SU1716349A1 - Способ испытани замкнутых тонкостенных изделий на герметичность - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контролю герметичности замкнутых тонкостенных изделий пузырьковым методом и позвол ет повысить достоверность испытаний. Изделие погружают в гор чую жидкость и регистрируют места выделени  пузырьков. Затем выдерживают изделие в жидкости до прекращени  выделени  пузырьков и в стенке издели  простой формы или во всех местах выделени  пузырьков дл  изделий сложной формы выполн ют сквозные капилл рные отверсти . О герметичности издели  суд т по повторному выделению воздуха из капилл рного отверсти . 1 з,п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано при изготовлении малогабаритных, тонкостенных, герметичных изделий, например тюбиков, капсул, пеналов, содержащих гигроскопические и другие чувствительные к влаге наполг нители бытового назначени , а также радиоэлектронные элементы, пиропатроны, воспламенители РДТТ и другие пороховые устройства оружи .

Надежна  герметичность этих изделий  вл етс  одной из основных характеристик при их создании и основной характеристикой в серийном производстве, так как обеспечивает безотказную работу более сложных конструкций и узлов, в которые эти издели  вход т. В этих услови х при испытани х на герметичность сложных и дорогосто щих изделий требуетс  разбраковывать

издели  с высоким качеством контрол , устанавливать место их негерметичности.

Известен способ испытани  издели , имеющего отверстие, загерметизированное крышкой, на герметичность - пузырьковый, пневмогидравлический метод, состо щий из следующих операций: нагруженйе внутренней полости издели , погруженного в жидкость, избыточным давлением воздуха и регистраци  мест выделени  (отсутстви  выделени ) пузырьков воздуха.

Известен способ испытани  замкнутых Тонкостенных изделий на герметичность - пузырьковый-метод испытани  в гор чей жидкости, состо щий из следующих операций: погружение издели  в гор чую жидкость и регистраци  мест выделени  (отсутстви  выделени ) пузырьков воздуха после выдержки в течение определенного, например 0,2-2 мин времени.

QS О)

N Ю

Недостатком известных способов особенно при испытани х изделий со сложной формой,  вл етс  выделение воздушных пузырей из полузамкнутых полостей наружной поверхности издели , искажающих оценку качества издели  (герметичности внутренней полости издели ).

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности результатов испытани .

Поставленна  цель достигаетс  за счет погружени  замкнутого тонкостенного издели  в гор чую жидкость, выдержки издели  до прекращени  выделени  пузырьков воздуха, регистрации мест выделени  пузырьков воздуха, а также за счет выполне- ни  в стенке издели  сквозного капилл рного отверсти  или отверстий во всех местах выделени  пузырьков, за счет суждени  о герметичности по повторному выделению воздуха из капилл рного отверсти .

На фиг. 1 изображена установка дл  реализации способа испытани  замкнутых тонкостенных изделий; на фиг. 2-5 - узел I на фиг. 1.

Устройство дл  реализации способа со- держит сосуд 1, в котором устанавливают изделие 2. В сосуд 1 залита жидкость 3. Изделие 2 выполнено в виде корпуса 4 с наружной поверхностью 5 и имеет внутреннюю полость 6, стенку 7, выполненную из тонкостеннбго материала, например алюмини . Вариантом выполнени  стенки 7 может быть стенка перфорированной частью 8, отверсти  которой соедин ют внутреннюю полость 6 издели  с наружной поверх- ностью 5, и герметизатором 9, выполненным в виде тонкостенного листового материала, приклеенного к наружной поверхности перфорационной части 8. Имеетс  также инструмент 10 дл  выполнени  капилл рного отверсти  11 в стенке 7 издели , выполненный, например, в виде иглы диаметром 0,1-2 мм.

Диаметр капилл рного отверсти  11 зависит от сил взаимодействи  между молеку- лами жидкости 3 и материала стенки 7; поверхностного нат жени , смачивани  и т, д. и определ етс  по известным физическим зависимост м, исход  из услови  не- проникновени  жидкости 3 через капилл рное отверстие 11 (после его выполнени ) внутрь полости 6 корпуса 4 (

F  да ;

 сг

cm

)-

где F - сила поверхностного нат жени  удерживающа  жидкость 3 в капилл рном отверстии 11;.

