

Второй, сигнал течеискателя выше браковочного признака и со временем увеличивается. Имеются негерметичные изделия.Second, the leak detector signal is higher than the reject sign and increases with time. There are leaks.

Третий, сигнал течеискателя не достиг браковочного уровня и со временем увеличивается. Система на пути к точке равновесия снизу, но неизвестно, пересечет ли она уровень нормы. Имеется неопределенность первого рода, следует дожидаться, пока установка не придет к равновесию.Third, the leak detector signal has not reached the rejection level and increases over time. The system is on its way to the bottom of the equilibrium point, but it is not known whether it will cross the normal level. There is uncertainty of the first kind, you should wait until the installation comes to equilibrium.

Четвертый, сигнал течеискателя выше браковочного признака, но со временем уменьшается. Система стремится к равновесию сверху, но неизвестно, будет ли при этом пересечен уровень нормы, имеется неопределенность второго рода, следует дожидаться, пока установка не придет к равновесию.Fourth, the leak detector signal is higher than the reject sign, but decreases with time. The system tends to equilibrium from above, but it is not known whether the norm level will be crossed at that, there is a second kind of uncertainty, you should wait until the installation reaches equilibrium.

В последних двух случаях можно применять методы ускорения приведения сигнала к равновесному значению путем кратковременного перекрытия вакуумной камеры или подключения к ней откачной системы.In the last two cases, methods can be used to accelerate the reduction of the signal to an equilibrium value by briefly shutting off the vacuum chamber or by connecting a pumping system to it.

Высокая эффективность предложенного способа поиска течей по наиболее важным характеристикам контрольной операции дает новый эффект - возможность контроля изделий с высокими требованиями по герметичности без применения нового дорогостоящего оборудования и без снижения производительности изготовления продукции.The high efficiency of the proposed method for searching for leaks by the most important characteristics of the control operation gives a new effect - the ability to control products with high tightness requirements without the use of new expensive equipment and without reducing production productivity.

Claims (5)

