Статья опубликована в рамках: XLV Международной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике» (Россия, г. Новосибирск, 28 апреля 2015 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Приборостроение, метрология, радиотехника
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
- Условия публикаций
- Все статьи конференции
дипломов
Статья опубликована в рамках:
Выходные данные сборника:
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВАКУУМНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕЧЕИСКАТЕЛЕЙ
Смирнов Дмитрий Юрьевич
магистрант Арзамасского политехнического института (филиала) Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, г. Арзамас
E -mail: longinusiun@yandex.ru
Рябикина Татьяна Владимировна
канд. техн. наук, доцент Арзамасского политехнического института (филиала) Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, г. Арзамас
E -mail: uchsovet@apingtu.edu.ru
RESEARCH OF THE INFLUENCE OF POLLUTION OF INTERNAL SURFACES OF THE VACUUM EQUIPMENT TO EXPLUATATION PERFOMANCE OF THE LEAK DETECTORS
Dmitry Smirnov
master student of Arzamas Polytechnic Institute (subsidiary) Nizhny Novgorod State Technical University named of R. Alekseev, Russia, Arzamas
Tatiana Ryabikina
candidate of Science, assistant professor of Arzamas Polytechnic Institute (subsidiary) Nizhny Novgorod State Technical University named of R. Alekseev, Russia, rzamas
АННОТАЦИЯ
Представлены результаты исследований по выявлению оптимальной технологии очистки внутренних поверхностей вакуумного оборудования. Определена зависимость минимальной пороговой чувствительности от среднего фонового сигнала течеискателя. Выявлен характер изменения показаний течеискателей под воздействием различных методов очистки вакуумной камеры.
ABSTRACT
The results of researching of detection optimal technology for cleaning the inner surface of vacuum equipment. The dependence of the minimum threshold of sensitivity of the average background signal leak detector. The character changes indications leak detectors under the influence of different methods of cleaning the vacuum chamber.
Ключевые слова: течеискатель; очистка поверхностей; вакуумная камера.
Keywords: leak detector; cleaning of the surface; vacuum cell.
Авиационные приборы находят применение, как в гражданской, так и в военной авиации и технике. Важным этапом проверочного контроля является контроль герметичности прибора, который устанавливает степень его годности. Для этих целей используются методы неразрушающего контроля. Проверка герметичности, требующая особой точности, осуществляется с помощью различного рода течеискателей.
Общеизвестно, что несоблюдение правил эксплуатации, отсутствие необходимого микроклимата в помещении (влажность, температура, давление, запыленность), а также наличие загрязнений на внутренних поверхностях вакуумной системы течеискателя искажают действительные показания и могут быть причиной уменьшения срока эксплуатации чувствительных элементов самих течеискателей.
Загрязнения на рабочих поверхностях деталей прибора, имеющих непосредственный контакт с вакуумной средой, могут возникать при их контакте с руками рабочего, в результате плохой предварительной очистки поверхностей, контакте с недостаточно очищенными поверхностями системы, запыленности окружающего воздуха. Поэтому, необходимо проводить специальные методы очистки этих поверхностей.
Гелиевые масс-спектрометрические течеискатели позволяют осуществлять 3 способа контроля герметичности: метод обдува, метод щупа и метод вакуумной камеры. Метод контроля выбирается в зависимости от конструктивных особенностей тестируемой детали (изделия) и требуемой точности измерения.
Для проверки герметичности газонаполненных объектов в большинстве случаев используется вакуумная камера. Для проведения испытаний изделие заполняется гелием и герметизируется, затем помещается в вакуумную камеру. Камера присоединяется к течеискателю и воздух откачивается до рабочих давлений. На основании показаний течеискателя регистрируется герметичность изделия по нарастанию гелиевого фона. Вакуумная камера представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Вакуумная камера, установленная на течеискателе ТИ 1-22 «ГЕЛМАСС»
С целью определения степени влияния загрязнений на показания, был проведен анализ зависимости минимальной пороговой чувствительности прибора от среднего фонового сигнала течеискателя. Испытания проводились на течеискателе ТИ 1-22 «Гелмасс» с использованием в качестве вакуумной камеры цилиндрического стального колпака из коррозионно-стойкой стали 12Х18H10Т, расположенного на резиновом основании откачного поста [1]. График представлен на рисунке 2, данные сведены в таблицу 1.
Минимальное пороговое значение чувствительности течеискателя определялось по формуле [2]:
, (1)
где: 
— фиксированная величина калиброванной течи, устанавливается заводом изготовителем. 
;
— фоновый сигнал, замеряемый в процессе испытания, мВ;
фоновый сигнал объекта при включении гелита, мВ.
Множитель 100 вводится в соответствии с ценой деления, указанной на приборе, для перевода значения сигнала из мВ в условные единицы.
Таблица 1.
Показания течеискателя ТИ 1-22
|
№ измерения |
|
|
|
|
|
1 |
50,44 |
9,08 |
50,88 |
2,06 |
|
2 |
50,45 |
50,78 |
2,75 |
|
|
3 |
50,39 |
50,88 |
1,85 |
|
|
4 |
50,43 |
50,91 |
1,89 |
|
|
5 |
50,42 |
50,77 |
2,59 |
|
|
6 |
50,61 |
50,82 |
4,32 |
в режиме прямоток, мВ
, 
в режиме прямоток, мВ.
