RU2545373C1 - Method to prepare fuel storage tank for leakage checking - Google Patents

Method to prepare fuel storage tank for leakage checking Download PDF

Info

Publication number
RU2545373C1
RU2545373C1 RU2014102442/05A RU2014102442A RU2545373C1 RU 2545373 C1 RU2545373 C1 RU 2545373C1 RU 2014102442/05 A RU2014102442/05 A RU 2014102442/05A RU 2014102442 A RU2014102442 A RU 2014102442A RU 2545373 C1 RU2545373 C1 RU 2545373C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solvent
tank
vacuum drying
duration
total
Prior art date
Application number
RU2014102442/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Морозов
Юлий Иванович Казаков
Евгений Михайлович Кожевников
Валерий Тимофеевич Зевакин
Александр Викторович Казаков
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 RU2014102442/05A priority Critical patent/RU2545373C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2545373C1 publication Critical patent/RU2545373C1/en

Links

Landscapes

  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: proposed method to prepare a fuel storage tank for leakage checking involves the following: tanks 11 are put into a sealed chamber 1, atmospheric air is removed from the chamber and the tank 1 by vacuum pump 4, 5. Then the tank 11 surfaces are treated by solvent supplied through nozzle units 6, 7 provided that flow rates of the supplied and removed solvent are equal. At the first stage of the preparation process the tank 11 surfaces are treated by solvent jets heated up to the permissible temperature with the total flow rate providing for the removal of surface contaminations and heating of the tank 11 up to the temperature of the supplied solvent during the specified process time. The next stage involves alternating operations of affecting the surfaces by atomized solvent with its total flow rate providing for keeping of laminar-flowing down solvent film on the tank surfaces, and vacuum drying operations. The total duration of periodic treatment operations ?, regardless of the total time required for the removal of residual liquid and steam solvent phases from the tank before every vacuum drying operation, ?=?+?+?, where ?- required total duration of time to remove soluble clogging contaminations from the channel of through microleaks by extraction with the solvent; ?- required total duration of time to remove capillary moisture from the channel of through microleaks at vacuum drying; ?- required total duration of time to remove solvent from the channel of through microleaks at vacuum drying. Duration of every period of solvent action and vacuum dryingwhere n - total number of affection periods determined by the condition:where ?- duration of time required for the removal of residual liquid and steam solvent phases from the tank before every vacuum drying operation; the duration of treatment by solvent ?and of vacuum drying ?in each period are determined asEFFECT: increased efficiency and reliability of preparing fuel storage tanks for leakage checking, reduction of labour and financial expenditures on the performance of such works.1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к очистке поверхностей изделий от загрязнений, а также к подготовке изделий к контролю герметичности - операции, заключающейся в освобождении каналов сквозных микронеплотностей, возникающих в процессе изготовления изделий, от различного рода закупоривающих веществ (минеральных масел, смазочно-охлаждающих жидкостей, различных технологических сред, с которыми возможен контакт поверхностей изделий в процессе изготовления, а также капиллярной влаги - результата контакта поверхностей с водными средами и атмосферной влагой). Операция подготовки обязательна к выполнению перед высокочувствительным контролем герметичности, обеспечивая высокую надежность обнаружения и выявления сквозных микронеплотностей ультрамалых размеров.The invention relates to mechanical engineering, in particular to the cleaning of product surfaces from contaminants, as well as to the preparation of products for leak testing - the operation consisting in releasing the channels of through micro-leaks arising during the manufacture of products from various kinds of clogging substances (mineral oils, cutting lubricants liquids, various technological environments with which contact is possible between the surfaces of products during the manufacturing process, as well as capillary moisture - the result of contact between surfaces aquatic environments and atmospheric moisture). The preparation operation is required to be performed before the highly sensitive tightness control, providing high reliability of detection and identification of through micro-leaks of ultra-small sizes.

Для очистки и обезжиривания поверхностей оболочек топливных емкостей применяют обработку их растворителями. При этом используют методы заполнения объемов емкостей растворителем, циркуляционной, струйной и пароконденсатной очистки (см. Б.И. Иванов. Очистка металлических поверхностей пожаробезопасными составами. М.: Машиностроение, 1978 г.). Для удаления растворимых загрязнений из каналов сквозных микронеплотностей также используют растворители, причем основной метод удаления их из глубины каналов сквозных микронеплотностей - растворение и экстракция растворителями (см. ОСТ 92-4281-74 «Методы, средства и режимы подготовки поверхностей изделий перед испытаниями на герметичность»). Удаление воды и летучих жидкостей из глубины каналов сквозных микронеплотностей выполняют методами сушки (см. ОСТ 92-0019-78 «Методы и режимы сушки изделий перед испытаниями на герметичность»). Последовательно выполняя операции очистки поверхностей и освобождения сквозных микронеплотностей от растворимых загрязнений экстракцией, выпаривания влаги и других летучих жидкостей, обеспечивают возможность проникновения через микрокапилляры сквозных неплотностей молекул контрольных газов (гелия, аргона, элегаза и др.) при высокочувствительном контроле герметичности.For cleaning and degreasing the surfaces of the shells of fuel tanks, they are treated with solvents. At the same time, methods are used to fill the container volumes with a solvent, circulating, jet and steam condensate cleaning (see B. I. Ivanov. Cleaning metal surfaces with fireproof compounds. M: Engineering, 1978). Solvents are also used to remove soluble contaminants from the channels of through micro-densities, and the main method of removing them from the depth of channels of through micro-leaks is dissolution and extraction with solvents (see OST 92-4281-74 “Methods, means and modes of preparation of product surfaces before leak tests” ) The removal of water and volatile liquids from the depth of the channels of through micro-densities is carried out by drying methods (see OST 92-0019-78 "Methods and modes of drying products before leak testing"). By sequentially performing surface cleaning operations and freeing through micro-leaks from soluble contaminants by extraction, evaporating moisture and other volatile liquids, they allow penetration through micro-capillaries of through leaks of control gas molecules (helium, argon, SF6, etc.) with highly sensitive tightness control.

