Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб контролю герметичності з'єднань трубопроводів конструкцій, що включає формування навколо з'єднання трубопроводу об'єму накопичення з полімерного матеріалу, герметизацію об'єму накопичення з обох боків з'єднання трубопроводу, заповнення трубопроводу пробним газом під надлишковим тиском, витримку трубопроводу під надлишковим тиском, відбір на аналіз проби з порожнини об'єму накопичення шляхом проколювання оболонки останнього щупом газоаналізатора та визначення величини сумарної негерметичності з'єднання трубопроводу за зміною концентрації пробного газу в порожнині об'єму накопичення за час витримки, який відрізняється тим, що як напівфабрикат з полімерного матеріалу для формування об'єму накопичення використовують принаймні одну прозору термоусаджувану трубку довжиною, що перевищує довжину з'єднання трубопроводу, до стикування елементів з'єднання цю трубку одягають на трубопровід і розташовують її за межами з'єднання, а після герметизації з'єднання на нього насувають трубку, розміщують у порожнині трубки чутливий до робочої речовини індикаторний матеріал, що контрастно у видимій області спектра змінює колір при контакті з робочою речовиною, герметизують трубку з обох боків з'єднання трубопроводу шляхом нагрівання її кінцевих ділянок до температури усадки, а після визначення відповідності величини сумарної негерметичності з'єднання трубопроводу за зміною концентрації пробного газу в порожнині трубки нормі сумарної негерметичності з'єднання місце проколу стінки трубки герметизують, трубопровід заповнюють робочою речовиною, витримують трубопровід під надлишковим тиском і за зміною кольору індикаторного матеріалу визначають наявність порушення герметичності з'єднання трубопроводу.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як напівфабрикат для формування об'єму накопичення використовують термоусаджувану трубку з поліетилену, полівінілхлориду, поліестеру або фторопласту.

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що використовують термоусаджувану трубку, що піддана радіаційній модифікації гамма-випромінюванням.

4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як індикаторний матеріал на робочі речовини-аміни у порожнині трубки розміщують матеріал, який складається з тканинного носія у вигляді вибіленої бавовняної тканини типу бязі або батисту, що має питому поверхню від 0,7 до 1,2 м2/г, та кислотно-основного індикатора бромкрезолового зеленого спирторозчинного або бромтимолового синього спирторозчинного у кількості від 5,5×10-3 до 7,6×10-3 г на один грам носія і тетрахлорокупрат(ІІ)-біс-гідро-4-(3)-фенілпропілпіридинату у кількості від 4,3×10-3 до 5,9×10-3 г на один грам носія.

5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як індикаторний матеріал на тетраоксид діазоту як робочу речовину у порожнині трубки розміщують матеріал, який складається з носія у вигляді вибіленої бавовняної тканини типу бязі або батисту, що має питому поверхню від 0,5 до 1,7 м2/г, та індикатора - біс-4-(3-фенілпропілпіридин)цинк(ІІ) дийодиду, що має загальну формулу ZnC28H30N2I2 та тетраедричну будову, причому на один грам носія припадає від 0,03 до 0,10 г індикатора.

6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як індикаторний матеріал на тетраоксид діазоту як робочу речовину у порожнині трубки розміщують матеріал, який складається з носія у вигляді вибіленої бавовняної тканини типу бязі або батисту, що має питому поверхню від 0,5 до 1,7 м2/г, та індикатора - аква-біс-(дибензо-18-краун-6-калію) дийодиду за загальною формулою [K(Db-18-c-6)(H2О)0,5]+І-, причому на один грам носія припадає від 0,031 до 0,163 г індикатора.

Текст

Реферат: Винахід належить до контрольно-вимірювальної техніки. Спосіб контролю герметичності з'єднань трубопроводів конструкцій включає: формування навколо з'єднання трубопроводу замкненого об'єму накопичення з прозорої термоусаджуваної трубки з полімерного матеріалу, у порожнині якої розміщують чутливий до робочої речовини індикаторний матеріал, що контрастно у видимій області спектра змінює колір при контакті з робочою речовиною; заповнення трубопроводу пробним газом під надлишковим тиском; витримку трубопроводу під надлишковим тиском; відбір на аналіз проби з порожнини об'єму накопичення шляхом проколювання оболонки останнього щупом газоаналізатора та визначення величини сумарної негерметичності з'єднання трубопроводу за зміною концентрації пробного газу в порожнині об'єму накопичення за час витримки; заповнення трубопроводу робочою речовиною; витримку трубопроводу під надлишковим тиском і визначення за зміною кольору індикаторного матеріалу наявності порушення герметичності з'єднання трубопроводу. Спосіб забезпечує підвищення якості, об′єктивності та оперативності контролю герметичності з'єднань трубопроводів. UA 106335 C2 (12) UA 106335 C2 UA 106335 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Технічне рішення, що заявляється, належить до способів контролю герметичності переважно рознімних з'єднань трубопроводів промислових конструкцій шляхом визначення вмісту пробних і висококиплячих робочих речовин у порожнинах об'ємів накопичення, попередньо створених на час контролю навколо згаданих з'єднань. Такий спосіб контролю може бути використаний, наприклад, в ракетно-космічній або холодильній техніці для оцінки сумарної негерметичності малогабаритних ніпельних, фланцевих, штуцерно-торцевих тощо рознімних з'єднань, а також відповідальних поперечних кільцевих зварних швів трубопроводів малого діаметра промислових конструкцій як в умовах виробництва останніх, так і в умовах їх експлуатації. Специфічною особливістю конструкцій різних рідинних ракет-носіїв, що призначені для оперативного високоточного виведення на кругові, геостаціонарні та сонячно-синхронні орбіти різних космічних апаратів, або промислових холодильних агрегатів, що призначені підтримувати певну температуру при здійснені різноманітних технологічних процесів, є наявність великої кількості різних рознімних з'єднань (див., наприклад, Технология сборки и испытаний космических аппаратов / Под общ. ред. И.Т. Белякова, И.А. Зернова // М.: Машиностроение. 1990. - 352 с. або Ф.П. Санін, Є.О. Джур, Л.Д. Кучма, В.