RU2523056C1 - Method of checking leak-tightness - Google Patents

Method of checking leak-tightness Download PDF

Info

Publication number
RU2523056C1
RU2523056C1 RU2013105971/28A RU2013105971A RU2523056C1 RU 2523056 C1 RU2523056 C1 RU 2523056C1 RU 2013105971/28 A RU2013105971/28 A RU 2013105971/28A RU 2013105971 A RU2013105971 A RU 2013105971A RU 2523056 C1 RU2523056 C1 RU 2523056C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
medium
control
shell
interlayer space
penetrating
Prior art date
Application number
RU2013105971/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Морозов
Евгений Михайлович Кожевников
Олег Игоревич Тараненко
Петр Петрович Осинцев
Валерий Васильевич Самарьян
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес"
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 "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес"
Priority to RU2013105971/28A priority Critical patent/RU2523056C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2523056C1 publication Critical patent/RU2523056C1/en

Links

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: container is filled with a working or control medium (liquid or gas). Pressure of the medium is raised to a test value and held to allow the medium that has penetrated micro-leaks of the inner casing to accumulate in the interlayer space. Concentration of the accumulated medium is then measured through check holes lying uniformly on the surface of the outer casing. An estimate of the overall leakiness of the inner casing is calculated. The area of location of an end-to-end micro-defect is predefined as a region bounded by check points where the measured concentration of the control or working medium assumes a maximum value.
EFFECT: high efficiency and reliability of checking.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к испытательной технике. В последние годы в конструкциях топливных емкостей летательных аппаратов (ракет, самолетов, космических аппаратов) используются двухслойные оболочки, скрепленные сотовыми проставками. Дополнительно к весовому совершенству таких конструкций достигаются такие положительные качества, как повышенная прочность, жесткость, устойчивость к осевым сжимающим нагрузкам, повышенная несущая способность и др.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to testing equipment. In recent years, the construction of the fuel tanks of aircraft (rockets, aircraft, spacecraft) uses two-layer shells fastened with honeycomb spacers. In addition to the weighty perfection of such structures, such positive qualities as increased strength, rigidity, resistance to axial compressive loads, increased bearing capacity, etc. are achieved.

Для емкостей, изготовленных из двухслойных оболочек, внутренняя оболочка всегда имеет определяющее значение в достижении требуемой степени герметичности. Поэтому так важна эффективная технология проверки ее герметичности в общем процессе изготовления.For containers made of two-layer shells, the inner shell is always crucial in achieving the required degree of tightness. Therefore, an effective technology for checking its tightness in the general manufacturing process is so important.

Известен ряд способов проверки герметичности изделий, например, ГОСТ 24054-80, ГОСТ P 51780-2001.A number of known methods for checking the tightness of products, for example, GOST 24054-80, GOST P 51780-2001.

Также известен способ контроля герметичности межстенного пространства двухстенных резервуаров путем непрерывного контроля падения давления инертного газа в межстенном пространстве с помощью соответственных датчиков по ТУ 4575-001-81017117-2007. Такие способы контроля герметичности не обладают высокой чувствительностью.Also known is a method of monitoring the tightness of the inter-wall space of double-walled tanks by continuously monitoring the inert gas pressure drop in the inter-wall space using appropriate sensors according to TU 4575-001-81017117-2007. Such methods of tightness control do not have high sensitivity.

Известны способы контроля герметичности топливных емкостей, заключающиеся в том, что изделие помещается в испытательную камеру, объем его заполняется контрольной средой (газом, жидкостью или ее паром), давление повышается до значения давления рабочей среды, производят выдержку для накопления молекул проникающей через неплотности оболочки емкости среды, и по концентрации контрольной среды, накопленной за время выдержки в объеме испытательной камеры, производят оценку степени негерметичности (см. ОСТ 92-1527-89 «Изделия отрасли. Методы испытания на герметичность с применением масс-спектрометрических течеискателей»).Known methods for monitoring the tightness of fuel tanks, namely, that the product is placed in a test chamber, its volume is filled with a control medium (gas, liquid or its vapor), the pressure rises to the pressure of the working medium, an exposure is made to accumulate molecules penetrating through the leakage of the container shell medium, and the concentration of the control medium accumulated during the exposure time in the volume of the test chamber, assess the degree of leakage (see OST 92-1527-89 "Products of the industry. Test methods leak test using mass spectrometric leak detectors ”).