Наиболее близкими к предлагаемому изобретению можно отнести решения, регламентированные отраслевыми нормативными документами ОСТ 92-4281-74 и ОСТ 92-0019-78.Closest to the proposed invention include solutions regulated by industry regulations OST 92-4281-74 and OST 92-0019-78.

В известных способах, регламентированных ОСТ 92-4281-74, изделие, размещенное в герметичной моечной камере, обрабатывают растворителем в течение времени, достаточного для растворения и удаления поверхностных загрязнений, а также для растворения и экстракции малолетучих загрязнений (минеральных масел, жиров, различных жидких технологических сред), сосредоточенных в глубине сквозной микронеплотности.In the known methods regulated by OST 92-4281-74, an article placed in a sealed washing chamber is treated with a solvent for a time sufficient to dissolve and remove surface contaminants, as well as to dissolve and extract non-volatile contaminants (mineral oils, fats, various liquid technological media) concentrated in the depth of the through micro-density.

В известных способах, регламентированных ОСТ 92-0019-78, изделие, размещенное в сушильной камере, после нагрева выдерживается при условии интенсивного отвода выделяющихся паров жидкостей, при этом происходит испарение жидкостей (капиллярной влаги, растворителей) из каналов сквозных микронеплотностей.In the known methods regulated by OST 92-0019-78, the product placed in the drying chamber is maintained after heating under the condition of intensive removal of the released vapor of liquids, while the evaporation of liquids (capillary moisture, solvents) from the channels of through micro-densities occurs.

Описанные способы применяются с использованием индивидуальных специализированных технологических средств, причем последовательно: первоначально производятся операции очистки поверхностей и экстракционной очистки микронеплотностей от закупоривающих растворимых загрязнений, а затем операции осушки для удаления закупоривающих летучих жидкостей (влаги, растворителей).The described methods are applied using individual specialized technological means, and in succession: initially, surface cleaning and extraction cleaning of micro-leaks from clogging soluble contaminants are performed, and then drying operations are performed to remove clogging volatile liquids (moisture, solvents).

Недостаточная эффективность и надежность такой технологии подготовки изделий к контролю герметичности вызвана следующими факторами.The lack of effectiveness and reliability of such a technology for preparing products for leak testing is caused by the following factors.

Каждая из перечисленных операций в настоящее время выполняется с использованием специального технологического оборудования: для очистки поверхностей растворителями используют закрытые моечные камеры, аппараты обработки растворителями внутренних поверхностей топливных емкостей, для удаления растворимых загрязнений из каналов сквозных микронеплотностей используют установки длительного воздействия растворителя на поверхности с целью растворения и экстракции загрязнений из глубины сквозных микронеплотностей, для испарения закупоривающих летучих жидкостей и влаги применяют камеры вакуумной сушки емкостей, требующие устройств подогрева и поддержания повышенной температуры изделий в процессе осушки.Each of the above operations is currently carried out using special technological equipment: closed surfaces are used to clean the surfaces with solvents, solvent treatment units for the internal surfaces of fuel tanks, long-term solvent exposure units are used to remove soluble contaminants from through microleakness channels to dissolve and extraction of contaminants from the depth of through micro-densities, for evaporation Riva volatile liquids and moisture apply vacuum drying chamber containers requiring heating device and maintaining the elevated product temperature during dehydration.

Перемещение топливных емкостей больших размеров и массы от одной технологической установки к другой требует больших затрат труда и времени. Кроме того, в периоды таких перемещений не исключается повторная закупорка микронеплотностей, например, при капиллярной конденсации атмосферной влаги. В результате снижается надежность последующего контроля герметичности.Moving fuel tanks of large sizes and masses from one technological installation to another requires a lot of labor and time. In addition, during periods of such movements, repeated blockage of micro-densities is not excluded, for example, during capillary condensation of atmospheric moisture. As a result, the reliability of the subsequent tightness control is reduced.

Недостатком такой технологии является также то обстоятельство, что при последовательном применении на полный период воздействия методов экстракционной очистки и сушки изделия не всегда можно добиваться гарантированного освобождения сквозных микронеплотностей от закупоривающих веществ. Для того чтобы эффективно применять методы подготовки, необходимо четко представлять себе характер загрязнения каналов сквозных микронеплотностей. Например, если в глубине микронеплотности содержится капиллярная влага, а по краям - жировые загрязнения, необходимо первоначально применять методику растворения и экстракции растворителем, а затем - методику вакуумной осушки. И наоборот, если влага содержится по краям, а в глубине - минеральные масла, необходимо первоначально применять осушку и лишь затем экстракционную очистку. Реальная картина загрязнения изначально не ясна, в действительности характер загрязнения может быть мало предсказуемым. Еще более сложной становится задача очистки каналов микронеплотностей в том случае, когда закупоривающие вещества (растворимые и испаряемые) многократно чередуются по длине каналов микронеплотностей: при этом гарантированное удаление загрязнений последовательными операциями экстракционной очистки и сушки на полный период воздействия вообще не представляется возможным.The disadvantage of this technology is also the fact that with the consistent application of the methods of extraction cleaning and drying of the product for a full period of exposure, it is not always possible to achieve guaranteed release of through micro-densities from clogging substances. In order to effectively apply the preparation methods, it is necessary to clearly understand the nature of the contamination of the channels of through micro-leaks. For example, if there is capillary moisture in the depths of the microleakness and fatty contaminants along the edges, it is necessary to apply the solvent dissolution and extraction method first, and then the vacuum drying technique. Conversely, if moisture is contained at the edges, and mineral oils are in the depths, it is necessary to first apply drying and only then extraction cleaning. The real picture of pollution is not clear from the beginning; in reality, the nature of pollution can be little predictable. The task of cleaning microleakness channels becomes even more complicated when clogging substances (soluble and vaporized) repeatedly alternate along the length of microleakness channels: in this case, guaranteed removal of contaminants by successive extraction cleaning and drying operations for a full exposure period is not possible at all.