А. Найденов. Герметичність у ракетнокосмічній техніці // Дніпропетровськ: Вид-во ДДУ. - 1995. - 168 с.). Рознімні з'єднання, як відомо (див., наприклад, Ф.П. Санін, Є.О. Джур, Л.Д. Кучма, В.А. Найденов. Герметичність у ракетнокосмічній техніці // Дніпропетровськ: Вид-во ДДУ. - 1995. - С. 50), можуть з часом за рахунок часткового зниження пружної деформації й, відповідно, зростання частки пластичної деформації частково розгерметизовуватись. Розгерметизація деяких із згаданих з'єднань може призвести до виникнення аварійних ситуацій в процесі транспортування або експлуатації конструкцій в заправленому стані та, як наслідок, забруднення довкілля екологічно небезпечними для обслуговуючого персоналу робочими речовинами (наприклад компонентами рідкого ракетного палива - несиметричним диметилгідразином чи амілом або охолоджуючим агентом - амоніаком). Тому забезпечення об'єктивного контролю герметичності рознімних з'єднань як до заправлення конструкцій екологічно небезпечними робочими речовинами, так і після заправлення ними конструкцій є актуальною задачею, яка на сьогодні вирішена лише частково. Так, при виготовленні конструкцій усі їх рознімні з'єднання в умовах підприємств-виробників контролюють на герметичність, після чого конструкції, що відповідають встановленим нормам герметичності, заповнюють відповідними робочими речовинами (наприклад, несиметричним диметилгідразином або тетраоксидом діазоту як компонентами ракетного палива або амоніаком як охолоджуючим агентом). Оскільки рознімні з'єднання трубопроводів промислових конструкцій є збиральні одиниці складної конфігурації й тому точно визначити як кількість наскрізних дефектів в них, так і місця їх розташування практично неможливо, для таких з'єднань встановлюють норми сумарної негерметичності, що відповідають найбільшим сумарним витратам робочої речовини крізь наскрізні дефекти з'єднань, при яких ще забезпечується працездатний стан конструкції (див. там же). Для визначення ж відповідності ступеню сумарної негерметичності таких з'єднань встановленим для них нормам застосовують способи контролю сумарної герметичності виробів, що передбачають формування навколо з'єднань спеціальних об'ємів накопичення та визначення концентрації пробних речовин у порожнинах таких об'ємів після витримки збиральних одиниць під надлишковим тиском пробних речовин. Такі способи отримали назву "способи накопичення при атмосферному тиску". Так, наприклад, відомий спосіб контролю герметичності (спосіб визначення сумарної негерметичності) збиральних одиниць складної конфігурації, таких як рознімні з'єднання трубопроводів у зібраному стані, який використовують на заключному етапі складання конструкцій, тобто до їх заповнення робочими речовинами (див. Технология сборки и испытаний космических аппаратов / Под общ. ред. И.Т. Белякова, И.А. Зернова // М.: Машиностроение. 1990. - С. 179). Цей спосіб передбачає формування навколо рознімного з'єднання трубопроводу об'єму накопичення за допомогою поліетиленової плівки, герметизацію цього об'єму, заповнення трубопроводу й, відповідно, порожнини розніму пробним газом під надлишковим тиском, витримування певний час трубопроводу під надлишковим тиском, вимірювання концентрації пробного газу в об'ємі накопичення та визначення величини сумарної негерметичності рознімного з'єднання за формулою Q=kСV100/вСов, де V - величина об'єму накопичення, С - концентрація пробного газу в об'ємі накопичення за час витримки в, Сов - концентрація пробного газу в об'єкті випробувань (рознімному з'єднанні трубопроводу), k - коефіцієнт, що узгоджує розмірність. Значення останнього залежить від 1 UA 106335 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 якості герметизації оболонки об'єму накопичення і величини витоку пробного газу крізь оболонку об'єму накопичення в атмосферу. При наявності одного чи декількох наскрізних дефектів у рознімному з'єднанні пробний газ (гелій) потрапляє до порожнини об'єму накопичення, що охоплює це з'єднання. За час витримки концентрація пробного газу в об'ємі накопичення досягає певного значення. Величину концентрації газу в об'ємі накопичення визначають за показаннями мас-спектрометричного течошукача. Для цього течошукач вакуумним шлангом з'єднують зі щупом, на якому встановлена медична голка Льюера. Далі проколюють цією голкою оболонку об'єму накопичення й відбирають з порожнини об'єму пробний газ з метою визначення його концентрації мас-спектрометричним течошукачем шляхом порівнянь зафіксованих ним показань з показаннями того ж течошукача по еталонній суміші з відомою концентрацією пробного газу (гелію). Згаданий вище спосіб контролю герметичності не потребує складного обладнання й оснащення й тому його часто використовують для визначення сумарної негерметичності рознімних з'єднань трубопроводів конструкцій до їх заповнення робочими речовинами. Однак серйозним недоліком цього відомого способу є те, що підхід до формування об'єму накопичення, що передбачений ним, не дозволяє одержати оболонку об'єму накопичення правильної геометричної форми, для якої можна точно визначити значення об'єму V порожнини, що входить до формули розрахунку величини сумарної негерметичності Q рознімного з'єднання. Не менш серйозним недоліком відомого способу є також і те, що він вимагає ретельної герметизації оболонок об'ємів накопичень, так як у разі неякісної герметизації згаданих оболонок наскрізні дефекти з'єднань трубопроводів конструкцій можуть бути не виявлені (див. там же). І нарешті, цей відомий спосіб практично неможливо застосувати для контролю герметичності рознімних з'єднань конструкцій, що заповнені робочими речовинами. Найближчим за технічною суттю до того, що заявляється, є спосіб контролю герметичності (спосіб визначення сумарної негерметичності) зварних кільцевих швів та рознімних з'єднань трубопроводів у зібраному стані, який, як і попередній, також використовують на заключному етапі складання конструкцій, тобто до їх заповнення робочими речовинами (див. Ф.П. Санін, Є.О. Джур, Л.Д. Кучма, В.