RU2808700C1 - Method for testing for gas permeability of samples of materials operating at elevated temperatures and pressure drops - Google Patents
Method for testing for gas permeability of samples of materials operating at elevated temperatures and pressure drops Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808700C1 RU2808700C1 RU2023118004A RU2023118004A RU2808700C1 RU 2808700 C1 RU2808700 C1 RU 2808700C1 RU 2023118004 A RU2023118004 A RU 2023118004A RU 2023118004 A RU2023118004 A RU 2023118004A RU 2808700 C1 RU2808700 C1 RU 2808700C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- test
- collapsible chamber
- temperature
- heating
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000035699 permeability Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XQZYPMVTSDWCCE-UHFFFAOYSA-N phthalonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1C#N XQZYPMVTSDWCCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920006391 phthalonitrile polymer Polymers 0.000 description 8
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 4
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 4
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 3
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000331837 Tarenaya spinosa Species 0.000 description 1
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области испытательной техники, в частности, к испытаниям на газопроницаемость образцов материалов, работающих при повышенных температурах, с возможностью последующей оценки негерметичности корпусов спускаемых аппаратов пилотируемых космических кораблей, которые испытывают высокотемпературные нагрузки при спуске с орбиты, а также может найти применение в тех областях техники, где предъявляются требования к герметичности замкнутых объемов, работающих при повышенных температурах и перепаде давления.The invention relates to the field of testing equipment, in particular, to tests for gas permeability of samples of materials operating at elevated temperatures, with the possibility of subsequent assessment of the leakage of the housings of the descent vehicles of manned spacecraft, which experience high-temperature loads during descent from orbit, and can also find application in those areas of technology where there are requirements for the tightness of closed volumes operating at elevated temperatures and pressure drops.
Известен способ испытаний на газопроницаемость образцов материалов, работающих при повышенных температурах и перепаде давлений между давлением, близким к атмосферному, с одной стороны образца и вакуумом с другой стороны образца, включающий в себя размещение образца материала в виде диска с диаметром D и толщиной d при соотношении D/d=(40…60) в разборной камере с герметичными вакуумируемой измерительной полостью и полостью наддува, герметизацию образца материала между упомянутыми полостями, нагрев разборной камеры с размещенным в ней образцом материала, вакуумирование измерительной полости, создание испытательного давления смеси пробного газа и воздуха в полости наддува и измерение в измерительной полости разборной камеры парциального давления проникающего через образец пробного газа.There is a known method of testing for gas permeability of samples of materials operating at elevated temperatures and a pressure difference between pressure close to atmospheric on one side of the sample and vacuum on the other side of the sample, which includes placing a sample of the material in the form of a disk with a diameter D and a thickness d at the ratio D/d=(40...60) in a collapsible chamber with a sealed vacuum measuring cavity and a pressurization cavity, sealing a material sample between the mentioned cavities, heating the collapsible chamber with a material sample placed in it, evacuation of the measuring cavity, creating a test pressure of a mixture of test gas and air in the pressurization cavity and measurement in the measuring cavity of the collapsible chamber of the partial pressure of the test gas penetrating through the sample.
Способ описан в статье «Результаты исследований свойств углепластиков на основе различных полимерных связующих, перспективных для изготовления конструкций космической техники», Аккуратов И.Л., Алямовский А.И., Виноградов А.С., Герасимова Т.И., Земцова Е.В., Кириллов С.В., Копыл Н.И., Магжанов P.M., Сеньковский А.Н., Соколова С.П., Щербаков Э.В. Космическая техника и технологии, №1(20)/2018, стр. 62 - 66». Этот способ принят авторами за прототип.The method is described in the article “Results of studies of the properties of carbon fiber reinforced plastics based on various polymer binders, promising for the manufacture of space technology structures”, Akkuratov I.L., Alyamovsky A.I., Vinogradov A.S., Gerasimova T.I., Zemtsova E. V., Kirillov S.V., Kopyl N.I., Magzhanov R.M., Senkovsky A.N., Sokolova S.P., Shcherbakov E.V. Space technology and technology, No. 1(20)/2018, pp. 62 - 66.” This method is adopted by the authors as a prototype.