Эффективность подготовки может быть более высокой, если методы воздействия периодически меняются: при этом какой-либо из чередующихся методов может достигать положительного результата, и хотя процесс очистки приобретает дискретный характер, однако он более эффективен по достигаемому результату.The effectiveness of the preparation can be higher if the methods of exposure change periodically: while any of the alternating methods can achieve a positive result, and although the cleaning process becomes discrete, it is more effective in terms of the result achieved.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности и надежности подготовки топливных емкостей к контролю герметичности, снижение трудовых и финансовых затрат на выполнение этих работ.The task of the invention is to increase the efficiency and reliability of the preparation of fuel tanks for tightness control, reducing labor and financial costs for these works.

Поставленная задача решается способом подготовки топливной емкости к контролю герметичности, при котором емкость помещают в герметичную камеру, из объемов камеры и емкости вакуумным насосом удаляют атмосферный воздух, и затем выполняют обработку поверхностей емкости (внешних и внутренних одновременно или отдельно внутренних, либо внешних) подаваемым через форсуночные устройства растворителем, при условии равенства расходов подаваемого и удаляемого из объемов растворителя, согласно изобретению на первой стадии процесса подготовки производят обработку поверхностей емкости струями подогретого до допустимой температуры растворителя с общим расходом, обеспечивающим удаление поверхностных загрязнений и нагрев емкости до температуры подаваемого растворителя за технологически установленное время, а на последующей стадии периодически чередуют операции воздействия на поверхности мелкокапельно-распыленного растворителя с общим расходом, обеспечивающим поддержание на поверхностях емкости ламинарно-стекающей пленки растворителя, с операциями вакуумной осушки, а общая длительность операций периодической обработки τо, без учета общего времени, затрачиваемого на удаление из емкости остатков жидкой и паровой фаз растворителя перед каждой операцией вакуумной осушки,The problem is solved by the method of preparing the fuel tank for tightness control, in which the tank is placed in a sealed chamber, atmospheric air is removed from the chamber and tank volumes by a vacuum pump, and then surfaces of the tank (external and internal, either separately or internal or external) are fed through nozzle devices with a solvent, provided that the costs of the solvent supplied and removed from the volumes are equal, according to the invention in the first stage of the preparation process they treat the surfaces of the container with jets of a solvent heated to an acceptable temperature with a total flow rate that ensures removal of surface contaminants and heats the tank to the temperature of the supplied solvent in a technologically established time, and at the next stage, operations on the surface of a finely droplet-sprayed solvent are periodically alternated with a total flow rate ensuring maintenance on the surfaces of the capacity of the laminar-flowing film of the solvent, with operations of vacuum drying, and about Single periodic duration τ of processing operations excluding the total time spent on the removal of residues from the tank the liquid and vapor phases of the solvent before each operation of the vacuum drying,

τоэвлр,τ about = τ e + τ vl + τ p ,

гдеWhere

τэ - необходимая общая длительность удаления из канала сквозной микронеплотности растворимых закупоривающих загрязнений путем экстракции растворителем;τ e is the required total duration of removal from the channel of the through micro-density of soluble clogging impurities by solvent extraction;

τвл - необходимая общая длительность удаления из канала сквозной микронеплотности капиллярной влаги при вакуумной осушке;τ is - removing the necessary total length of the channel through mikroneplotnosti capillary moisture by vacuum drying;

τр - необходимая общая длительность удаления из канала сквозной микронеплотности растворителя при вакуумной осушке;τ p - the required total duration of removal from the channel of the through micro-tightness of the solvent during vacuum drying;

при длительности каждого периода воздействия растворителя и вакуумной осушкиwith the duration of each period of exposure to solvent and vacuum drying

τ i = τ о n

Figure 00000001
, τ i = τ about n
Figure 00000001
,

гдеWhere

n - общее количество периодов воздействия, назначаемое из условия:n is the total number of exposure periods assigned from the condition:

n τ о τ э τ у д

Figure 00000002
, где n τ about - τ uh τ at d
Figure 00000002
where

τуд - длительность удаления из объемов остатков жидкой и паровой фаз растворителя перед каждой операцией вакуумной осушки;τ beats - the duration of removal from the volumes of residual liquid and vapor phases of the solvent before each operation of vacuum drying;

при этом длительность обработки растворителем τ и вакуумной осушки τio в каждом периоде определяютсяthe duration of the solvent treatment τ ie and vacuum drying τ io in each period are determined

Figure 00000003
Figure 00000003

Значения τэ в зависимости от возможной глубины микронеплотности l, растворяющей силы применяемого растворителя, определяются рекомендациями ОСТ 92-4281-74:The values of τ e depending on the possible depth of micro-density l, the solvent force of the solvent used, are determined by the recommendations of OST 92-4281-74:

τ э = 2 l 2 D

Figure 00000004
- при одностороннем контакте с растворителем, с; τ uh = 2 l 2 D
Figure 00000004
- in case of unilateral contact with the solvent, s;

τ э = 0 , 5 l 2 D

Figure 00000005
- при двустороннем контакте с растворителем, с; τ uh = 0 , 5 l 2 D
Figure 00000005
- with bilateral contact with the solvent, s;

l - эффективная длина сквозной микронеплотности, см;l is the effective length of the through micro-density, cm;

D - коэффициент взаимной диффузии молекул растворителя и растворяемого вещества, см2/с.D is the coefficient of mutual diffusion of the solvent molecules and the solute, cm 2 / s

Таким образом, при возможности лишь одностороннего воздействия растворителя на поверхности емкости (например, при обработке только внутренних поверхностей емкости) общая длительность операции подготовки должна быть увеличена в сравнении с длительностью двухсторонней обработки не менее, чем в 4 раза.Thus, if only one-sided exposure of the solvent to the surface of the container is possible (for example, when processing only the inner surfaces of the container), the total duration of the preparation operation should be increased in comparison with the duration of two-sided processing by at least 4 times.