А. Найденов Герметичність у ракетно-космічній техніці // Дніпропетровськ: Вид-во ДДУ. - 1995. - С. 128-130). Цей спосіб включає формування навколо зібраного з'єднання трубопроводу чохла (об'єму накопичення) з поліетиленової плівки, герметизацію поздовжнього стику чохла й його кінцевих ділянок за межами з'єднання стрічкою на клейовій основі, визначення концентрації пробного газу в повітрі й, відповідно, в порожнині чохла до заповнення пробним газом трубопроводу й, відповідно, порожнини розніму, заповнення трубопроводу пробним газом під надлишковим тиском, витримування певний час трубопроводу під надлишковим тиском, вимірювання концентрації пробного газу в порожнині чохла (об'єму накопичення) та визначення величини сумарної негерметичності рознімного з'єднання за формулою: Q=CnVРаттК/Сsn, де Сn - концентрації пробного газу в повітрі і, відповідно, в порожнині чохла (об'єму накопичення) до заповнення трубопроводу пробним газом; V - об'єм порожнини чохла (об'єму накопичення); Рат - атмосферний тиск; т - показання течошукача, що відповідає концентрації пробного газу в порожнині чохла (об'єму накопичення) за час витримки  від моменту заповнення трубопроводу пробним газом під надлишковим тиском; К - коефіцієнт, що враховує різницю між розрахунковою концентрацією накопиченого в порожнині чохла пробного газу й визначеною; Cs - концентрація пробного газу в трубопроводі; n - показання течошукача, що відповідає концентрації пробного газу в повітрі, і, відповідно, в порожнині чохла до заповнення трубопроводу пробним газом. Величина коефіцієнту К визначається експериментально і в залежності від втрат пробного газу за рахунок негерметичності оболонки чохла, а також від втрат газу за рахунок дифузії крізь матеріал оболонки тощо може приймати значення від 1 до 7. У випадку, коли з'єднання трубопроводу має один чи декілька наскрізних дефектів, пробний газ (гелій) потрапляє до порожнини сформованого навколо з'єднання чохла. За час витримки концентрація пробного газу в об'ємі чохла досягає певного значення, яке визначають за допомогою мас-спектрометричного течошукача. Відбір проби з об'єму чохла до течошукача здійснюють так само, як і в попередньому способі - за допомогою медичної голки Льюера. Спосіб-прототип у порівнянні з попереднім аналогом дозволяє більш об'єктивно визначити сумарну негерметичність рознімних з'єднань трубопроводів конструкцій до їх заповнення робочими речовинами, оскільки при його використанні додатково враховані фактори, що суттєво впливають на точність визначення величини сумарної негерметичності рознімного 2 UA 106335 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 з'єднання, такі, наприклад, як наявність пробного газу (гелію) в повітрі й, відповідно, величина відгуку течошукача на вміст цього газу в цеховому приміщенні, де промислову конструкцію контролюють на герметичність. Однак через те, що концентрація пробного газу в цеховому приміщенні може постійно змінюватись, а тонка стрічка на клейовій основі, якою герметизують чохол, є проникною для гелію, практично неможливо забезпечити сталість значення концентрації пробного газу в порожнині чохла, що було визначене до заповнення трубопроводу й, відповідно, порожнини розніму пробним газом. Крім того, спосіб-прототип, так само як і попередній спосіб-аналог, практично неможливо застосувати для контролю герметичності рознімних з'єднань конструкцій після їх заповнення робочими речовинами. В основу винаходу поставлена задача шляхом цілеспрямованого вибору матеріалів, порядку та прийомів формування замкнених об'ємів накопичення навколо з'єднань трубопроводів забезпечити як об'єктивний контроль сумарної негерметичності з'єднань до заповнення конструкцій робочими речовинами, так і оперативний контроль сумарної негерметичності з'єднань після заповнення конструкцій робочими речовинами. Поставлена задача вирішена тим, що в способі контролю герметичності з'єднань трубопроводів конструкцій, що включає формування навколо з'єднання трубопроводу об'єму накопичення з полімерного матеріалу, герметизацію об'єму накопичення з обох боків з'єднання трубопроводу, заповнення трубопроводу пробним газом під надлишковим тиском, витримку трубопроводу під надлишковим тиском, відбір на аналіз проби з порожнини об'єму накопичення шляхом проколювання оболонки останнього щупом газоаналізатора та визначення величини сумарної негерметичності з'єднання трубопроводу за зміною концентрації пробного газу в порожнині об'єму накопичення за час витримки, згідно з винаходом, як напівфабрикат з полімерного матеріалу для формування об'єму накопичення використовують принаймні одну прозору термоусаджувану трубку довжиною, що перевищує довжину з'єднання трубопроводу, до стикування елементів з'єднання цю трубку одягають на трубопровід й розташовують її за межами з'єднання, а після герметизації з'єднання на нього насувають трубку, розміщують у порожнині трубки чутливий до робочої речовини індикаторний матеріал, що контрастно у видимій області спектра змінює колір при контакті з робочою речовиною, герметизують трубку з обох боків з'єднання трубопроводу шляхом нагрівання її кінцевих ділянок до температури усадки, а після визначення відповідності величини сумарної негерметичності з'єднання трубопроводу за зміною концентрації пробного газу в порожнині трубки нормі сумарної негерметичності з'єднання місце проколу стінки трубки герметизують, трубопровід заповнюють робочою речовиною, витримують трубопровід під надлишковим тиском і за зміною кольору індикаторного матеріалу визначають наявність порушення герметичності з'єднання трубопроводу. Очевидно, що використання такого підходу дозволяє: порівняно швидко сформувати навколо з'єднання трубопроводу герметичний об'єм накопичення практично правильної геометричної форми і, таким чином, забезпечити об'єктивний результат визначення величини сумарної негерметичності з'єднання на заключному етапі складання конструкції (до заповнення її трубопроводу робочою речовиною); унеможливити контакт чутливого до робочої речовини індикаторного матеріалу, що міститься в порожнині герметичного об'єму накопичення, з атмосферою, що може містити як слідові кількості парів робочої речовини, так і інші речовини, що здатні взаємодіяти з індикаторним матеріалом; оперативно засвідчити факт довільної розгерметизації з'єднання трубопроводу, а отже і наявність витоку робочої речовини крізь наскрізні дефекти з'єднання заповненого такою речовиною трубопроводу. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що як напівфабрикат для формування об'єму накопичення використовують термоусаджувану трубку з поліетилену, полівінілхлориду, поліестеру або фторопласту. Друга, додаткова до першої, відмінність полягає в тому, що використовують термоусаджувану трубку, що піддана радіаційній модифікації гамма-випромінюванням. Третя додаткова відмінність полягає в тому, що як індикаторний матеріал на робочі речовини-аміни у порожнині трубки розміщують матеріал, який складається з тканинного носія у вигляді вибіленої бавовняної тканини типу бязі або батисту, що має питому поверхню від 0,7 до 2 1,2 м /г, та кислотно-основного індикатора бромкрезолового зеленого спирторозчинного або -3 -3 бромтимолового синього спирторозчинного у кількості від 5,510 до 7,610 г на один грам -3 носія та тетрахлорокупрат(ІІ)-біс-гідро-4-(3)-фенілпропілпіридинату у кількості від 4,310 до -3 5,910 г на один грам носія. 3 UA 106335 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Четверта додаткова відмінність полягає в тому, що як індикаторний матеріал на тетраоксид діазоту як робочу речовину у порожнині трубки розміщують матеріал, який складається з носія у вигляді вибіленої бавовняної тканини типу бязі або батисту, що має питому поверхню від 0,5 до 2 1,7 м /г, та індикатора - біс-4-(3-фенілпропілпіридин)цинк(ІІ) дийодиду, що має загальну формулу ZnC28H30N2I2 та тетраедричну будову, причому на один грам носія припадає від 0,03 до 0,10 г індикатора. П'ята додаткова відмінність полягає в тому, що як індикаторний матеріал на тетраоксид діазоту як робочу речовину у порожнині трубки розміщують матеріал, який складається з носія у вигляді вибіленої бавовняної тканини типу бязі або батисту, що має питому поверхню від 0,5 до 2 1,7 м /г, та індикатора - аква-біс-(дибензо-18-краун-6-калію) дийодиду за загальною формулою + [K(Db-18-c-6)(H2O)0,5] I , причому на один грам носія припадає від 0,031 до 0,163 г індикатора. Найкращі варіанти утілення винаходу Далі суть винаходу пояснюється узагальненим і конкретними прикладами здійснення способу контролю герметичності з'єднань трубопроводів конструкцій. Приклад 1. Узагальнений приклад здійснення способу контролю герметичності з'єднань трубопроводів конструкцій Як напівфабрикат для формування об'єму накопичення використовують принаймні одну прозору термоусаджувану трубку з такого полімерного матеріалу як поліетилен, полівінілхлорид, поліестер або фторопласт. З числа таких трубок краще користуватись такими, які одержані шляхом обробки гамма-випромінюванням, оскільки їм властиві більш високі значення коефіцієнта усадки (аж до 5:1), більш низькі температури усадки та більш висока еластичність. У разі ж, коли об'єктом контролю на герметичність є кільцевий зварний шов трубопроводу й умовний діаметр зварного шва мало відрізняється від діаметра трубопроводу, можна використовувати прозорі поліетиленові, полівінілхлоридні, поліестерні або фторопластові термоусаджувані трубки, які одержані шляхом обробки потоком швидких електронів. Для таких трубок значення коефіцієнта усадки не перевищує 2:1. Діаметр вибраної прозорої термоусаджуваної трубки повинен бути дещо більшим за діаметр готового з'єднання трубопроводу, а довжина трубки - дещо більшою за довжину готового з'єднання трубопроводу. До стикування елементів з'єднання трубопроводу прозору термоусаджувану трубку з одного з перелічених полімерних матеріалів одягають на трубопровід, розташовують її за межами з'єднання. У разі, коли з'єднання є кільцевим зварним швом, відстань від цього з'єднання до місця розташування трубки на трубопроводі має бути такою, щоби трубка не піддавалась передчасній усадці під впливом залишкового тепла зварки. У випадку, коли об'єктом контролю на герметичність є рознімне з'єднання трубопроводу, трубку розташовують за межами з'єднання на відстані, що забезпечує вільний доступ до розніму для його подальшого збирання і герметизації. Після герметизації з'єднання (зварюванням, скручуванням тощо) на нього насувають згадану трубку таким чином, щоб з'єднання було розташоване приблизно посередині трубки. Далі у порожнині трубки розміщують фрагмент індикаторного матеріалу, що здатний контрастно у видимій області спектра змінювати колір при контакті з робочою речовиною, якою в подальшому має бути заповнена промислова конструкція й, відповідно, трубопровід. Розміри фрагмента індикаторного матеріалу вибирають такими, щоб цей фрагмент був добре помітний візуально крізь прозору стінку термоусаджуваної трубки, однак довжина цього фрагмента не повинна перевищувати довжини трубки. Нагрівають кінцеві ділянки прозорої термоусаджуваної трубки до температури усадки полімерного матеріалу, з якого вона виготовлена, й, таким чином, герметично з'єднують цю трубку з трубопроводом по обидва боки від об'єкта контролю на герметичність. В результаті навколо з'єднання трубопроводу формується замкнений об'єм накопичення правильної геометричної форми, для якого легко визначити об'єм порожнини V. Голкою Льюера, що з'єднана з мас-спектрометричним течошукачем, проколюють оболонку сформованого об'єму накопичення і визначають течошукачем початкову концентрацію гелію в порожнині об'єму, що обумовлена його вмістом в повітрі. При цьому фіксують показання течошукача n що відповідає цій початковій концентрації гелію. Виймають голку Льюера з оболонки об'єму накопичення, після чого утворений нею отвір герметизують фрагментом будь-якої липкої стрічки. Заповнюють промислову конструкцію і, відповідно, трубопровід гелієм під надлишковим тиском та певний час витримують трубопровід під цим тиском. Після закінчення цього часу звільняють вхід до отвору в оболонці об'єму накопичення від фрагменту липкої стрічки, в отвір вводять голку Льюера й вимірюють мас-спектрометричним течошукачем кінцеву концентрацію гелію в порожнині об'єму накопичення, а також фіксують показання течошукача т, що відповідає цій 4 UA 106335 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кінцевій концентрації гелію. Голку виймають з оболонки об'єму накопичення, а отвір в оболонці знов герметизують фрагментом липкої стрічки. Тиск гелію в трубопроводі зменшують до нуля. Величину сумарної негерметичності з'єднання трубопроводу визначають за вищенаведеною формулою з урахуванням величини атмосферного тиску Рат, що фіксувалась під час контролю герметичності, та значення коефіцієнта К, попередньо визначеного експериментально для конкретної термоусаджуваної трубки. Якщо результати