Недостаток данного способа заключается в том, что он не учитывает значение времени переходного процесса нагрева образца материала от комнатной температуры до требуемой температуры испытаний, что влечет за собой с одной стороны снижение точности и достоверности измеряемых величин газопроницаемости (при неравномерном нагреве), а с другой стороны увеличивает продолжительность испытаний в целом.The disadvantage of this method is that it does not take into account the time value of the transient process of heating a material sample from room temperature to the required test temperature, which entails, on the one hand, a decrease in the accuracy and reliability of the measured gas permeability values (with uneven heating), and on the other hand increases the duration of tests in general.
Задачей изобретения является создание эффективного способа испытаний на газопроницаемость образцов материалов, работающих при повышенных температурах и перепаде давления, а также снижение общего времени, затрачиваемого на испытания.The objective of the invention is to create an effective method for testing the gas permeability of samples of materials operating at elevated temperatures and pressure drops, as well as reducing the total time spent on testing.
Техническим результатом изобретения является повышение точности и достоверности измеряемых величин газопроницаемости образцов материалов и снижение общего времени, затрачиваемого на испытания.The technical result of the invention is to increase the accuracy and reliability of the measured values of gas permeability of material samples and reduce the total time spent on testing.
Технический результат достигается тем, что в способе испытаний на газопроницаемость образцов материалов, работающих при повышенных температурах и перепаде давлений между давлением, близким к атмосферному, с одной стороны образца и вакуумом с другой стороны образца, включающим в себя размещение упомянутого образца материала в виде диска с диаметром D и толщиной d при соотношении D/d=(40…60) в разборной камере с герметичными вакуумируемой измерительной полостью и полостью наддува, герметизацию образца материала между упомянутыми полостями, нагрев разборной камеры с размещенным в ней образцом материала, вакуумирование измерительной полости разборной камеры, создание испытательного давления смеси пробного газа и воздуха в полости наддува и измерение в измерительной полости парциального давления проникающего через образец пробного газа, перед размещением упомянутого образца материала в разборной камере устанавливают датчики температуры непосредственно на его поверхности, по крайней мере, в трех точках, причем один из упомянутых датчиков устанавливают в центре образца материала, после герметизации образца материала выполняют предварительный проверочный нагрев разборной камеры с образцом материала и установленными датчиками до требуемой температуры испытаний с помощью установленных параллельно оси разборной камеры и симметрично относительно упомянутой оси нагревателей, работающих с заданной потребляемой мощностью, при этом измеряют значение времени переходного процесса нагрева образца материала от комнатной температуры до требуемой температуры испытаний по показаниям датчиков температуры в пределах их погрешности измерений при заданной потребляемой мощности нагревателей, после чего размещение упомянутого образца материала в разборной камере осуществляют без размещения датчиков температуры на поверхности образца материала и после герметизации образца материала выполняют нагрев разборной камеры с образцом материала с помощью упомянутых нагревателей, работающих с той же заданной потребляемой мощностью, что и при предварительном проверочном нагреве, а вакуумирование измерительной полости, создание испытательного давления смеси пробного газа и воздуха в полости наддува и измерение в измерительной полости разборной камеры парциального давления проникающего через образец пробного газа выполняют по истечению ранее измеренного значения времени переходного процесса нагрева образца материала от комнатной температуры до требуемой температуры испытаний при заданной потребляемой мощности нагревателей.The technical result is achieved by the fact that in the method of testing for gas permeability of samples of materials operating at elevated temperatures and a pressure difference between pressure close to atmospheric on one side of the sample and vacuum on the other side of the sample, which includes placing the said sample of material in the form of a disk with diameter D and thickness d with the ratio D/d=(40...60) in a collapsible chamber with a sealed vacuum measuring cavity and a pressurization cavity, sealing a material sample between the mentioned cavities, heating the collapsible chamber with a material sample placed in it, vacuuming the measuring cavity of the collapsible chamber , creating a test pressure of a mixture of test gas and air in the pressurization cavity and measuring in the measuring cavity the partial pressure of the test gas penetrating through the sample; before placing the said sample of material in the collapsible chamber, temperature sensors are installed directly on its surface, at least at three points, and one of the mentioned sensors is installed in the center of the material sample, after sealing the material sample, preliminary test heating of the collapsible chamber with the material sample and installed sensors is performed to the required test temperature using heaters installed parallel to the axis of the collapsible chamber and symmetrically relative to the mentioned axis, operating with a given power consumption, in this case, the time value of the transient process of heating the material sample from room temperature to the required test temperature is measured according to the readings of temperature sensors within the limits of their measurement error at a given heater power consumption, after which the said material sample is placed in a collapsible chamber without placing temperature sensors on the surface of the material sample and after sealing the material sample, the collapsible chamber with the material sample is heated using the mentioned heaters operating with the same specified power consumption as during preliminary test heating, and the measuring cavity is evacuated, a test pressure of the mixture of test gas and air is created in the pressurization cavity, and the measurement in the measuring cavity of the collapsible chamber, the partial pressure of the test gas penetrating through the sample is carried out after the previously measured time value of the transient process of heating the material sample from room temperature to the required test temperature at a given power consumption of the heaters.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами - таблицами 1-3 (фиг.1-3).The essence of the invention is illustrated by graphic materials - tables 1-3 (Fig. 1-3).