Значения τвл и τр в зависимости от возможной глубины микронеплотности l, метода (вакуумный или конвективный), температуры осушки, проницаемости микронеплотности для контрольного газа (гелия, гелиево-воздушной смеси) определяются по таблицам и номограммам ОСТ 92-0019-78.Values of τ vl and τ p depending on the possible depth of micro-tightness l, method (vacuum or convective), drying temperature, micro-tightness permeability for the control gas (helium, helium-air mixture) are determined from the tables and nomograms OST 92-0019-78.

Операции очистки поверхностей и очистки каналов сквозных микронеплотностей от закупоривающих веществ совмещаются на одном технологическом оборудовании, а также применяется многократное периодически повторяющееся чередование операций воздействия растворителя на поверхности изделия и вакуумной осушки изделия, что повышает надежность освобождения каналов микронеплотности от закупоривающих веществ.The operations of cleaning surfaces and cleaning channels of end-to-end micro-tightness from clogging substances are combined on one technological equipment, and multiple periodically repeated alternating operations of solvent exposure on the surface of the product and vacuum drying of the product are used, which increases the reliability of releasing micro-tightness channels from clogging substances.

Отличительным признаком предлагаемого изобретения является проведение на первой стадии процесса подготовки струйной очистки поверхностей топливной емкости подогретым до допустимой температуры растворителем в течение времени, достаточного для удаления поверхностных загрязнений и нагрева емкости до температуры растворителя, а на последующей стадии - периодическое чередование операций воздействия на поверхности изделия подогретого мелкокапельно-распыленного растворителя с общим расходом, обеспечивающим поддержание на поверхностях емкости ламинарно-стекающей пленки растворителя, и вакуумной осушки после удаления из объемов камеры и емкости жидкой и паровой фаз растворителя, причем регламентированы: общая длительность операций периодической обработки, длительность каждого отдельного периода воздействия растворителя и вакуумной осушки, а также время обработки растворителем и вакуумной осушки в каждом периоде.A distinctive feature of the invention is the first stage of the preparation process for blasting the surfaces of the fuel tank with a solvent heated to an acceptable temperature for a period of time sufficient to remove surface contaminants and heating the tank to a temperature of the solvent, and at the next stage, periodically alternating operations on the surface of the product heated fine droplet-sprayed solvent with a total flow rate ensuring maintenance on the surface x the capacity of the laminar-flowing film of the solvent, and vacuum drying after removal of the liquid and vapor phases of the solvent from the chamber volumes and the containers, and the following are regulated: the total duration of the periodic processing operations, the duration of each individual period of exposure to the solvent and vacuum drying, as well as the processing time of the solvent and vacuum dehydration in each period.

Периодическое и многократное повторение операций воздействия растворителем и вакуумной осушки при подготовке обеспечивает удаление закупоривающих загрязнений при любой комбинации их локализации по длине каналов сквозных микронеплотностей.Periodic and repeated repetition of the operations of solvent exposure and vacuum drying during preparation ensures the removal of clogging contaminants for any combination of their localization along the length of the channels of through micro-densities.

Использование подогретого растворителя кроме достижения эффекта увеличения растворяющего действия растворителя позволяет отказаться от применения специальных средств нагрева изделия внутри вакуумной камеры, необходимого для эффективной осушки. Совмещение операций очистки поверхностей и очистки каналов сквозных микронеплотности от закупоривающих веществ позволяет исключить трудозатраты и время на перемещение изделия из одной технологической установки в другие, а также исключает возможность повторной закупорки сквозных микропор на операциях перемещения изделия.The use of a heated solvent, in addition to achieving the effect of increasing the solvent action of the solvent, makes it possible to abandon the use of special means of heating the product inside the vacuum chamber, which is necessary for effective drying. Combining the operations of cleaning surfaces and cleaning channels of end-to-end micro-tightness from clogging substances eliminates labor costs and time for moving the product from one processing unit to others, and also eliminates the possibility of re-clogging through micropores in operations of moving the product.

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: повышение эффективности и надежности подготовки топливных емкостей к высокочувствительному контролю герметичности, снижение трудовых и финансовых затрат на выполнение этих работ.The analysis of known technical solutions in this technical field shows that the proposed method has features that are absent in the known technical solutions, and using them in the claimed combination makes it possible to obtain a new technical effect: improving the efficiency and reliability of preparing fuel tanks for highly sensitive tightness control, reducing labor and financial costs for the implementation of these works.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где приведена схема устройства для выполнения операций подготовки топливных емкостей к высокочувствительному контролю герметичности.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a device for performing operations of preparing fuel tanks for highly sensitive control of tightness.

Устройство включает герметичную камеру, состоящую из корпуса 1 и крышки 2, разделяемых и герметично соединяемых по фланцевому разъему, емкость хранения и предварительного подогрева растворителя 3, вакуумные насосы 4 и 5, предназначенные для удаления атмосферного воздуха их объемов камеры и изделия, душирующие устройства и форсуночные контуры 6 и 7, предназначенные для струйной очистки наружных и внутренних поверхностей изделия, а также для подачи мелкокапельно-распыленного растворителя на наружные и внутренние поверхности изделия, гидравлических насосов 8 для подачи растворителя в душирующие устройства и форсуночные контуры и 9 для откачки растворителя из объема изделия в емкость 3. Вакуумные и гидравлические магистрали обеспечены коммутирующими клапанами К1, К2, К3, К4, К5, К6 и К7. Емкость с растворителем 3 обеспечена устройством его подогрева 10. Термометр 12 предназначен для контроля температуры корпуса изделия (топливной емкости) 11. Термометр 13 предназначен для контроля температуры растворителя в емкости 3.The device includes a sealed chamber, consisting of a housing 1 and a cover 2, separated and hermetically connected by a flange connector, a storage and pre-heating tank for solvent 3, vacuum pumps 4 and 5, designed to remove atmospheric air from their chamber volumes and products, choking devices and nozzle circuits 6 and 7, designed for jet cleaning of the external and internal surfaces of the product, as well as for supplying a droplet-sprayed solvent to the external and internal surfaces of the product, hyd personal pumps 8 for supplying solvent to the choking devices and nozzle circuits and 9 for pumping solvent from the product volume into the tank 3. Vacuum and hydraulic lines are provided with switching valves K1, K2, K3, K4, K5, K6 and K7. The tank with solvent 3 is provided with a device for heating it 10. The thermometer 12 is designed to control the temperature of the product body (fuel tank) 11. The thermometer 13 is designed to control the temperature of the solvent in the tank 3.