контролю сумарної негерметичності усіх з'єднань трубопроводів промислової конструкції свідчать про відсутність наскрізних дефектів у з'єднаннях, конструкцію, а отже й трубопроводи, навколо з'єднань яких сформовані замкнені об'єми накопичення, в яких міститься індикаторний матеріал, заповнюють певною робочою речовиною під надлишковим тиском. Слід зазначити, що заповнення таких промислових конструкцій як, наприклад, ракетиносії, робочою речовиною може здійснюватися через доволі тривалий час від заключного складання конструкції й контролю з'єднань її трубопроводів на герметичність із застосуванням гелію як пробного газу. Так, наприклад, заповненню конструкцій такою речовиною може передувати тривалий час їх зберігання, або транспортування різними транспортними засобами до місця заправлення. Тому не виключена можливість часткової розгерметизації деяких із з'єднань трубопроводів конструкцій, що викликана вище зазначеними причинами. А отже після заправлення конструкцій робочою речовиною виникає потреба в оперативному контролі герметичності задля уникнення аварійних ситуацій і забруднення довкілля екологічно небезпечними робочими речовинами. Згідно з технічним рішенням, що заявляється, наявність порушень герметичності з'єднань трубопроводів конструкцій після заповнення їх робочою речовиною швидко і надійно визначають візуально за контрастною у видимій області спектру зміною кольору чутливого до робочої речовини індикаторного матеріалу, що розміщений у порожнині прозорого об'єму накопичення. Очевидно, що в результаті ізоляції індикаторного матеріалу від оточуючого середовища об'ємом накопичення унеможливлюється контакт цього матеріалу з атмосферою, що може містити як пари випадкових речовин, що здатні взаємодіяти з індикатором (наприклад, під час зберігання або транспортування конструкції у незаправленому стані), так і пари робочих речовин, на які налаштований індикаторний матеріал (наприклад, під час заправлення конструкції робочою речовиною). При необхідності визначення приблизного значення сумарної негерметичності того з'єднання трубопроводу, на наявність наскрізних дефектів в якому, а отже, на наявність витоків робочої речовини крізь дефекти зреагував індикаторний матеріал, звільняють вхід до отвору в оболонці конкретного об'єму накопичення від фрагмента липкої стрічки, в отвір вводять голку Льюера, що з'єднана з будь-яким газоаналізатором, наприклад, хроматографом, що попередньо налаштований на робочу речовину, вимірюють ним кінцеву концентрацію робочої речовини в порожнині об'єму накопичення, що встановилася за проміжок часу від заправлення конструкції робочою речовиною до виконання вимірювання концентрації газоаналізатором, і за вище наведеною формулою розраховують величину сумарної негерметичності з'єднання трубопроводу, тобто сумарну величину витоку пробної речовини крізь наскрізні дефекти з'єднання трубопроводу. Незважаючи на те, що розгерметизація з'єднань трубопроводів конструкцій відповідального призначення, таких, наприклад, як ракет-носіїв, трапляється доволі рідко (до введення в експлуатацію зразки таких конструкцій, а отже й з'єднання їх трубопроводів багаторазово піддають різним випробуванням в екстремальних умовах з метою удосконалення виробів і зведення до мінімуму вірогідності їх розгерметизації), доцільно до стикування елементів найбільш відповідальних з'єднань трубопроводів одягти на кожний з таких трубопроводів (з одного або з двох сторін) не одну, а дві, прозорих термоусаджуваних трубок з перелічених вище полімерних матеріалів. У випадку, коли до заправлення конструкції робочою речовиною результати визначення сумарної негерметичності з'єднання певного трубопроводу із застосуванням першої трубки для формування об'єму накопичення є позитивними, другу трубку можна легко видалити з трубопроводу, а першу, в якій міститься чутливий до робочої речовини індикаторний матеріал використати в подальшому для контролю герметичності конструкції після її заповнення робочою речовиною. І, навпаки, коли до заправлення конструкції робочою речовиною результати контролю герметичності певного з'єднання трубопроводу свідчать про його негерметичність, а отже потрібен доступ до цього з'єднання з метою його ремонту, сформований за допомогою першої трубки об'єм накопичення навколо з'єднання видаляють, а після ремонту з'єднання для формування навколо нього замкненого об'єму накопичення використовують другу трубку, в порожнині якої до формування замкненого об'єму розміщують фрагмент чутливого до робочої речовини індикаторного матеріалу. 5 UA 106335 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Приклад 2 Як об'єкт випробувань на герметичність способом, що заявляється, використовували ніпельне рознімне з'єднання трубопроводу. Довжина цього з'єднання у зібраному стані становила 24 мм, а умовний зовнішній діаметр найбільшої за габаритами деталі цього з'єднання (накидної гайки) становив 22 мм. Зовнішній діаметр трубопроводів, що були герметично приєднані до рознімного з'єднання з обох сторін становив 8 мм, а довжина кожного з трубопроводів становила біля 100 мм. Наскрізний дефект в ніпельному рознімному з'єднанні трубопроводу створювали штучно шляхом нанесення поздовжньої подряпини на одну з деталей з'єднання в тому місці, де деталі з'єднання мали герметично стикуватись при повному загвинчуванні накидної гайки. На протилежних від з'єднання кінцях трубопроводів встановлювали голчасті крани, завдяки яким до порожнини трубопроводу й, відповідно, ніпельного з'єднання у потрібний момент подавали пробний газ (гелій) або робочу речовину під надлишковим тиском продували порожнину трубопроводу перед її заповненням пробною речовиною та ізолювали порожнину трубопроводу й ніпельного з'єднання від атмосфери на час перебування трубопроводу під надлишковим тиском пробного газу (гелію) або робочої речовини. Як напівфабрикат для формування об'єму накопичення навколо ніпельного рознімного з'єднання трубопроводу використовували прозору термоусаджувану трубку з поліетилену, яка була попередньо одержана шляхом обробки гамма-випромінюванням. Довжина трубки становила біля 45 мм, її внутрішній діаметр - 30 мм, а товщина стінки - 0,5 мм. До стикування деталей ніпельного рознімного з'єднання згадану термоусаджувану трубку одягали на одну з деталей з'єднання, а