FI - сила гидростатического давлени ;

d - диаметр капилл рного отверсти  11 ; о- коэффициент поверхностного нат жени ;

Pcm гидростатическое давление.

4а

Преобразу , получим d

cm

Изогнута  поверхность жидкости - мениск 12 в капилл рном отверстии 11 изображен на фиг. 4 (дл  смачиваемого материала). Сила (F), удерживающа  жидкость за кра  пленки мениска 12, преп тствующа  выходу воздуха из внутренней полости б, и вес (Р) столба жидкости в капилл рном отверстии 11, определ ютс  по известным физическим

зависимост м (F 2л г а Р , где г - радиус отверсти  4;

а- коэффициент поверхностного нат жени ;

D - плотность жидкости 3;

g- ускорение свободного падени ;

h - высота столба, толщина стенки 7).

Мениск 12, образованный в капилл рном отверстии 11, выполненном в несмачиваемом материале, изогнут в другую сторону.

При этом сила, отталкивающа  жидкость 3 от поверхности канала отверсти  11. способствует прохождению воздушного пузыр  13 и 14 из внутренней полости 6 издели  2 в жидкость 3 при давлении воздуха внутри издели  2, большем гидростатического давлени .

Способ испытани  замкнутых тонкостенных изделий на герметичность осуществл ют следующим образом.

Изделие 2 погружают в сосуд с гор чей жидкостью 3, например с температурой 50- 75°С на глубину, например 20-50 мм от верхней кромки издели  2 до поверхности жидкости 3. При этом воздух, наход щийс  во внутренней полости 6 издели  2, а также наход щийс  в полост х дефектов, расположенных на наружной поверхности б.издели  2, начинает прогреватьс  от поверхности стенок 7, давление в этих полост х повышаетс  по закону Шарл  (1+1/273t°), где мм рт. ст.; t° - температура нагревани  воздуха и после превышени  гидростатического давлени  воздуха из полостей б выдел етс  в жидкость 3 в виде пузырей 13 и 14.

При этом в смачивающемс  материале ила, удерживающа  жидкость 3 за кра  пленки мениска 12 (F 2jrrd), будет преп тствовать выходу воздушного пузыр  13 из отверсти  11, а в несмачивающемс  материале - помогать.

Выделение пузырей 13 и 14 воздуха из полостей 6 издели  2 происходит спуст  некоторое врем  после погружени  издели  2 в гор чую жидкость 3, необходимое дл  создани  избыточного давлени , например 5- 10 с в изделии 2 объемом 4л с коэффициентом наполнени .0,9 и алюминиевой стенкой 7 толщиной 0,1-1 мм.

Во всех издели х 2 возможны три случа  мест выделени  воздуха: из полузамкнутых полостей и дефектов, расположенных на наружной поверхности 5 герметического издели  2; из внутренней полости 6 негер- метического издели  2; одновременно из внутренней б и наружной полостей негерметичного издели  2.

Издели  2, выдел ющие воздух по первому варианту, герметичны, по второму и третьему - негерметичны, однако все варианты наход тс  под подозрением в негерметичности , так как отличить пузыри 13 и 14 воздуха, выдел емые по первому варианту от пузырей 13 и 14 воздуха, выдел емых по второму варианту, практически невозможно . Все эти издели  2 подвергаютс  дальнейшим испытани м (втора , треть  и четверта  операции).

Издели  2, не выдел ющие пузырей 13 и 14 воздуха в течение определенного периода времени, например 0,2-2 мин, герметичны и дальнейшим испытани м не подлежат.

Издели  2, выдел ющие при первой операции пузыри 13 и 1.4 воздуха, выдерживают в жидкости 3 до прекращени  их выделени , например дл  издели  2 объемом 4 л и коэффициентом заполнени  0,9. через 10 мин.

При освоенном серийном производстве изделий 2 с целью повышени  технологичности за счет исключени  выполнени  последующих операций на 50-90% изделий 2 допускаетс  в процессе выдержки изделий 2 на второй операции одновременно группировать издели  2 по характерному признаку выделени  пузырей 13 и 14 воздуха: интенсивности, месту выделени , разме рам, времени и т. п., а последующие опера- ции выполн ть на части изделий. 2, например на 10-50% или 1-5 издели х 2 от каждой группы.