На фиг.1 представлена таблица 1 с результатами испытаний по измерению времени переходного процесса равномерного нагрева образца углепластика на основе фталонитрильного связующего (углеродная ткань марки ВТкУ-2.200 (ТУ 1-595-11-1615-2016) + фталонитрильное связующее ВСН-31 (ТУ 1-595-12-1376-2013).Figure 1 shows Table 1 with test results for measuring the time of the transient process of uniform heating of a carbon fiber plastic sample based on a phthalonitrile binder (carbon fabric brand VTkU-2.200 (TU 1-595-11-1615-2016) + phthalonitrile binder VSN-31 (TU 1-595-12-1376-2013).
На фиг.2 представлена таблица 2 с результатами испытаний на газопроницаемость образцов углепластика (3 шт. ) на основе фталонитрильного связующего (углеродная ткань марки ВТкУ-2.200 + фталонитрильное связующее ВСН-31) при температурах 20, 50, 90, 150°С.Figure 2 shows Table 2 with the results of tests for gas permeability of carbon fiber samples (3 pieces) based on a phthalonitrile binder (carbon fabric brand VTKU-2.200 + phthalonitrile binder VSN-31) at temperatures of 20, 50, 90, 150°C.
На фиг.3 представлена таблица 3 с результатами испытаний на газопроницаемость образцов углепластика (3 шт. ) на основе термопластичного связующего полиэфирэфиркетона УПЭЭК-1 (углеродная нить UMT49S + полиэфирэфиркетон (ПЭЭК-121П) при температурах 20, 50, 90, 150°С.Figure 3 shows Table 3 with the results of tests for gas permeability of carbon fiber samples (3 pieces) based on the thermoplastic binder polyetheretherketone UPEEK-1 (carbon filament UMT49S + polyetheretherketone (PEEK-121P) at temperatures of 20, 50, 90, 150°C.