Перед началом выполнения работ определяются значения показателей τэ, τвл, τр. Значение τэ определяется в зависимости от возможной глубины микронеплотности l, растворяющей силы применяемого растворителя по рекомендациям ОСТ 92-4281-74. Значения τвл, τр определяются в зависимости от возможной глубины микронеплотности l, температуры осушки, давления паров влаги и применяемого растворителя по рекомендациям ОСТ 92-0019-78. Значение τo определяется как τоэвлр.Before starting work, the values of the indicators τ e , τ vl , τ p are determined. The value of τ e is determined depending on the possible depth of micro-density l, the solvent power of the solvent used according to the recommendations of OST 92-4281-74. Values of τ vl , τ p are determined depending on the possible depth of micro-tightness l, drying temperature, moisture vapor pressure and solvent used according to the recommendations of OST 92-0019-78. The value of τ o is defined as τ o = τ e + τ vl + τ p .

Для выполнения операции подготовки крышка камеры открывается, и изделие (топливная емкость) 11 с предварительно смонтированным в его объеме душирующим устройством и форсуночным контуром 7 помещается в корпус камеры 1. После подключения объема изделия к магистрали откачки атмосферного воздуха и подключения душирующего устройства и форсуночного контура 7, смонтированных внутри объема, к магистрали подачи растворителя крышка камеры герметично закрывается. Включаются вакуумные насосы 4 и 5, открываются клапаны К1 и К2, и производится откачка атмосферного воздуха из объемов камеры и изделия (топливной емкости) 11 до остаточного давления 1,0…10-1 мм рт.ст. После подогрева нагревательным устройством 10 растворителя в емкости 3 до разрешенного значения (контроль по термометру 13) включается гидравлический насос 8, открываются клапаны К4 и К5, и растворитель подается к душирующим устройствам 6 и 7. Включается насос 9, открываются клапаны К6, К7, и производится откачка подаваемого растворителя из объемов камеры и изделия в емкость 3. После нагрева корпуса изделия 11 до температуры подаваемого на поверхности растворителя (контроль термометром 12) переключается подача растворителя на форсуночные контуры, обеспечивающие подачу на поверхности мелкокапельно-распыленного растворителя. Расход подаваемого на поверхности мелкокапельно-распыленного растворителя должен обеспечивать поддержание на поверхностях ламинарно-стекающей пленки растворителя в течение времени τ i э = τ э n

Figure 00000006
. Значение τэ назначается в зависимости от возможной глубины микронеплотности l, растворяющей силы применяемого растворителя по рекомендациям ОСТ 92-4281-74. Значение n устанавливается из условия:To perform the preparation operation, the chamber lid is opened, and the product (fuel tank) 11 with a pre-mounted scrubbing device and nozzle circuit 7 is placed in the chamber body 1. After connecting the product volume to the atmospheric air pumping line and connecting the scrubbing device and nozzle circuit 7 mounted inside the volume to the solvent supply line, the chamber lid is hermetically closed. The vacuum pumps 4 and 5 are turned on, the valves K1 and K2 open, and atmospheric air is pumped out from the chamber and the product (fuel tank) 11 to a residual pressure of 1.0 ... 10 -1 mm Hg. After heating the solvent by heating device 10 in the tank 3 to the allowed value (control by thermometer 13), the hydraulic pump 8 is turned on, valves K4 and K5 are opened, and the solvent is supplied to the choking devices 6 and 7. Pump 9 is turned on, valves K6, K7 are opened, and the supplied solvent is pumped out from the chamber and the product volumes into the tank 3. After heating the product body 11 to the temperature of the solvent supplied on the surface (controlled by thermometer 12), the solvent supply to the nozzle circuits is switched providing supply on the surface of a finely droplet-sprayed solvent. The flow rate of the fine droplet-sprayed solvent supplied on the surface must ensure that the solvent on the surfaces of the laminar-flowing film is maintained over time τ i uh = τ uh n
Figure 00000006
. The value of τ e is assigned depending on the possible depth of micro-density l, the solvent power of the solvent used according to the recommendations of OST 92-4281-74. The value of n is established from the condition:

n τ о τ э τ у д

Figure 00000002
, n τ about - τ uh τ at d
Figure 00000002
,

гдеWhere

τуд - длительность удаления из объемов остатков жидкой и паровой фаз растворителя перед каждой операцией вакуумной осушки;τ beats - the duration of removal from the volumes of residual liquid and vapor phases of the solvent before each operation of vacuum drying;

при этом длительность обработки растворителем τ и вакуумной осушки τio в каждом периоде определяютсяthe duration of the solvent treatment τ ie and vacuum drying τ io in each period are determined

Figure 00000007
Figure 00000007

По истечении времени τ производится удаление остатков жидкой фазы растворителя из объемов камеры и изделия насосом 9, а также паровой фазы вакуумными насосами 4 и 5 до остаточного давления паров 1,0 мм рт.ст., и при непрерывном вакуумировании объемов изделия и камеры выполняют операцию вакуумной осушки в течение времени τ i o = τ р + τ в л n

Figure 00000008
.After the time τ , the residual liquid phase of the solvent is removed from the chamber and article volumes by pump 9, as well as the vapor phase by vacuum pumps 4 and 5 to a residual vapor pressure of 1.0 mm Hg, and with continuous evacuation of the article and chamber volumes vacuum drying operation over time τ i o = τ R + τ at l n
Figure 00000008
.