При этом, чем более образовано.групп изделий 2 по характерному признаку выде- лени  пузырей 13 и 14 воздуха и чем больший процент изделий 2 отбираетс  дл  испытаний на последующих операци х, тем выше качество контрол  герметичности изделий 2, поскольку по результатам испытан- ных изделий 2 (10-50%) делаетс  вывод о герметичности остальных изделий 2 (5.0- 90%) в группе, не подвергавшимс  испытани м при дальнейших операци х.

При полном прекращении выделени  пузырей 13 и 14 воздуха давление в полузамкнутых полост х наружной поверхности 5 герметичных и негерметичных изделий

2и во внутренней полости 6 негерметичных изделий 2 уравновешиваетс  с наружным гидростатическим давлением.

В герметичных издели х 2 давление во внутренней полости 6 при этом повышаетс  до величины, определ емой по закону Шарл .

Удержива  издели  2 в жидкости 3, в тонкой стенке 7 корпуса 4 выполн ют преимущественно прокалыванием острием инструмента 10 капилл рное отверстие 11, например диаметром 0,3-0,5 мм,

После извлечени  инструмента 10 из капилл рного отверсти  11 выделение воздуха из негерметичной внутренней полости 6 издели  2 не происходит, поскольку давление во внутренней полости 6 было уравновешено с наружным гидростатическим давлением ранее.

Из герметичных .же изделий 2 воздух начинает выходить через капилл рное отверстие 11 в виде пузырей 13 и 14 в жидкости 3 под действием давлени  прогретого воздуха во внутренней полости 6, преодолева  гидростатическое давление жидкости 3 и силу, удерживающую мениск 12 жидкости

3в капилл рном отверстии 11 (при смачивающемс  материале стенки 7 и 9 издели  2).

При освоенном серийном производстве изделий 2 допускаетс  отверстие 11 в стенке 7 выполн ть на части изделий 2, например 10-50% или 1-5 издели х 2, отобранных от каждой группы по характерному признаку выделени  воздушных пузырей 13 и 14.

Провод т оценку герметичности изделий 2 по обратному условию. При отсутствии выделени  пузырей 13 и 14 воздуха из капилл рного отверсти  11 - издели  2 не герметичны, при наличии - герметично.

При освоенном серийном производстве допускаютс  результаты испытаний 10- 50% или 1-5 изделий 2 от каждой группы, отобранной на второй операции с достаточной степенью точности, распростран ть на всю группу.

Издели  2, прошедшие испытание с положительным результатом (герметичные), допускаетс  доработать - загерметизировать капилл рное отверстие 11 кэким-либо известным способом, например заклеить или запа ть с целью использовани  его по назначению.

Предлагаемый способ дает точный ответ о герметичности (негерметичности) издели  2 и позвол ет при отработке издели 

2 определить четкие критерии герметичности (негерметичности) при всем многообразии их конструкций и форм (врем  выдержки до полного прекращени  выделени  пузырей 13 и 14 воздуха из наружных и внутренней полостей 6, интенсивность и врем  их выделени , размеры пузырей 13 и 14, места их выделени , размер капилл рного отверсти  11), при серийном производстве сни- зить количество необоснованно забракованных изделий 2, объем ремонтных работ, снизить стоимость, контролировать герметичность не только малогабаритных, но и крупных изделий.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ испытани  замкнутых тонко стенных изделий на герметичность путем

   погружени  издели  в гор чую жидкость и регистрации мест выделени  пузырьков после выдержки, от л и ч а ю щи и с   тем, что, с целью повышени  достоверности результатов испытани , после регистрации мест выделени  пузырьков выдерживают изделие в жидкости до прекращени  выделени  пузырьков, в стенке издели  выполн ют сквозное капилл рное отверстие, а о герметичности издели  суд т по повторному выделению воздухе из капилл рного отверсти .
2. 2. Способно п/1, отличаю щи и с   тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей путем обеспечени  испытани  изделий сложной формы, сквозное капилл рное отверстие выполн ют во всех местах выделени  пузырьков.

   zz,

   ±

   2 ,б № ,8. ,1

   / / /

   гг ./ I Г, j ГТL .-. jSS sfamwite W )

   +

   -t . 1L / 1 Ч - - / - -

    - . f s s f s ,

   I IL-70

   -

   Фаг.3

   № ,8. ,1

   / / /

   1 .3

   -t-П r

   ФигЛ