Способ испытаний на газопроницаемость образцов материалов, работающих при повышенных температурах и перепаде давления, между давлением, близким к атмосферному, с одной стороны образца и вакуумом с другой стороны образца, заключается в следующем:The method of testing for gas permeability of samples of materials operating at elevated temperatures and a pressure difference between pressure close to atmospheric on one side of the sample and vacuum on the other side of the sample is as follows:
1. устанавливают датчики температуры (например, датчики температуры ТЭП 018-05) непосредственно на поверхности образца материала, по крайней мере, в трех точках, причем один из упомянутых датчиков устанавливают в центре образца материала;1. install temperature sensors (for example, temperature sensors TEP 018-05) directly on the surface of the material sample, at least in three points, and one of the mentioned sensors is installed in the center of the material sample;
2. размещают образец материала в виде диска с диаметром D и толщиной d при соотношении D/d=(40…60) в разборной камере с герметичными вакуумируемой измерительной полостью и полостью наддува;2. place a sample of material in the form of a disk with a diameter D and a thickness d with a ratio D/d=(40...60) in a collapsible chamber with a sealed evacuated measuring cavity and a pressurization cavity;
3. герметизируют образец материала между упомянутыми полостями, например, с помощью уплотнительных колец из резины марки ИРП 1338;3. seal a sample of material between the mentioned cavities, for example, using sealing rings made of rubber brand IRP 1338;
4. выполняют предварительный проверочный нагрев разборной камеры с образцом материала и установленными датчиками до требуемой температуры испытаний с помощью установленных параллельно оси разборной камеры и симметрично относительно упомянутой оси нагревателей (например, инфракрасные керамические нагреватели FFE 1000), работающих с заданной потребляемой мощностью, при этом измеряют значение времени переходного процесса нагрева образца материала от комнатной температуры до требуемой температуры испытаний по показаниям датчиков температуры в пределах их погрешности измерений при заданной потребляемой мощности нагревателей (например, 70% от номинальной мощности);4. perform preliminary test heating of the collapsible chamber with a sample of the material and installed sensors to the required test temperature using heaters installed parallel to the axis of the collapsible chamber and symmetrically relative to the mentioned axis (for example, infrared ceramic heaters FFE 1000), operating with a given power consumption, while measuring the time value of the transient process of heating a sample of material from room temperature to the required test temperature according to the readings of temperature sensors within the limits of their measurement error at a given power consumption of the heaters (for example, 70% of the rated power);
5. прекращают предварительный проверочный нагрев разборной камеры с образцом материала и установленными датчиками температуры;5. stop preliminary test heating of the collapsible chamber with a sample of material and installed temperature sensors;
6. извлекают образец материала с установленными датчиками температуры из разборной камеры;6. remove a sample of material with installed temperature sensors from the collapsible chamber;
7. демонтируют датчики температуры с поверхности образца материала;7. remove the temperature sensors from the surface of the material sample;
8. размещают образец материала в разборной камере;8. place a sample of material in a collapsible chamber;
9. герметизируют образец материала между герметичными вакуумируемой измерительной полостью и полостью наддува;9. seal a sample of material between a sealed evacuated measuring cavity and a pressurization cavity;
10. выполняют нагрев разборной камеры с образцом материала с помощью упомянутых нагревателей, работающих с той же заданной потребляемой мощностью, что и при предварительном проверочном нагреве (например, 70% от номинальной мощности);10. perform heating of the collapsible chamber with a sample of the material using the mentioned heaters operating with the same specified power consumption as during preliminary test heating (for example, 70% of the rated power);
11. по истечению ранее измеренного значения времени переходного процесса нагрева образца материала от комнатной температуры до требуемой температуры испытаний вакуумируют измерительную полость (например, откачной системой течеискателя Leybold PhoeniXL300i);11. after the previously measured time value of the transient process of heating the material sample from room temperature to the required test temperature, the measuring cavity is evacuated (for example, using the pumping system of a Leybold PhoeniXL300i leak detector);
12. создают испытательное давление смеси пробного газа и воздуха в полости наддува (например, гелиево-воздушная смесь с процентным содержанием гелия 10%), делают технологическую выдержку и измеряют (например, с помощью гелиевого течеискателя Leybold PhoeniXL300i) в измерительной полости парциальное давление проникающего через образец пробного газа;12. create a test pressure of a mixture of test gas and air in the pressurization cavity (for example, a helium-air mixture with a helium percentage of 10%), make a process hold and measure (for example, using a Leybold PhoeniXL300i helium leak detector) in the measuring cavity the partial pressure penetrating through test gas sample;
13. прекращают нагрев разборной камеры с установленным образцом материала;13. stop heating the collapsible chamber with the installed sample of material;
14. повышают давление в измерительной полости до атмосферного;14. increase the pressure in the measuring cavity to atmospheric;
15. извлекают образец материала из разборной камеры.15. Remove a sample of material from the collapsible chamber.