Описанные операции повторяют n раз.The described operations are repeated n times.

При возможности только одностороннего воздействия растворителя на поверхности емкости (например, при обработке только внутренних поверхностей емкости) общая длительность операции τo должна быть увеличена в сравнении с длительностью двухсторонней обработки не менее чем в 4 раза.If only one-sided exposure to the solvent is possible on the surface of the container (for example, when processing only the inner surfaces of the container), the total operation time τ o should be increased in comparison with the duration of the two-sided treatment by at least 4 times.

Для опытной отработки использован макет топливного бака, представляющий цилиндрическую емкость с двумя эллиптическим днищами, конструкционный материал - сплав АМг-6, толщина стенок емкости - 4 мм. Диаметр емкости - 1000 мм, длина - 2000 мм. Днища емкости соединены с цилиндрической частью двумя кольцевыми сварными швами, толщина изделия в зоне сварного шва ~5,0 мм. Общий вес макета ~80 кг.For experimental testing, a fuel tank model was used, representing a cylindrical tank with two elliptical bottoms, structural material - AMg-6 alloy, the wall thickness of the tank was 4 mm. The diameter of the container is 1000 mm, the length is 2000 mm. The bottoms of the tank are connected to the cylindrical part by two circular welds, the thickness of the product in the weld zone is ~ 5.0 mm. The total weight of the layout is ~ 80 kg.

Перед опытной отработкой макет топливного бака и после тщательной подготовки подвергнут испытанию герметичности в вакуумной камере избыточным давлением гелия в его объеме 5,0 кгс/см2. Последующий контроль герметичности гелиевым течеискателем методом «щупа» позволил обнаружить два дефекта герметичности (сквозных микронеплотностей) с проницаемостью по гелию ~1,5·10-4 л мкм рт.ст.(~2·10-8 м3Па/с) и ~5·10-5 л мкм рт.ст./с (~6,65·10-9 м3Па/с). Каналы обнаруженных сквозных микронеплотностей закупорены попеременным воздействием давления комбинированного жирового загрязнения (смеси наиболее часто контактирующих с поверхностями изделий в процессе их изготовления масел и жиров: трансформаторное масло АТМ-65, вакуумные масла ВМ-1 и ВМ-4, масло индустриальное И-20, турбинное масло Т-22) и влаги. Закупорка микронеплотностей подтверждена последующими штатными испытаниями на герметичность.Before experimental testing, the layout of the fuel tank and after careful preparation were subjected to a leak test in a vacuum chamber with an excess helium pressure of 5.0 kgf / cm 2 in its volume. Subsequent monitoring of the tightness with a helium leak detector using the “probe” method made it possible to detect two tightness defects (through micro-leaks) with helium permeability of ~ 1.5 · 10 -4 l μm Hg (~ 2 · 10 -8 m 3 Pa / s) and ~ 5 · 10 -5 l μm Hg / s (~ 6.65 · 10 -9 m 3 Pa / s). The channels of detected through micro-leaks are clogged by alternating pressure of combined fat contamination (mixtures of oils and fats most in contact with the surfaces of products during their manufacture: ATM-65 transformer oil, VM-1 and VM-4 vacuum oils, I-20 industrial oil, turbine oil T-22 oil) and moisture. Clogging of micro-leaks is confirmed by subsequent routine leak tests.

Опытная отработка проведена в два этапа:Experimental testing was carried out in two stages:

- на первом этапе использована традиционная технология подготовки макета - последовательное применение экстракционной очистки микронеплотностей растворителем в течение 32 часов и последующая вакуумная осушка при температуре 50°C в течение 8 часов;- at the first stage, the traditional technology for preparing the layout was used — the sequential use of extraction cleaning of micro-leaks with a solvent for 32 hours and subsequent vacuum drying at a temperature of 50 ° C for 8 hours;

- на втором этапе применена предлагаемая новая методика подготовки макета, по которой процесс подготовки разделен на 8 последовательно выполняемых подэтапов, каждый общей продолжительностью 5 часов; при этом каждый подэтап включает - экстракционную очистку для удаления из микронеплотностей жировых загрязнений продолжительностью 240 минут и вакуумную осушку для удаления из микронеплотностей влаги и растворителя общей продолжительностью 60 минут.- at the second stage, the proposed new methodology for preparing the layout was applied, according to which the preparation process is divided into 8 successively performed sub-stages, each with a total duration of 5 hours; each sub-step includes extraction cleaning to remove fat contaminants from the micro-densities of 240 minutes and vacuum drying to remove moisture and solvent from the micro-densities of a total of 60 minutes.

Для опытной отработки изделие помещали в специальную камеру, оснащенную системой вакуумной откачки до остаточного давления 5·10-2 мм рт.ст., а также форсунками струйной подачи растворителя. Внутри макета также смонтировано устройство струйной обработки внутренних поверхностей сварных швов растворителем. Объем макета соединен герметичной магистралью через клапан с вакуумным насосом. После герметичного соединения крышки камеры из объемов камеры и макета удалялся атмосферный воздух до остаточного давления ~1·10-1…5·10-2 мм рт.ст.For experimental testing, the product was placed in a special chamber equipped with a vacuum pumping system to a residual pressure of 5 · 10 -2 mm Hg, as well as solvent spray nozzles. A solvent blasting device for the internal surfaces of the welds is also mounted inside the model. The layout volume is connected by a sealed line through a valve to a vacuum pump. After a tight connection of the chamber lid, atmospheric air was removed from the chamber and prototype volumes to a residual pressure of ~ 1 · 10 -1 ... 5 · 10 -2 mm Hg.