Такие способы не могут быть реализованы при испытании на герметичность емкостей, изготовленных из двухслойных оболочек, поскольку проникающая контрольная среда будет накапливаться прежде всего в межслойном пространстве. Более того, в связи с тем, что распространение молекул контрольной среды между слоями будет осуществляться по механизму диффузии, при длительном накоплении концентрация молекул контрольной среды в межслойном пространстве будет крайне неравномерной: максимальной в области истечения, минимальной или нулевой на достаточном расстоянии от места истечения.Such methods cannot be implemented when testing the tightness of containers made of two-layer shells, since the penetrating control medium will accumulate primarily in the interlayer space. Moreover, due to the fact that the distribution of control medium molecules between the layers will be carried out by the diffusion mechanism, with prolonged accumulation, the concentration of control medium molecules in the interlayer space will be extremely uneven: maximum in the outflow region, minimum or zero at a sufficient distance from the outflow site.

Изобретение должно позволить выполнять оценку потока проникающей через сквозные микронеплотности контрольной среды на основе дискретной информации о поле ее концентраций в межслойном пространстве.The invention should allow the assessment of the flow of penetrating through end-to-end micro-densities of the control medium based on discrete information on the field of its concentration in the interlayer space.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа контроля герметичности, позволяющего по результатам испытания производить оценку степени общей негерметичности двухслойной оболочки топливных емкостей, а также локализовать место дефекта.The objective of the invention is to develop a method for monitoring tightness, which allows to evaluate the degree of general leakage of a two-layer shell of fuel tanks according to the test results, as well as to localize the place of a defect.

Задача решается за счет того, что в предлагаемом способе испытаний на герметичность топливных емкостей, изготовленных из двухслойных оболочек, скрепленных сотовыми проставками, заключающемся в том, что объем емкости заполняется рабочей или контрольной средой (жидкостью или газом), давление заполняющей среды повышается до испытательного значения, производится выдержка для накопления в межслойном пространстве проникающей через микронеплотности внутренней оболочки среды, и затем через контрольные отверстия, равномерно расположенные на поверхности наружной оболочки, выполняются измерения концентрации накопленной среды Ci, г/дм3, при этом длительность накопления проникающей среды в межслойном пространстве τн определяют по соотношениюThe problem is solved due to the fact that in the proposed method of leak testing of fuel tanks made of two-layer shells fastened with honeycomb spacers, the tank volume is filled with a working or control medium (liquid or gas), the pressure of the filling medium rises to a test value , an exposure is made to accumulate in the interlayer space penetrating through the micro-tightness of the inner shell of the medium, and then through the control holes uniformly located on surface of the outer shell, the concentration measurements performed accumulated medium C i, g / dm 3, wherein the duration of accumulation medium penetrating into the interlayer space τ n is determined by the ratio

τ н V м C min Q доп

Figure 00000001
, с, τ n V m C min Q additional
Figure 00000001
, from,

где Qдоп - допустимое значение общей негерметичности внутренней оболочки, г/с;where Q add - the permissible value of the general leakage of the inner shell, g / s;

Vм - объем межслойного пространства оболочки, дм3;V m - the volume of the interlayer space of the shell, dm 3 ;

Cmin - чувствительность регистрирующей аппаратуры к концентрации проникающей среды в газе, заполняющем межоболочковую полость, г/дм3;C min - the sensitivity of the recording equipment to the concentration of the penetrating medium in the gas filling the intershell cavity, g / dm 3 ;

а оценку степени общей негерметичности внутренней оболочки Q0 вычисляют по соотношению:and an estimate of the degree of general leakage of the inner shell Q 0 is calculated by the ratio:

Q 0 = V м τ н 1 n i = 1 n C i

Figure 00000002
, г/с, Q 0 = V m τ n one n i = one n C i
Figure 00000002
g / s

где n - общее количество точек контроля концентрации проникающей среды в межслойном пространстве, ед.; where n is the total number of control points for the concentration of the penetrating medium in the interlayer space, units;

выбирается исходя из размеров емкости, условия обеспечения необходимой точности измерения Q0, необходимой точности предварительного установления зоны расположения микродефекта негерметичности;is selected based on the size of the tank, the conditions for ensuring the necessary measurement accuracy Q 0 , the necessary accuracy of the preliminary determination of the location zone of the microdefect leakage;

кроме того, предварительно зону расположения сквозного микродефекта устанавливают как область, ограниченную контрольными точками, в которых измеренные концентрации контрольной или рабочей среды имеют максимальные значения.in addition, preliminarily, the zone of location of the through microdefect is set as the region bounded by the control points at which the measured concentrations of the control or working medium have maximum values.