Примером испытательной системы, с помощью которой может быть реализован предложенный способ, может служить стенд, эксплуатирующийся в ПАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королева». Стенд включает в себя разборную камеру с герметичными вакуумируемой измерительной полостью и полостью наддува, изготовленную из стали марки 12Х18Н10Т, уплотнительные кольца из резины марки ИРП 1338 для герметизации образца материала между упомянутыми полостями, датчики температуры ТЭП 018-05 (с погрешностью измерений±0,15%), инфракрасные керамические нагреватели FFE 1000 с ИК-отражателями, систему управления нагревом камеры, реализуемую на базе блока управления тиристорами БУТ-3М (ООО «НИИ Точприбор»), который управляется персональным компьютером с ПО Intouch, течеискатель Leybold PhoeniXL300i dry, блок вентилей с мановакууметром МТИ-1218-1,5 кгс/см2-1,0, трубопроводы.An example of a test system with which the proposed method can be implemented is the stand operated at PJSC RSC Energia named after. S.P. Queen". The stand includes a collapsible chamber with a sealed vacuum measuring cavity and a pressurization cavity made of steel grade 12Х18Н10Т, sealing rings made of rubber grade IRP 1338 for sealing a sample of material between the mentioned cavities, temperature sensors TEP 018-05 (with a measurement error of ±0.15 %), infrared ceramic heaters FFE 1000 with IR reflectors, a chamber heating control system implemented on the basis of a BUT-3M thyristor control unit (NII Tochpribor LLC), which is controlled by a personal computer with Intouch software, Leybold PhoeniXL300i dry leak detector, valve block with pressure and vacuum gauge MTI-1218-1.5 kgf/cm 2 -1.0, pipelines.
С помощью описанного стенда проводилась оценка газопроницаемости образцов углепластика на основе фталонитрильного связующего (углеродная ткань марки ВТкУ-2.200 (ТУ 1-595-11-1615-2016)+фталонитрильное связующее ВСН-31 (ТУ 1-595-12-1376-2013)) - 3 шт., образцов углепластика на основе термопластичного связующего полиэфирэфиркетона УПЭЭК-1 (углеродная нить UMT49S (СТО 30371716-004-2017) + ПЭЭК-121П (ТУ 20.16.40-565-00209349-2018)) - 3 шт. Диаметр образцов D=98±1 мм, толщина d=2,0±0,1 мм.Using the described stand, the gas permeability of carbon fiber samples based on a phthalonitrile binder was assessed (carbon fabric brand VTkU-2.200 (TU 1-595-11-1615-2016) + phthalonitrile binder VSN-31 (TU 1-595-12-1376-2013) ) - 3 pcs., carbon fiber samples based on the thermoplastic binder polyetheretherketone UPEEK-1 (carbon thread UMT49S (STO 30371716-004-2017) + PEEK-121P (TU 20.16.40-565-00209349-2018)) - 3 pcs. Sample diameter D=98±1 mm, thickness d=2.0±0.1 mm.
С использованием описанного способа были проведены испытания на газопроницаемость образца материала - углепластика на основе фталонитрильного связующего (углеродная ткань марки ВТкУ-2.200 (ТУ 1-595-11-1615-2016) + фталонитрильное связующее ВСН-31 (ТУ 1-595-12-1376-2013). Два датчика температуры t1 и t2 марки ТЭП 018-05 устанавливали в двух диаметрально противоположных точках, а датчик температуры t3 марки ТЭП 018-05 - в центре испытуемого образца материала. Затем образец с установленными датчиками температуры с помощью уплотнительных колец из резины марки ИРП 1338 герметично устанавливали в разборную камеру. Выполняли предварительный проверочный нагрев разборной камеры с образцом материала и установленными датчиками до требуемой температуры испытаний с помощью установленных параллельно оси разборной камеры и симметрично относительно упомянутой оси инфракрасных керамических нагревателей FFE 1000, работающих с заданной потребляемой мощностью. Значение времени переходного процесса нагрева образца измеряли от комнатной температуры, т.