×
Продолжение таблицы 1.
|
7 |
50,32 |
9,08 |
50,94 |
1,46 |
|
8 |
50,46 |
50,77 |
2,93 |
|
|
9 |
50,35 |
51,01 |
1,38 |
|
|
10 |
50,33 |
50,98 |
1,40 |
|
|
11 |
50,37 |
51,02 |
1,40 |
|
|
12 |
50,38 |
51,03 |
1,40 |
Рисунок 2. Зависимость минимальной чувствительности течеискателя от фонового сигнала
Результаты измерений и расчетов показали, что одним из основных факторов, влияющих на искажение показаний течеискателя, является наличие загрязнений на поверхности вакуумной камеры. Частицы загрязнений откачиваются из вакуумной полости вместе с воздухом насосом и попадают на чувствительный элемент течеискателя. Это также может привести к преждевременному выводу течеискателя из строя и снижению его эксплуатационных показателей.
С целью выделения наиболее значимого фактора, влияющего на показания течеискателя, выполнены следующие исследования. На течеискателях ТИ 1-22 и ASM 192T были установлены одинаковые вакуумные камеры, которые проходили поэтапную очистку различными методами (см. табл. 2, 3), внутри камер помещались образцы, имитирующие поверхности корпусов авиационных приборов. Имитаторы не очищались после механической обработки. В таблицах 2,3, а также на графиках 3,4 представлены полученные результаты.
Установлено, что состояние поверхностей вакуумной камеры оказывает ощутимое влияние на показания течеискателей. Загрязнения на поверхностях образцов-имитаторов не внесли значимых изменений по причине малой площади поверхности образцов. Дополнительные шумы сигналов и погрешности, вызываемые выделением в вакуум частиц с этих поверхностей, не ощутимы на фоне десорбции загрязнений с поверхности вакуумной системы и, в частности, вакуумной камеры.
Таблица 2 .
Показания течеискателя ТИ 1-22
|
Дата
|
Показания |
Вид обработки |
|||
|
Пустая вакуумная камера |
Образец № 1 (Д16Т) |
Образец №2 (79НМ) |
Образец №3 (12Х18Н10Т) |
||
|
13.01 |
50.60 |
50.63 |
50.60 |
50.65 |
Неочищенная камера |
|
14.01 |
50.70 |
50.82 |
50.78 |
50.80 |
|
|
15.01 |
50.61 |
50.67 |
50.67 |
50.70 |
|
|
26.01 |
50.55 |
50.59 |
50.61 |
50.53 |
После ЭХП |
|
28.01 |
50.49 |
50.44 |
50.39 |
50.37 |
|
Продолжение таблицы 2
|
30.01 |
50.50 |
50.51 |
50.50 |
50.49 |
После ЭХП |
|
09.02 |
50.43 |
50.42 |
50.42 |
50.37 |
Химическое обезжиривание |
|
10.02 |
50.36 |
50.39 |
50.38 |
50.37 |
|
|
11.02 |
50.35 |
50.39 |
50.36 |
50.36 |
|
|
19.02 |
50.30 |
50.34 |
50.30 |
50.35 |
Термическая обезгаживание |
|
20.02 |
50.35 |
50.35 |
50.34 |
50.34 |
|
|
24.02 |
50.35 |
50.36 |
50.33 |
50.35 |
Таблица 3 .
Показания течеискателя ASM 192Т
|
Дата |
Показания |
Вид обработки |
|||
|
Пустая вакуумная камера |
Образец № 1 (Д16Т) |
Образец № 2 (79НМ) |
Образец № 3 (12Х18Н10Т) |
||
|
13.01 |
5,6×10-10 |
6,4×10-10 |
5,8×10-10 |
6,5×10-10 |
Неочищенная камера |
|
14.01 |
2,7×10-10 |
2,7×10-10 |
2,3×10-10 |
3,5×10-10 |
|
|
15.01 |
6,5×10-10 |
6,3×10-10 |
6,9×10-10 |
6,9×10-10 |
|
|
26.01 |
1,5×10-10 |
1,6×10-10 |
2,6×10-10 |
1,6×10-10 |
После ЭХП |
|
28.01 |
1,8×10-10 |
1,8×10-10 |
2,4×10-10 |
2,0×10-10 |
|
|
30.01 |
7,0×10-11 |
8,5×10-11 |
1,0×10-11 |
9,0×10-11 |
|
|
09.02 |
2,5×10-11 |
2,6×10-11 |
2,5×10-11 |
2,6×10-11 |
Химическое обезжиривание |
|
10.02 |
3,4×10-11 |
3,5×10-11 |
2,9×10-11 |
3,9×10-11 |
|
|
11.02 |
1,6×10-11 |
2,5×10-11 |
2,3×10-11 |
2,4×10-11 |
|
|
19.02 |
9,0×10-11 |
9,0×10-11 |
1,0×10-10 |
1,3×10-10 |
Термическое обезгаживание |
|
20.02 |
9,5×10-11 |
9,0×10-11 |
8,5×10-11 |
8,4×10-11 |
|
|
24.02 |
9,0×10-11 |
9,2×10-11 |
9,1×10-11 |
9,0×10-11 |
|
Рисунок 3. Зависимость фонового сигнала течеискателя ТИ 1-22 от способа очистки
Рисунок 4. Зависимость показаний течеискателя ASM 192T от способа очистки
Данные, полученные в ходе наблюдений, позволяют определить характер изменения показаний течеискателей под воздействием тех или иных методов очистки вакуумной камеры, но не дают возможности судить об эффективности каждого метода. Дальнейшие исследования позволят установить оптимальную технологию очистки поверхностей вакуумной арматуры для повышения эксплуатационных показателей течеискателей.
Список литературы:
1.Смирнов Д.Ю., Рябикина Т.В. XI Международная молодежная научно-техническая конференция «Будущее технической науки» Н. Новгород. // Исследование влияния загрязнений поверхностей вакуумной техники на работоспособность и точность ее показаний 2014. — С. 124—125.
дипломов
Оставить комментарий