1. Способ поиска течей с помощью гелиевого течеискателя в изделиях, имеющих свободный объем, включающий подготовку изделий к контролю в установке контроля, содержащей вакуумную камеру, откачную систему вакуумной камеры, детектор утечки в виде масс-спектрометрического течеискателя, контрольно-измерительные приборы, запорную арматуру и трубопроводы, загрузку изделий в вакуумную камеру, набор вакуума с помощью откачной системы вакуумной камеры, подключение течеискателя к вакуумной камере, снятие показаний течеискателя, оценку годности изделий по этим показаниям путем их сравнения с допустимой утечкой, отличающийся тем, что снятие сигнала течеискателя производят до наступления равновесного состояния установки контроля в момент времени tк, а за величину допустимой утечки берут значение, вычисленное по формуле (1)1. A method for searching for leaks using a helium leak detector in products having free volume, including preparing the products for inspection in a monitoring installation comprising a vacuum chamber, a vacuum chamber evacuation system, a leak detector in the form of a mass spectrometric leak detector, instrumentation, and stop valves and pipelines, loading products into a vacuum chamber, vacuuming using a pumping system of a vacuum chamber, connecting a leak detector to a vacuum chamber, taking a leak detector, evaluating the suitability and dely for this indication by comparing them with the permissible leakage, characterized in that the removal of the leak detector signal produced before the equilibrium state of the control installation at time t k, and permissible value for charge leakage value calculated by the formula (1)
Figure 00000016
Figure 00000016
где Qд - поток, который показывает течеискатель через время tк после его подключения;where Q d - flow, which shows the leak detector through time t to after it is connected; Qн - нормативное значение потока утечки от изделий;Q n - the normative value of the leakage flow from products; S0 - быстрота откачки насоса течеискателя;S 0 - pumping speed of the leak detector pump; V - свободный объем вакуумной камеры;V is the free volume of the vacuum chamber; рвк - давление в вакуумной камере перед подключением течеискателя;p VK - pressure in the vacuum chamber before connecting the leak detector; tк - время, прошедшее после подключения течеискателя к вакуумной камере до момента снятия сигнала течеискателя.t to is the time elapsed after connecting the leak detector to the vacuum chamber until the leak detector signal was taken.
2. Способ поиска течей с помощью гелиевого течеискателя в изделиях, имеющих свободный объем, включающий подготовку изделий к контролю в установке контроля, содержащей вакуумную камеру, откачную систему вакуумной камеры, детектор утечки в виде масс-спектрометрического течеискателя, контрольно-измерительные приборы, запорную арматуру и трубопроводы, загрузку изделий в вакуумную камеру, набор вакуума с помощью откачной системы вакуумной камеры, подключение течеискателя к вакуумной камере, снятие показаний течеискателя, оценку годности изделий по этим показаниям путем их сравнения с допустимой утечкой, отличающийся тем, что снятие сигнала течеискателя производят через конкретный период времени Тк после подключения течеискателя, а за величину допустимой утечки берут значение, вычисленное по формуле (2)2. A method for searching for leaks using a helium leak detector in products having a free volume, including preparing the products for inspection in a monitoring installation comprising a vacuum chamber, a vacuum chamber evacuation system, a leak detector in the form of a mass spectrometric leak detector, instrumentation, and stop valves and pipelines, loading products into a vacuum chamber, vacuuming using a pumping system of a vacuum chamber, connecting a leak detector to a vacuum chamber, taking a leak detector, evaluating the suitability and dely for this indication by comparing them with the permissible leakage, characterized in that the removal of the leak detector signal produced over a particular period of time T after the connection to the leak detector, and the magnitude of the permissible leakage take the value calculated by formula (2)
Figure 00000017
Figure 00000017
где Тк - численное значения времени, прошедшего после подключения течеискателя к вакуумной камере до момента снятия сигнала течеискателя.where T to is the numerical value of the time elapsed after connecting the leak detector to the vacuum chamber until the leak detector signal was taken.
3. Способ поиска течей с помощью гелиевого течеискателя в изделиях, имеющих свободный объем, включающий подготовку изделий к контролю в установке контроля, содержащей вакуумную камеру, откачную систему вакуумной камеры, детектор утечки в виде масс-спектрометрического течеискателя, контрольно-измерительные приборы, запорную арматуру и трубопроводы, загрузку изделий в вакуумную камеру, набор вакуума с помощью откачной системы вакуумной камеры, подключение течеискателя к вакуумной камере, снятие показаний течеискателя, оценку годности изделий по этим показаниям путем их сравнения с допустимой утечкой, отличающийся тем, что снятие сигнала течеискателя производят через период времени Т0,9 после подключения течеискателя, который находят из формулы (3), а за величину допустимой утечки берут значение, равное 0,9 от нормативной утечки3. A method for searching for leaks using a helium leak detector in products having a free volume, including preparing the products for inspection in a monitoring installation comprising a vacuum chamber, a vacuum chamber evacuation system, a leak detector in the form of a mass spectrometric leak detector, instrumentation, and stop valves and pipelines, loading products into a vacuum chamber, vacuuming using a pumping system of a vacuum chamber, connecting a leak detector to a vacuum chamber, taking a leak detector, evaluating the suitability and dely for this indication by comparing them with the permissible leakage, characterized in that the removal of the leak detector signal produced through the period T 0.9 after connecting the leak detector, which is found from the formula (3) and for the value of the permissible leakage takes a value equal to 0.9 against regulatory leakage
Figure 00000018
Figure 00000018
где T0,9 - время, прошедшее после подключения течеискателя к вакуумной камере до момента снятия сигнала течеискателя, которое при натекании в вакуумную камеру потока утечки, равного нормативному потоку утечки, принимает значение 0,9 от величины этого потока.where T 0.9 is the time elapsed after the leak detector was connected to the vacuum chamber until the leak detector signal was taken, which, when a leak stream equal to the normative leakage stream flows into the vacuum chamber, takes the value 0.9 of the value of this stream.
4. Способ поиска течей с помощью гелиевого течеискателя в изделиях, имеющих свободный объем, включающий подготовку изделий в установке контроля, содержащей вакуумную камеру, откачную систему вакуумной камеры, детектор утечки в виде масс-спектрометрического течеискателя, контрольно-измерительные приборы, запорную арматуру и трубопроводы, загрузку изделий в вакуумную камеру, набор вакуума с помощью откачной системы вакуумной камеры, подключение течеискателя к вакуумной камере снятие показаний течеискателя, оценку годности изделий по этим показаниям путем их сравнения с допустимой утечкой, отличающийся тем, что перед подключением течеискателя к вакуумной камере ее выдерживают в закрытом состоянии в течение периода времени накопления пробного газа tн, а величину допустимой утечки определяют по формуле (4)4. A method for searching for leaks using a helium leak detector in products having a free volume, including preparation of products in a control installation containing a vacuum chamber, a vacuum chamber evacuation system, a leak detector in the form of a mass spectrometric leak detector, instrumentation, valves and piping , loading products into a vacuum chamber, vacuuming using a pumping system of a vacuum chamber, connecting a leak detector to a vacuum chamber, taking a leak detector, evaluating the suitability of products according to testimony to them by comparing them with an allowable leak, characterized in that before connecting the leak detector to the vacuum chamber, it is kept closed for a period of time of accumulation of the test gas t n , and the amount of allowable leak is determined by the formula (4)
Figure 00000019
Figure 00000019
где tн - время, прошедшее после перекрытия вакуумной камеры, для накопления пробного газа, до подключения течеискателя к вакуумной камере и снятия сигнала течеискателя,where t n is the time elapsed after the vacuum chamber was closed, for the accumulation of test gas, before connecting the leak detector to the vacuum chamber and taking the leak detector signal, k - коэффициент пропорциональности.k is the coefficient of proportionality.
5. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что вакуумную камеру выдерживают в закрытом состоянии в течение периода времени, за которое натекание пробного газа в вакуумную камеру с потоком, равным нормативному значению, даст при подключении течеискателя показание, численно равное нормативной утечке, а за величину допустимой утечки берут нормативное значение.5. The method according to claim 1 or 4, characterized in that the vacuum chamber is kept closed for a period of time during which leakage of the test gas into the vacuum chamber with a flow equal to the normative value will give a readout numerically equal to the normative leak when the leak detector is connected , and for the value of the allowable leak take the standard value.
RU2005107979/28A 2005-03-21 2005-03-21 Mode of searching leakages (variants) RU2322655C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005107979/28A RU2322655C2 (en) 2005-03-21 2005-03-21 Mode of searching leakages (variants)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005107979/28A RU2322655C2 (en) 2005-03-21 2005-03-21 Mode of searching leakages (variants)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005107979A RU2005107979A (en) 2006-09-10
RU2322655C2 true RU2322655C2 (en) 2008-04-20