потім пересували її за межі з'єднання на трубопровід. Стикували деталі з'єднання й загвинчували його накидну гайку до осягнення необхідної величини зусилля загвинчування. Після цього насували термоусаджувану трубку на ніпельне з'єднання трубопроводу й розміщували в трубці фрагмент у вигляді відрізка стрічки, що охоплювала з'єднання, чутливого до амоніаку як до робочої речовини індикаторного матеріалу, який складався з вибіленої бавовняної тканини типу бязі або батисту, що мала питому 2 поверхню від 0,7 до 1,2 м /г, та кислотно-основного індикатора бромкрезолового зеленого -3 спирторозчинного або бромтимолового синього спирторозчинного у кількості від 5,510 до -3 7,610 г на один грам носія та тетрахлорокупрат(II)-біс-гідро-4-(3)-фенілпропілпіридинат у -3 -3 кількості від 4,310 до 5,910 г на один грам носія. Рівномірно по колу нагрівали промисловим феном кінцеві ділянки трубки довжиною біля 10 мм до температури усадки поліетилену (~ 110 °С), з якого вона виготовлена й, таким чином, герметично з'єднували термоусаджувану трубку з трубопроводом по обидва боки від ніпельного з'єднання як об'єкту контролю на сумарну герметичність, тобто формували замкнений об'єм накопичення й, відповідно, ізолювали чутливий до робочої речовини індикаторний матеріал, що містився в порожнині об'єму накопичення, від атмосфери, що могла містити як слідові кількості парів робочої речовини, так і інші речовини, що могли взаємодіяти з індикаторним матеріалом. Розраховували об'єм порожнини V об'єму накопичення. Проколювали голкою Льюера, що була з'єднана з масспектрометричним течошукачем, оболонку сформованого об'єму накопичення і визначали масспектрометричним течошукачем початкову концентрацію гелію в порожнині об'єму, що була обумовлена його вмістом в повітрі. Фіксували показання течошукача n, що відповідали цій початковій концентрації гелію. Виймали голку Льюера з оболонки об'єму накопичення, після чого утворений нею отвір герметизували фрагментом липкої стрічки. Підключали один з голчастих кранів до джерела гелію під надлишковим тиском (до балона з гелієм через редуктор). Другий голчастий кран підключали до форвакуумного насоса. Відкривали цей кран, включали насос і нетривалий час (біля 3-х хвилин) вакуумували порожнину трубопроводу й його ніпельного рознімного з'єднання. Закривали другий кран, виключали насос і одразу відкривали перший кран і швидко заповнювали порожнину трубопроводу й ніпельного рознімного з'єднання пробним газом (гелієм) під певним, встановленим за допомогою редуктора на балоні і виміряним манометром надлишковим тиском. Закривали перший кран і одразу включали секундомір. Через певний час звільняли вхід до отвору в оболонці об'єму накопичення від фрагмента липкої стрічки, в отвір вводили голку Льюера й вимірювали мас-спектрометричним течошукачем кінцеву концентрацію гелію в порожнині об'єму накопичення, а також фіксували показання течошукача т, що відповідали цій кінцевій концентрації гелію. Голку виймали з оболонки об'єму накопичення, а отвір в оболонці знов герметизували фрагментом липкої стрічки. Величину сумарної негерметичності з'єднання трубопроводу визначали за вищенаведеною формулою з урахуванням величини атмосферного тиску Рат, що фіксувалась під час контролю герметичності, та значення коефіцієнта К, попередньо визначеного експериментально для 6 UA 106335 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поліетиленової термоусаджуваної трубки з вище наведеними геометричними параметрами. Визначене таким чином значення сумарної негерметичності з'єднання трубопроводу становило -6 3 (2,4±0,8)10 м Па/с. Далі переходили до наступного етапу реалізації способу контролю герметичності, що заявляється. При цьому вважали, що результати визначення величини сумарної негерметичності ніпельного рознімного з'єднання трубопроводу із застосуванням гелію як пробного газу засвідчили про відсутність у цьому з'єднанні штучно створеного наскрізного дефекту, а розгерметизація з'єднання трубопроводу сталася внаслідок часткового зниження пружної деформації й, відповідно, зростання частки пластичної деформації деталей з'єднання при зберіганні або транспортуванні промислової конструкції в не заправленому робочою речовиною (амоніаком) стані. Необхідність у такому припущенні була викликана тим, що розгерметизація ніпельних рознімних з'єднань трубопроводів реальних відповідальних промислових конструкцій (таких, наприклад, як ракети-носії) до їх заповнення робочими речовинами відбувається доволі рідко й тому переваги способу контролю герметичності, що заявляється, можна продемонструвати на прикладі використання ніпельних рознімних з'єднань трубопроводів зі штучно створеними наскрізними дефектами. Перед наступним етапом реалізації способу контролю герметичності, що пропонується, відкривали другий голчастий кран, включали насос і вакуумуванням звільняли порожнину трубопроводу й його з'єднання від залишків гелію. Закривали цей кран і виключали насос. Від'єднували насос від крана, після чого кран приєднували до джерела робочої речовини (амоніаку) під надлишковим тиском. Відкривали кран і заповнювали порожнину трубопроводу, й відповідно, його ніпельного рознімного з'єднання амоніаком як робочою речовиною під надлишковим тиском. Закривали цей кран і одночасно починали відлік часу. Приблизно за 45 хвилин поверхня стрічки чутливого до амоніаку індикаторного матеріалу, яка охоплювала з'єднання, поступово контрастно, у видимій області спектру, змінювала колір з жовтопомаранчевого на темно-синій, що свідчило про розгерметизацію ніпельного рознімного з'єднання трубопроводу. Така контрастна зміна кольору надійно фіксувалась візуально крізь прозору оболонку створеного навколо з'єднання об'єму накопичення. Від'єднували від крана джерело амоніаку, кран відкривали і тиск робочої речовини (амоніаку) в порожнині трубопроводу зменшували до нуля, після чого об'єм накопичення й фрагмент індикаторного матеріалу знімали зі з'єднання трубопроводу. Фрагмент індикаторного матеріалу зберігали як результат контролю сумарної негерметичності ніпельного рознімного з'єднання трубопроводу конструкції після її заповнення робочою речовиною (амоніаком). Приклад 3 Як об'єкт випробувань на герметичність способом, що заявляється, використовували, як і в попередньому прикладі, ніпельне рознімне