Для точного установления местонахождения микродефекта в объем межслойного пространства оболочки подается давление контрольного газа, и известными методами производится поиск течи по внутренней поверхности оболочки.To accurately determine the location of the microdefect, the pressure of the control gas is applied to the volume of the interlayer space of the shell, and leak detection is performed by known methods on the inner surface of the shell.

Отличительными признаками предлагаемого способа контроля герметичности являются следующие:Distinctive features of the proposed method of tightness control are the following:

- регламентирована конкретным соотношением длительность накопления проникающей среды в межслойном пространстве τн;- regulated by a specific ratio, the duration of the penetration of the penetrating medium in the interlayer space τ n ;

- определена методика расчета степени общей негерметичности внутренней оболочки Q0;- the methodology for calculating the degree of general leakage of the inner shell Q 0 ;

- установлена возможность определения зоны расположения микродефекта.- the ability to determine the location of the microdefect is established.

Анализ известных технических решений в данной области техники показывает, что предлагаемый способ имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности дает возможность получить новый технический эффект: обоснование вполне контролируемой по режиму проведения, надежной и высокочувствительной технологии испытания изделий на герметичность, минимизированной по затратам необходимых средств и труда.Analysis of the known technical solutions in the art shows that the proposed method has features that are not found in the known technical solutions, and using them in the claimed combination makes it possible to obtain a new technical effect: the justification of a well-controlled, reliable and highly sensitive technology for testing products on tightness minimized by the cost of necessary funds and labor.

Схема практической реализации предлагаемого способа контроля герметичности приведена на чертеже.The practical implementation diagram of the proposed method of tightness control is shown in the drawing.

Емкость 1 изготовлена методом сварки из двухслойных оболочек, содержащих внутреннюю герметичную 2 и внешнюю силовую 3 оболочки, которые скреплены между собой проставками 4. На внешней оболочке имеются контрольные отверстия 5, обеспечивающие возможность локального отбора проб газа, заполняющего межоболочковую полость 6. Причем, при необходимости имеется возможность герметизации контрольных отверстий технологическими или штатными заглушками.Capacity 1 is made by welding from two-layer shells containing an internal airtight 2 and external power 3 shells, which are fastened together by spacers 4. On the outer shell there are control holes 5 that provide the possibility of local sampling of gas filling the inter-shell cavity 6. Moreover, if necessary it is possible to seal control holes with technological or standard plugs.

Контроль герметичности внутренней оболочки, имеющей определяющее значение в достижении требуемой степени герметичности емкости в целом, выполняется следующим образом. Контрольные отверстия на внешней оболочке предварительно герметизируются технологическими заглушками. Внутренний объем емкости заполняется контрольной или рабочей средой, давление среды повышается до рабочего значения, и производится выдержка для накопления проникающей в межоболочковую полость через сквозные неплотности внутренней оболочки контрольной или рабочей среды. Выдержка производится в течение времени:The tightness control of the inner shell, which is crucial in achieving the desired degree of tightness of the tank as a whole, is performed as follows. Test holes on the outer shell are pre-sealed with process plugs. The internal volume of the tank is filled with a control or working medium, the pressure of the medium rises to the operating value, and exposure is made to accumulate penetrating into the intershell cavity through the through leaks of the inner shell of the control or working medium. Excerpted over time:

τ н V м C min Q доп

Figure 00000001
, с, τ n V m C min Q additional
Figure 00000001
, from,

где Qдоп - допустимое значение общей негерметичности внутренней оболочки, г/с;where Q add - the permissible value of the general leakage of the inner shell, g / s;

Vм - объем межслойного пространства оболочки, дм3;V m - the volume of the interlayer space of the shell, dm 3 ;

Cmin - чувствительность регистрирующей аппаратуры к концентрации проникающей среды в газе, заполняющем межоболочковую полость, г/дм3.C min is the sensitivity of the recording equipment to the concentration of the penetrating medium in the gas filling the intershell cavity, g / dm 3 .

Затем последовательно снимая технологические заглушки, производят отбор проб газа из каждого контрольного отверстия, и оценивают содержание контрольной или рабочей среды в каждой из проб.Then sequentially removing technological plugs, gas samples are taken from each control hole, and the content of the control or working medium in each of the samples is evaluated.