е. с момента включения инфракрасных керамических нагревателей FFE 1000 с ИК-отражателями до достижения требуемой температуры испытаний (50°С, 90°С, 150°С) по показаниям датчиков температуры в пределах их погрешности измерений при заданной потребляемой мощности нагревателей (70% от номинальной мощности, (700±10) Вт). Затем прекращали предварительный проверочный нагрев разборной камеры с образцом и установленными датчиками температуры; извлекали образец с установленными датчиками температуры из разборной камеры; демонтировали датчики температуры с поверхности образца материала; размещали образец материала в разборной камере; герметизировали образец материала между герметичными вакуумируемой измерительной полостью и полостью наддува; выполняли нагрев разборной камеры с образцом материала нагревателями с той же потребляемой мощностью, что и при предварительном нагреве, т.е. 70% от номинальной мощности, (700±10) Вт. По истечению ранее измеренного значения времени переходного процесса нагрева образца вакуумировали измерительную полость разборной камеры откачной системой течеискателя Leybold PhoeniXL300i, создавали испытательное давление 1,3 ата смеси пробного газа и воздуха в полости наддува (гелиево-воздушная смесь с процентным содержанием гелия 10%), делали технологическую выдержку 15 мин и измеряли гелиевым течеискателем Leybold PhoeniXL300i в измерительной полости парциальное давление проникающего через образец пробного газа, по значению которого определяли значение газопроницаемости образца методом вакуумирования способом откачки полости (полостей) изделия при нагружении давлением контрольного газа другой полости (полостей), смежной с первой с соответствии с ОСТ 92-1527-89.Using the described method, tests were carried out for the gas permeability of a material sample - carbon fiber plastic based on a phthalonitrile binder (carbon fabric brand VTkU-2.200 (TU 1-595-11-1615-2016) + phthalonitrile binder VSN-31 (TU 1-595-12- 1376-2013). Two temperature sensors t 1 and t 2 of the TEP 018-05 brand were installed in two diametrically opposite points, and a temperature sensor t 3 of the TEP 018-05 brand was installed in the center of the test sample of the material. Then the sample with installed temperature sensors using sealing rings made of rubber brand IRP 1338 were hermetically installed in the collapsible chamber. Preliminary test heating of the collapsible chamber with a sample of the material and installed sensors was carried out to the required test temperature using infrared ceramic heaters FFE 1000 installed parallel to the axis of the collapsible chamber and symmetrically relative to the mentioned axis, operating with a given power consumption The time value of the transient heating process of the sample was measured from room temperature, i.e. from the moment the FFE 1000 infrared ceramic heaters with IR reflectors are turned on until the required test temperature is reached (50°C, 90°C, 150°C) according to temperature sensor readings within the limits of their measurement error at a given heater power consumption (70% of the rated power , (700±10) W). Then the preliminary test heating of the dismountable chamber with the sample and installed temperature sensors was stopped; removed the sample with installed temperature sensors from the collapsible chamber; dismantled the temperature sensors from the surface of the material sample; placed a sample of material in a collapsible chamber; a sample of material was sealed between a sealed evacuated measuring cavity and a pressurization cavity; heated the collapsible chamber with the material sample using heaters with the same power consumption as during preheating, i.e. 70% of rated power, (700±10) W. After the previously measured value of the time of the transient heating process of the sample, the measuring cavity of the collapsible chamber was evacuated using the pumping system of a Leybold PhoeniXL300i leak detector, a test pressure of 1.3 ata of a mixture of test gas and air was created in the pressurization cavity (helium-air mixture with a helium percentage of 10%), and technological exposure of 15 minutes and measured with a Leybold PhoeniXL300i helium leak detector in the measuring cavity the partial pressure of the test gas penetrating through the sample, the value of which was used to determine the gas permeability of the sample using the evacuation method by pumping out the cavity (cavities) of the product while loading the test gas pressure of another cavity (cavities) adjacent to first in accordance with OST 92-1527-89.