Family

ID=37112246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005107979/28A RU2322655C2 (en) 2005-03-21 2005-03-21 Mode of searching leakages (variants)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2322655C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444714C1 (en) * 2010-12-09 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Корпорация "Тактическое ракетное вооружение" Method of inspecting air-tightness of hollow article with open end
RU2624909C1 (en) * 2016-10-19 2017-07-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for detecting leaky thermal elements of assemblies of nuclear reactor with liquid metal heat carrier

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444714C1 (en) * 2010-12-09 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Корпорация "Тактическое ракетное вооружение" Method of inspecting air-tightness of hollow article with open end
RU2624909C1 (en) * 2016-10-19 2017-07-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for detecting leaky thermal elements of assemblies of nuclear reactor with liquid metal heat carrier

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005107979A (en) 2006-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Serebrov et al. Neutron lifetime measurements using gravitationally trapped ultracold neutrons
JP2007232666A (en) Method and device for inspecting leakage in pipe line
RU2322655C2 (en) Mode of searching leakages (variants)
US3177699A (en) Volumetric flow meter calibrator
CN110865002A (en) High-precision material outgassing rate testing system and testing method thereof
Wright et al. Gas flowmeter calibrations with the 34 L and 677 L PVTt standards
RU2680159C9 (en) Method for determining volumes of closed cavities
Rombouts et al. A comparison of primary gas flow standards spanning the range from 10 sccm N2 to 10 slm N2
CN114659581A (en) Online accurate calibration method for container volume
RU2555185C2 (en) Method of mass-spectrometry based control of tightness of monoblock gas lasers
US3866057A (en) Method and apparatus for measuring gas flow
RU2037896C1 (en) Method of fittings testing and device for its implementation
RU2164359C2 (en) Leak detection method
CN111189972A (en) Method for measuring equivalent weight of accumulated height of oxide skin in boiler tube
RU2426084C1 (en) Device for generation of reference flows of probe gas and procedure for determination of reference flow of probe gas
Pope et al. Liquid Flow Meter Calibrations with the 0.1 L/s and the 2.5 L/s Piston Provers
RU2589941C1 (en) Method of controlling tightness of articles
RU2442118C2 (en) Method for leakage detection
Hosoma et al. Accurate volume measurement system for plutonium nitrate solution
RU2814650C1 (en) Device for control of removed alpha contamination of fuel electronics
RU2570119C1 (en) Method to control tightness
RU2072572C1 (en) Method for detection of gas permeability of fuel column of heat elements and for detection of position of gas-tight lock
Ha et al. A New Gravimetric Primary Standard for Natural Gas Flow Measurement at KOGAS
Mamontov et al. Increasing the radiation safety of nuclear power plants using the method of controlling the tightness of fuel elements
RU2109261C1 (en) Method of cryogenic vessel flaw detection

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20070302

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20070710