Производят оценку степени общей негерметичности внутренней оболочки Q0, которую вычисляют по соотношению:Assess the degree of general leakage of the inner shell Q 0 , which is calculated by the ratio:

Q 0 = V м τ н 1 n i = 1 n C i

Figure 00000002
, с, Q 0 = V m τ n one n i = one n C i
Figure 00000002
, from,

где n - общее количество точек контроля концентрации проникающей среды в межслойном пространстве, ед.where n is the total number of control points for the concentration of the penetrating medium in the interlayer space, units

Количество контрольных точек устанавливается, исходя из размеров емкости, а также условий обеспечения необходимой точности измерения Q0, необходимой точности предварительного установления зоны расположения микродефекта негерметичности.The number of control points is set based on the dimensions of the tank, as well as the conditions for ensuring the necessary measurement accuracy Q 0 , the necessary accuracy of the preliminary determination of the location of the microdefect leakage.

Если измеренное значение Q0 превышает допустимую степень общей негерметичности внутренней оболочки, устанавливают предварительно зону расположения сквозного микродефекта как область, ограниченную контрольными точками, в которых измеренные концентрации контрольной или рабочей среды имеют максимальные значения.If the measured value of Q 0 exceeds the permissible degree of general leakage of the inner shell, pre-set the zone of location of the through microdefect as the area bounded by the control points at which the measured concentrations of the control or working medium have maximum values.

Давление контрольной или рабочей среды в объеме бака понижается до атмосферного значения, производится удаление среды и вентиляция объема для удаления остатков ее жидкой и паровой фаз. Для точного установления местонахождения дефекта, контрольные отверстия вновь герметизируются технологическими заглушками, межоболочковая полость заполняется контрольным газом, давление его повышается, после чего в предварительно установленной зоне расположения дефекта производится течеискание обследованием внутренней поверхности оболочки, при этом определяется точное местонахождение дефекта.The pressure of the control or working medium in the tank volume is reduced to atmospheric value, the medium is removed and the volume is ventilated to remove residual liquid and vapor phases. To accurately determine the location of the defect, the control holes are again sealed with technological plugs, the intershell cavity is filled with the control gas, its pressure rises, after which the leak detection is carried out by the inspection of the inner surface of the shell in the pre-installed defect location zone, and the exact location of the defect is determined.

Практическое применение предлагаемого способа обеспечит высокую эффективность испытания герметичности изделий, изготовленных из двухслойных оболочек, например, топливных баков ракетно-космической техники, авиационной техники. Применение заявляемого устройства обеспечивает высокий уровень герметичности и надежности таких изделий.Practical application of the proposed method will provide high efficiency testing the tightness of products made from two-layer shells, for example, fuel tanks of rocket and space technology, aircraft. The use of the claimed device provides a high level of tightness and reliability of such products.

Claims (2)

1. Способ контроля герметичности емкостей, изготовленных из двухслойных оболочек, скрепленных сотовыми проставками, заключающийся в том, что объем емкости заполняется рабочей или контрольной средой (жидкостью или газом), давление заполняющей среды повышается до испытательного значения, производится выдержка для накопления в межслойном пространстве проникающей через микронеплотности внутренней оболочки среды, и затем через контрольные отверстия, равномерно расположенные на поверхности наружной оболочки, выполняются измерения концентрации накопленной среды Ci, г/дм3, причем длительность накопления проникающей среды в межслойном пространстве составляет τн
Figure 00000001
, c,
где Qдоп - допустимое значение общей негерметичности внутренней оболочки, г/с;
Vм - объем межслойного пространства оболочки, дм3;
Cmin - чувствительность регистрирующей аппаратуры к концентрации проникающей среды в воздухе, г/дм3;
а оценку степени общей негерметичности внутренней оболочки Q0 вычисляют по соотношению
Figure 00000002
, г/с,
где n - общее количество точек контроля концентрации проникающей среды в межслойном пространстве, ед., выбирается, исходя из размеров емкости, условия обеспечения необходимой точности измерения Q0, необходимой точности предварительного установления зоны расположения микродефекта негерметичности;
кроме того, предварительно зону расположения сквозного микродефекта устанавливают как область, ограниченную контрольными точками, в которых измеренные концентрации контрольной или рабочей среды имеют максимальные значения.
1. The method of monitoring the tightness of containers made of two-layer shells fastened with honeycomb spacers, which consists in the fact that the volume of the tank is filled with a working or control medium (liquid or gas), the pressure of the filling medium rises to a test value, exposure is made to accumulate penetrating in the interlayer space through micro-leaks of the inner shell of the medium, and then through the control holes uniformly located on the surface of the outer shell, concentration measurements are performed the accumulated medium C i , g / dm 3 , and the duration of the penetration of the penetrating medium in the interlayer space is τ n
Figure 00000001
, c,
where Q add - the permissible value of the general leakage of the inner shell, g / s;
V m - the volume of the interlayer space of the shell, dm 3 ;
C min is the sensitivity of the recording equipment to the concentration of the penetrating medium in air, g / dm 3 ;
and the assessment of the degree of general leakage of the inner shell Q 0 is calculated by the ratio
Figure 00000002
g / s
where n is the total number of monitoring points of the concentration of the penetrating medium in the interlayer space, units, is selected based on the size of the tank, the conditions for ensuring the necessary measurement accuracy Q 0 , the necessary accuracy of preliminary determination of the location zone of the microdefect leakage;
in addition, preliminarily, the zone of location of the through microdefect is set as the region bounded by the control points at which the measured concentrations of the control or working medium have maximum values.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для точного установления местонахождения микродефекта в объем межслойного пространства оболочки подается давление контрольного газа и поиск течи производится по внутренней поверхности оболочки. 2. The method according to claim 1, characterized in that for the accurate determination of the location of the microdefect in the volume of the interlayer space of the shell pressure of the control gas is supplied and leak detection is performed on the inner surface of the shell.
RU2013105971/28A 2013-02-12 2013-02-12 Method of checking leak-tightness RU2523056C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013105971/28A RU2523056C1 (en) 2013-02-12 2013-02-12 Method of checking leak-tightness