Для нагрева макета до температуры ~50°C на его поверхности через форсунки душирующих устройств подавался подогретый до температуры 60°C растворитель хладон 141b с общим расходом ~0,5 кг/мин. Одновременно с подачей растворителя на поверхность производилось его возвращение из объемов макета и камеры в емкость подогрева. При этом температура макета повышалась до 50°C за время 30…35 минут. Одновременно с подогревом изделия подаваемый на поверхности изделия растворитель выполняет функцию удаления поверхностных загрязнений.To heat the prototype to a temperature of ~ 50 ° C on its surface, solvent Freon 141b heated to a temperature of 60 ° C with a total flow rate of ~ 0.5 kg / min was supplied through nozzles of the showering devices. Simultaneously with the supply of solvent to the surface, it was returned from the volumes of the breadboard and chamber to the heating tank. At the same time, the temperature of the layout increased to 50 ° C during 30 ... 35 minutes. Simultaneously with the heating of the product, the solvent supplied to the surface of the product performs the function of removing surface contaminants.

На первом этапе испытания (вариант №1) после очистки и подогрева изделия в первые 30…35 минут в течение последующих 32 часов выполнялась операция экстракционной очистки при подаче на поверхности изделия мелкокапельно-распыленного растворителя, подогретого до температуры 50°C с общим расходом 0,05 кг/мин; затем после прекращения подачи растворителя и полного удаления его жидкой фазы из объемов камеры и макета производилась откачка паровой фазы вакуумным насосом до остаточного давления 1,0…0,5 мм рт.ст., после чего выполнялась вакуумная осушка макета при температуре 50…45°C в течение 8 часов при условии непрерывной откачки объемов камеры и макета. По окончании подготовительных работ производилась проверка достигнутого результата по измерению проницаемости сквозных микродефектов для гелия при перепаде давления 4 кгс/см2.At the first stage of the test (option No. 1) after cleaning and heating the product in the first 30 ... 35 minutes for the next 32 hours, an extraction cleaning operation was performed when a finely sprayed solvent was heated on the surface of the product, heated to a temperature of 50 ° C with a total flow rate of 0, 05 kg / min; then, after stopping the supply of solvent and complete removal of its liquid phase from the chamber and prototype volumes, the vapor phase was evacuated with a vacuum pump to a residual pressure of 1.0 ... 0.5 mm Hg, after which the model was vacuum dried at a temperature of 50 ... 45 ° C for 8 hours under the condition of continuous pumping of chamber volumes and layout. At the end of the preparatory work, the achieved result was checked by measuring the permeability of through microdefects for helium at a pressure drop of 4 kgf / cm 2 .

На втором этапе (вариант №2) после очистки и подогрева изделия в первые 30…35 минут экстракционная очистка в течение 4 часов и последующая вакуумная осушка при температуре ~50°C в течение часа повторялись последовательно 8 раз. По окончании подготовительных работ также производилась проверка достигнутого результата по измерению проницаемости сквозных микродефектов для гелия при перепаде давления 4 кгс/см2.At the second stage (option No. 2) after cleaning and heating the product in the first 30 ... 35 minutes, the extraction cleaning for 4 hours and the subsequent vacuum drying at a temperature of ~ 50 ° C for 8 hours were repeated sequentially 8 times. At the end of the preparatory work, the achieved result was also verified by measuring the permeability of through microdefects for helium at a pressure drop of 4 kgf / cm 2 .

Полученные результаты отражены в таблице.The results are shown in the table.

Figure 00000009
Figure 00000009

Как это видно, эффективность и надежность операции подготовки изделий к контролю герметичности при выполнении работ по второму варианту (в соответствии с предлагаемым новым способом подготовки) значительно выше в сравнении с подготовкой по традиционной технологии.As you can see, the efficiency and reliability of the operation of preparing the products for tightness control when performing work according to the second option (in accordance with the proposed new method of preparation) is much higher in comparison with the preparation using traditional technology.

Практическое применение предлагаемого способа при изготовлении топливных емкостей жидкостных ракет, космических аппаратов обеспечит высокий уровень их герметичности при эксплуатации в заправленном состоянии в течение многих десятилетий.Practical application of the proposed method in the manufacture of fuel tanks of liquid rockets, spacecraft will provide a high level of their tightness when operated in a charged state for many decades.

Claims (1)

Способ подготовки топливной емкости к контролю герметичности, при котором емкость помещают в герметичную камеру, из объемов камеры и емкости вакуумным насосом удаляют атмосферный воздух и затем выполняют обработку поверхностей емкости подаваемым через форсуночные устройства растворителем при условии равенства расходов подаваемого и удаляемого из объемов растворителя, отличающийся тем, что на первой стадии процесса подготовки производят обработку поверхностей емкости струями подогретого до допустимой температуры растворителя с общим расходом, обеспечивающим удаление поверхностных загрязнений и нагрев емкости до температуры подаваемого растворителя за технологически установленное время, а на последующей стадии периодически чередуют операции воздействия на поверхности мелкокапельно-распыленного растворителя с общим расходом, обеспечивающим поддержание на поверхностях емкости ламинарно-стекающей пленки растворителя, с операциями вакуумной осушки, а общая длительность операций периодической обработки τо, без учета общего времени, затрачиваемого на удаление из емкости остатков жидкой и паровой фаз растворителя перед каждой операцией вакуумной осушки,
τоэвлр,
где
τэ - необходимая общая длительность удаления из канала сквозной микронеплотности растворимых закупоривающих загрязнений путем экстракции растворителем;
τвл - необходимая общая длительность удаления из канала сквозной микронеплотности капиллярной влаги при вакуумной осушке;
τр - необходимая общая длительность удаления из канала сквозной микронеплотности растворителя при вакуумной осушке;
при длительности каждого периода воздействия растворителя и вакуумной осушки
τ i = τ o n ,
Figure 00000010

где
n - общее количество периодов воздействия, назначаемое из условия:
n τ o τ э τ у д ,
Figure 00000011