з'єднання трубопроводу, однак інших габаритів. Довжина з'єднання у зібраному стані становила 35 мм, а умовний зовнішній діаметр найбільшої за габаритами деталі цього з'єднання (накидної гайки) становив 32 мм. Зовнішній діаметр трубопроводів, що були герметично приєднані до рознімного з'єднання з обох сторін становив 12 мм, а довжина кожного з трубопроводів становила біля 120 мм. Наскрізний дефект в ніпельному рознімному з'єднанні трубопроводу створювали так само, як і в попередньому прикладі - штучно, шляхом нанесення поздовжньої подряпини на одну з деталей з'єднання в тому місці, де деталі з'єднання мали герметично стикуватись при повному загвинчуванні накидної гайки. На протилежних від з'єднання кінцях трубопроводів, як і в попередньому прикладі, встановлювали голчасті крани. Як напівфабрикат для формування об'єму накопичення навколо ніпельного рознімного з'єднання трубопроводу використовували прозору термоусаджувану трубку з фторопласту, яка була також одержана шляхом обробки гамма-випромінюванням. Довжина трубки становила біля 65 мм, її внутрішній діаметр - 40 мм, а товщина стінки - 0,4 мм. Робочою речовиною, якою заповнювали порожнину трубопроводу і, відповідно, його ніпельного рознімного з'єднання, був несиметричний диметилгідразин - висококиплячий компонент рідкого ракетного палива, що належить до класу речовин-амінів. Фрагментом чутливого до несиметричного диметилгідразину індикаторного матеріалу, що розміщували в трубці перед формуванням навколо з'єднання трубопроводу замкненого об'єму накопичення, слугував відрізок стрічки вибіленої бавовняної тканини типу бязі або батисту (носій), що мала 2 питому поверхню від 0,7 до 1,2 м /г і містила кислотно-основний індикатор бромкрезоловий -3 зелений спирторозчинний або бромтимоловий синій спирторозчинний у кількості від 5,510 до -3 7,610 г на один грам носія та тетрахлорокупрат(ІІ)-біс-гідро-4-(3)-фенілпропілпіридинат у -3 -3 кількості від 4,310 до 5,910 г на один грам носія, тобто такий самий індикатор, який бувзастосований в попередньому прикладі. 7 UA 106335 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Усі операції способу, що пропонується, починаючи від формування об'єму накопичення, в порожнині якого розміщували фрагмент індикатора, чутливого до згаданої у цьому прикладі робочої речовини і закінчуючи візуальною фіксацією крізь прозору оболонку об'єму накопичення факту наявності витоку робочої речовини крізь наскрізні дефекти з'єднання, здійснювали так само, як і в попередньому прикладі. Відмінність від попереднього прикладу полягала в тому, що фторопластову термоусаджувану трубку герметично з'єднували з трубопроводом по обидва боки від згаданого ніпельного з'єднання шляхом рівномірного по колу нагрівання промисловим феном її кінцевих ділянок довжиною біля 15 мм до температури усадки фторопласту (~ 120 °C). Визначене за результатами вимірювань мас-спектрометричним течошукачем (із застосуванням гелію як пробної речовини) значення сумарної негерметичності ніпельного -6 3 рознімного з'єднання трубопроводу становило (1,3±0,6)10 м Па/с. Приблизно за 38 хвилин після заповнення порожнини трубопроводу несиметричним диметилгідразином й, відповідно, його ніпельного рознімного з'єднання поверхня стрічки чутливого до несиметричного диметилгідразину індикаторного матеріалу як представника амінів, яка охоплювала це з'єднання, поступово контрастно, у видимій області спектра, змінювала колір з жовто-помаранчевого на темно-синій, що свідчило про розгерметизацію ніпельного рознімного з'єднання трубопроводу. Така контрастна зміна кольору надійно фіксувалась візуально крізь прозору оболонку створеного навколо з'єднання об'єму накопичення з фторопласту. Приклад 4 Як об'єкт випробувань на герметичність способом, що заявляється, використовували, як і в двох останніх попередніх прикладах, ніпельне рознімне з'єднання трубопроводу, однак інших габаритів. Довжина з'єднання у зібраному стані становила 51 мм, а умовний зовнішній діаметр найбільшої за габаритами деталі цього з'єднання (накидної гайки) становив 49 мм. Зовнішній діаметр трубопроводів, що були герметично приєднані до рознімного з'єднання з обох сторін становив 29 мм, а довжина кожного з трубопроводів становила біля 160 мм. Наскрізний дефект в ніпельному рознімному з'єднанні трубопроводу створювали так само, як і в попередніх прикладах, - штучно, шляхом нанесення поздовжньої подряпини на одну з деталей з'єднання в тому місці, де деталі з'єднання мали герметично стикуватись при повному загвинчуванні накидної гайки. На протилежних від з'єднання кінцях трубопроводів, як і в попередніх прикладах, встановлювали голчасті крани. Як напівфабрикат для формування об'єму накопичення навколо ніпельного рознімного з'єднання трубопроводу використовували прозору термоусаджувану трубку з полівінілхлориду, яка була також одержана шляхом попередньої обробки гамма-випромінюванням. Довжина трубки становила біля 80 мм, її внутрішній діаметр - 60 мм, а товщина стінки - 0,6 мм. Робочою речовиною, якою заповнювали порожнину трубопроводу і, відповідно, його ніпельного рознімного з'єднання, був тетраоксид діазоту - висококиплячий компонент рідкого ракетного палива. Фрагментом чутливого до цієї робочої речовини індикаторного матеріалу, що розміщували в полівінілхлоридній трубці перед формуванням навколо згаданого з'єднання трубопроводу замкненого об'єму накопичення, слугував відрізок стрічки вибіленої бавовняної тканини (носія) 2 типу бязі або батисту, що мала питому поверхню від 0,5 до 1,7 м /г і містила індикатор - біс-4-(3фенілпропілпіридин)цинк(ІІ) дийодид тетраедричної будови за загальною формулою ZnC28H30N2I2 у кількості від 0,03 до 0,10 г на один грам носія. Усі операції способу, що пропонується, починаючи від формування об'єму накопичення, в порожнині якого розміщували фрагмент чутливого до згаданої у цьому прикладі робочої речовини індикатора, і закінчуючи візуальною фіксацією крізь прозору оболонку об'єму накопичення факту наявності витоку робочої речовини крізь наскрізні дефекти з'єднання, здійснювали так само, як і в попередньому прикладі. Відмінність від попереднього прикладу полягала в тому, що полівінілхлоридну термоусаджувану трубку герметично з'єднували з трубопроводом по обидва боки від згаданого ніпельного з'єднання шляхом рівномірного