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013105971/28A RU2523056C1 (en) 2013-02-12 2013-02-12 Method of checking leak-tightness

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2523056C1 true RU2523056C1 (en) 2014-07-20

Family

ID=51217589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013105971/28A RU2523056C1 (en) 2013-02-12 2013-02-12 Method of checking leak-tightness

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2523056C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU330368A1 (en) *
SU712712A1 (en) * 1975-10-21 1980-01-30 Предприятие П/Я В-8685 Method of determining local zone of leakage of cryogenic pipeline
RU2100790C1 (en) * 1993-06-30 1997-12-27 Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им.акад.В.П.Глушко Process testing leak-proofness of articles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU330368A1 (en) *
SU712712A1 (en) * 1975-10-21 1980-01-30 Предприятие П/Я В-8685 Method of determining local zone of leakage of cryogenic pipeline
RU2100790C1 (en) * 1993-06-30 1997-12-27 Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им.акад.В.П.Глушко Process testing leak-proofness of articles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102507106B (en) Method for monitoring leakage in on-orbit state for spacecraft
JP2017072491A (en) Leakage inspection device and leakage inspection method
CN104089951A (en) Crack characteristic detection apparatus and detection method
JP2014526047A5 (en)
JPS59170739A (en) Leak inspecting method of tank
JP2004012136A (en) Permeability measuring method and permeability measuring instrument for base rock, etc
US9733147B2 (en) Method for testing a leakage detection system
CN104764862B (en) A kind of gas concentration on-the-spot test method
RU2523056C1 (en) Method of checking leak-tightness
Schlick‐Hasper et al. Industrial leak testing of dangerous goods packagings
US10281304B2 (en) Device and method for estimating a flow of gas in an enclosure maintained at reduced pressure in relation to the gas
US20200217743A1 (en) Method of testing the seal of transportable containers, such as suitcases, trunks, cases and the like
RU2451916C1 (en) Inspection method
CN110044789B (en) Device and method for measuring minimum starting pressure and pressure wave propagation rate
US7274447B2 (en) Material porosity pressure impulse testing system
US20180252613A1 (en) Leak Detection Upon Evacuation of a Test Chamber or a Specimen
US11105729B2 (en) Sensor for measuring the embrittlement of steels by hydrogen in an aggressive environment, said sensor comprising a metal cavity connected to a pressure-measuring device
US20090165535A1 (en) Leak localization in a cavitated body
RU2541707C2 (en) Method of inspecting air-tightness of single-block gas lasers disconnected from exhaust cart by emission spectral analysis
RU2576635C1 (en) Method of inspecting leakage of ring laser gyroscopes
RU185185U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE RESIDUAL RESOURCE OF A GAS PIPELINE METAL
RU2444714C1 (en) Method of inspecting air-tightness of hollow article with open end
RU2515218C1 (en) Method to test product for tightness
CN109959597B (en) Device and method for measuring migration rate of oil in rock core
KR102584912B1 (en) Apparatus and Method for Detecting Wall-thining of Pipe

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180213