где
τуд - длительность удаления из объемов остатков жидкой и паровой фаз растворителя перед каждой операцией вакуумной осушки;
при этом длительность обработки растворителем τ и вакуумной осушки τ в каждом периоде определяются
τ i э = τ э n
Figure 00000012
;
τ i o = τ в л + τ р n .
Figure 00000013
A method of preparing a fuel tank for tightness control, in which the tank is placed in a sealed chamber, atmospheric air is removed from the chamber and tank volumes by a vacuum pump and then the surfaces of the tank are treated with solvent supplied through nozzle devices, provided that the flow rates of the solvent supplied and removed from the volumes are equal, characterized in that at the first stage of the preparation process, the surfaces of the container are treated with jets of solvent heated to an acceptable temperature with flow rate, ensuring removal of surface contaminants and heating the tank to the temperature of the supplied solvent in a technologically established time, and at the next stage, operations of exposure to the surface of a finely droplet-sprayed solvent are periodically alternated with a total flow rate ensuring the maintenance of the laminar-flowing film of the solvent on the tank surfaces, with operations vacuum drying, and the total duration of the operations of periodic processing τ about , without taking into account the total time spent on removal e from the tank of residual liquid and vapor phases of the solvent before each operation of vacuum drying,
τ about = τ e + τ vl + τ p ,
Where
τ e is the required total duration of removal from the channel of the through micro-density of soluble clogging impurities by solvent extraction;
τ is - removing the necessary total length of the channel through mikroneplotnosti capillary moisture by vacuum drying;
τ p - the required total duration of removal from the channel of the through micro-tightness of the solvent during vacuum drying;
with the duration of each period of exposure to solvent and vacuum drying
τ i = τ o n ,
Figure 00000010

Where
n is the total number of exposure periods assigned from the condition:
n τ o - τ uh τ at d ,
Figure 00000011

Where
τ beats - the duration of removal from the volumes of residual liquid and vapor phases of the solvent before each operation of vacuum drying;
the duration of the solvent treatment τ ie and vacuum drying τ io in each period are determined
τ i uh = τ uh n
Figure 00000012
;
τ i o = τ at l + τ R n .
Figure 00000013
RU2014102442/05A 2014-01-24 2014-01-24 Method to prepare fuel storage tank for leakage checking RU2545373C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014102442/05A RU2545373C1 (en) 2014-01-24 2014-01-24 Method to prepare fuel storage tank for leakage checking

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014102442/05A RU2545373C1 (en) 2014-01-24 2014-01-24 Method to prepare fuel storage tank for leakage checking

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2545373C1 true RU2545373C1 (en) 2015-03-27

Family

ID=53383286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014102442/05A RU2545373C1 (en) 2014-01-24 2014-01-24 Method to prepare fuel storage tank for leakage checking

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2545373C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5304253A (en) * 1990-09-12 1994-04-19 Baxter International Inc. Method for cleaning with a volatile solvent
RU2172218C1 (en) * 2000-04-28 2001-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Гермес" Method of cleaning cavities of articles
RU2173221C1 (en) * 2000-03-31 2001-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Гермес" Method and device for cleaning article by volatile solvents
RU2293611C1 (en) * 2005-07-20 2007-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "НИИ "Гермес" Plant for treatment of articles with volatile solvents
RU2399437C1 (en) * 2009-02-18 2010-09-20 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" Method for cleaning of articles with dissolvents
RU2447958C1 (en) * 2010-09-15 2012-04-20 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" Method of treatment

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5304253A (en) * 1990-09-12 1994-04-19 Baxter International Inc. Method for cleaning with a volatile solvent
RU2173221C1 (en) * 2000-03-31 2001-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Гермес" Method and device for cleaning article by volatile solvents
RU2172218C1 (en) * 2000-04-28 2001-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Гермес" Method of cleaning cavities of articles
RU2293611C1 (en) * 2005-07-20 2007-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "НИИ "Гермес" Plant for treatment of articles with volatile solvents
RU2399437C1 (en) * 2009-02-18 2010-09-20 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" Method for cleaning of articles with dissolvents
RU2447958C1 (en) * 2010-09-15 2012-04-20 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" Method of treatment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5045117A (en) System for removing flux residues from printed wiring assemblies
CN106733945A (en) A kind of supercriticality purging system and method
US20080079178A1 (en) Intrinsically safe flammable solvent processing method and system
RU148803U1 (en) BARCOMPLEX FOR TESTING FUEL TANKS OF LIQUID ROCKETS
RU2545373C1 (en) Method to prepare fuel storage tank for leakage checking
US2967120A (en) Method and apparatus for cleaning thermometers
JP6547105B2 (en) How to clean the tank
WO2017116285A1 (en) Method and device for non-destructive testing of items
RU2523053C1 (en) Product sealing test method
JPS54120449A (en) Method and apparatus for cleansing minute gaps
CN207057210U (en) Device for steaming counteracting tank
CN114850153B (en) A tank container combined cleaning system and cleaning method
RU2173221C1 (en) Method and device for cleaning article by volatile solvents
RU2578261C1 (en) Gas pipeline inside dehydration at negative temperatures
CN210834792U (en) A device for preparing transformer oil blank oil
RU2555041C1 (en) Method of items preparation for leak tests
CN115739847A (en) Carbon dioxide supercritical fluid cleaning system and method
RU2447958C1 (en) Method of treatment
RU2399437C1 (en) Method for cleaning of articles with dissolvents
CN219455670U (en) Sample thawing device for food detection
WO2017023477A8 (en) Pulsed liquid cryogen flow generator
RU2625866C2 (en) Method for cleaning containers of liquid rockets from components of rocket fuel after starting
SU594412A1 (en) Apparatus for testing articles submerged in liquids
RU2515218C1 (en) Method to test product for tightness
JPS57127823A (en) Leak test method for enclosed electric unit

Legal Events

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

Effective date: 20180125