Из таблицы 1 (фиг.1) видно, что для получения максимально достоверных значений газопроницаемости испытуемого образца при температуре, например, 50°С необходимо поддерживать нагрев не менее 40 минут. Дальнейшее поддержание заданного значения температуры не имеет смысла и приведет к увеличению общего времени, затрачиваемого на испытания.From Table 1 (Fig. 1) it is clear that in order to obtain the most reliable values of gas permeability of the test sample at a temperature of, for example, 50°C, it is necessary to maintain heating for at least 40 minutes. Continuing to maintain the set temperature does not make sense and will increase the total time spent on testing.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2808700C1 true RU2808700C1 (en) | 2023-12-01 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6354140B1 (en) * | 2000-09-18 | 2002-03-12 | The Boeing Company | Fluid leakage detector for vacuum applications |
| RU2779048C1 (en) * | 2021-09-27 | 2022-08-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук | Installation for mechanical testing of materials at high temperatures and under high pressures |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6354140B1 (en) * | 2000-09-18 | 2002-03-12 | The Boeing Company | Fluid leakage detector for vacuum applications |
| RU2782813C1 (en) * | 2021-09-14 | 2022-11-03 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for monitoring the seal tightness of elements of articles |
| RU2779048C1 (en) * | 2021-09-27 | 2022-08-31 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук | Installation for mechanical testing of materials at high temperatures and under high pressures |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Аккуратов Игорь Леонидович, Алямовский Андрей Иванович, Виноградов Алексей Сергеевич, Герасимова Татьяна Ивановна, Земцова Елена Владимировна, Кириллов Станислав Валерьевич, Копыл Николай Иванович, Магжанов Раис Мухтясибович, Сеньковский Александр Николаевич, Соколова Светлана Павловна, Щербаков Эдуард Викторович РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СВОЙСТВ УГЛЕПЛАСТИКОВ НА ОСНОВЕ РАЗЛИЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ СВЯЗУЮЩИХ, ПЕРСПЕКТИВНЫХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ // Космическая техника и технологии. 2018. 1 (20). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rezultaty-issledovaniy-svoystv-ugleplastikov-na-osnove-razlichnyh-polimernyh-svyazuyuschih-perspektivnyh-dlya-izgotovleniya (дата обращения: 22.09.2023). * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2669655A1 (en) | Testing apparatus for testing gas permeability on thickness direction of plastic matrix | |
| CN1720432B (en) | Methods and apparatus for detection of large leaks in sealed articles | |
| WO2012100631A1 (en) | Testing apparatus for testing air permeability on thickness direction of plastic matrix, and method therefor | |
| CN107817200B (en) | mixed gas permeability measuring device and method based on mass spectrometry | |
| Barrios et al. | Thermal conductivity of rigid foam insulations for aerospace vehicles | |
| Bechel et al. | Limiting the permeability of composites for cryogenic applications | |
| KR101560145B1 (en) | Batch measurement method for gas permeation, penetration damage and mechanical property, apparatus using thereof | |
| JP2007147327A (en) | Air leakage inspection device | |
| CN108204938B (en) | Hydrogen diffusion permeability measuring device in tritium-resistant coating | |
| RU2808700C1 (en) | Method for testing for gas permeability of samples of materials operating at elevated temperatures and pressure drops | |
| CN110068431A (en) | A kind of leakage test method of aerospace composite tank at low ambient temperatures | |
| US3939695A (en) | Apparatus for detecting leaks | |
| CN106197896A (en) | A kind of tube or inner liner air tightness detecting apparatus and determination of gas tightness method | |
| Saad et al. | Thermal characterization of IM7/8552-1 carbon-epoxy composites | |
| Jung et al. | Analyses of permeation characteristics of hydrogen in nitrile butadiene rubber using gas chromatography | |
| Czabaj et al. | Delamination of moisture saturated graphite/polyimide composites due to rapid heating | |
| CN110006948B (en) | Combustible liquid high-pressure explosion limit measuring device and mole fraction gas distribution method | |
| CN209570302U (en) | A kind of leakage system safety testing device for space flight low-temperature composite material component | |
| Yasuda et al. | Special problems and methods in the study of water vapor transport in polymers | |
| Gates et al. | Permeability and life-time durability of polymer matrix composites for cryogenic fuel tanks | |
| CN215677965U (en) | Gas-solid thermal desorption analysis platform | |
| Rivers et al. | Detection of micro-leaks through complex geometries under mechanical load and at cryogenic temperature | |
| Gao et al. | Leakage analysis of B shape ring self-energized seal in high pressure polythene polymerizer due to the aging of its nonmetallic ring | |
| Sullivan et al. | A model for the effusion of water in carbon phenolic composites | |
| CN109932140A (en) | A kind of leakage system safety testing device for space flight low-temperature composite material component |