по колу нагрівання промисловим феном її кінцевих ділянок довжиною біля 17 мм до температури усадки полівінілхлориду (~ 117 °C). Визначене за результатами вимірювань мас-спектрометричним течошукачем (із застосуванням гелію як пробної речовини) значення сумарної негерметичності ніпельного -5 3 рознімного з'єднання трубопроводу становило (1,1±0,3)10 м Па/с. Приблизно за 15 хвилин після заповнення порожнини трубопроводу тетраоксидом діазоту й, відповідно, його ніпельного рознімного з'єднання поверхня стрічки чутливого до тетраоксиду діазоту індикаторного матеріалу, яка охоплювала це з'єднання, поступово контрастно, у видимій області спектру, змінювала колір з білого на коричневий з жовтим або фіолетовим відтінком, що 8 UA 106335 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 свідчило про розгерметизацію ніпельного рознімного з'єднання трубопроводу. Така контрастна зміна кольору надійно фіксувалась візуально крізь прозору оболонку створеного навколо з'єднання об'єму накопичення з полівінілхлориду. Приклад 5 Як об'єкт випробувань на герметичність способом, що заявляється, використовували, як і в трьох попередніх прикладах, ніпельне рознімне з'єднання трубопроводу, однак інших габаритів. Довжина з'єднання у зібраному стані становила 17 мм, а умовний зовнішній діаметр найбільшої за габаритами деталі цього з'єднання (накидної гайки) становив 15 мм. Зовнішній діаметр трубопроводів, що були герметично приєднані до рознімного з'єднання з обох сторін становив 6 мм, а довжина кожного з трубопроводів становила біля 80 мм. Наскрізний дефект в ніпельному рознімному з'єднанні трубопроводу створювали так само, як і в попередніх прикладах, - штучно шляхом нанесення поздовжньої подряпини на одну з деталей з'єднання в тому місці, де деталі з'єднання мали герметично стикуватись при повному загвинчуванні накидної гайки. На протилежних від з'єднання кінцях трубопроводів, як і в попередніх прикладах, встановлювали голчасті крани. Як напівфабрикат для формування об'єму накопичення навколо ніпельного рознімного з'єднання трубопроводу використовували прозору термоусаджувану трубку з поліестеру, яка була також одержана шляхом попередньої обробки гамма-випромінюванням. Довжина трубки становила біля 30 мм, її внутрішній діаметр - 20 мм, а товщина стінки - 0,3 мм. Робочою речовиною, якою заповнювали порожнину трубопроводу і, відповідно, його ніпельного рознімного з'єднання, був тетраоксид діазоту - висококиплячий компонент рідкого ракетного палива. Фрагментом чутливого до цієї робочої речовини індикаторного матеріалу, що розміщували в поліестерній трубці перед формуванням навколо згаданого з'єднання трубопроводу замкненого об'єму накопичення, слугував відрізок стрічки вибіленої бавовняної тканини (носія) типу бязі або 2 батисту, що мав питому поверхню від 0,5 до 1,7 м /г і містив індикатор - аква-біс-(дибензо-18+ краун-6-калію) дийодиду за загальною формулою [K(Db-18-с-6)(Н2O)0,5] I - у кількості від 0,031 до 0,163 г на один грам носія. Усі операції способу, що пропонується, починаючи від формування об'єму накопичення, в порожнині якого розміщували фрагмент чутливого до згаданої у цьому прикладі робочої речовини індикатора, і закінчуючи візуальною фіксацією крізь прозору оболонку об'єму накопичення факту наявності витоку робочої речовини крізь наскрізні дефекти з'єднання, здійснювали так само, як і в трьох попередніх прикладах. Відмінність від попередніх прикладів полягала в тому, що поліестерну термоусаджувану трубку герметично з'єднували з трубопроводом по обидва боки від згаданого ніпельного з'єднання шляхом рівномірного по колу нагрівання промисловим феном її кінцевих ділянок довжиною біля 11 мм до температури усадки поліестеру (~ 113 °C). Визначене за результатами вимірювань мас-спектрометричним течошукачем (із застосуванням гелію як пробної речовини) значення сумарної негерметичності ніпельного -5 3 рознімного з'єднання трубопроводу становило (1,3±0,4)10 м Па/с. Приблизно за 18 хвилин після заповнення порожнини трубопроводу тетраоксидом диазоту й, відповідно, його ніпельного рознімного з'єднання поверхня стрічки чутливого до тетраоксиду діазоту індикаторного матеріалу, яка охоплювала це з'єднання, поступово контрастно, у видимій області спектру, змінювала колір з білого на коричневий з жовтуватим або фіолетовим відтінками. Така контрастна зміна початкового кольору свідчила про розгерметизацію ніпельного рознімного з'єднання трубопроводу і надійно фіксувалась візуально крізь прозору оболонку створеного навколо з'єднання об'єму накопичення з поліестеру. Приклад 6 Як об'єкт випробувань на герметичність способом, що заявляється, використовували кільцевий зварний шов трубопроводу з алюмінію, одержаний аргоно-дуговим зварюванням. Ширина зварного шва становила 5 мм, його умовний зовнішній діаметр становив 35 мм. Зовнішній діаметр алюмінієвих трубопроводів, що були герметично з'єднані зваркою, становив 25 мм, а довжина кожного з трубопроводів становила біля 140 мм. Наскрізний дефект в кільцевому зварному шві створювали штучно шляхом короткочасного переривання дуги під час зварювання. На протилежних від з'єднання кінцях трубопроводів, як і в попередніх прикладах, встановлювали голчасті крани. Як напівфабрикат для формування об'єму накопичення навколо кільцевого зварного з'єднання трубопроводу використовували прозору термоусаджувану трубку з поліетилену, яка була одержана шляхом попередньої обробки потоком швидких електронів. Довжина трубки становила біля 30 мм, її внутрішній діаметр - 40 мм, а товщина стінки - 0,5 мм. 9 UA 106335 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Робочою речовиною, якою заповнювали порожнину трубопроводу, був тетраоксид діазоту висококиплячий компонент рідкого ракетного палива. Фрагментом чутливого до цієї робочої речовини індикаторного матеріалу, що розміщували в поліетиленовій трубці перед формуванням навколо зварного з'єднання трубопроводу замкненого об'єму накопичення, слугував відрізок стрічки вибіленої бавовняної тканини (носія) 2 типу бязі або батисту, що мала питому поверхню від 0,5 до 1,7 м /г і містила індикатор - біс-4-(3фенілпропілпіридин)цинк(ІІ) дийодид тетраедричної будови за загальною формулою ZnC28H30N2I2 у кількості від 0,03 до 0,10 г на один грам носія. Усі операції способу, що пропонується, починаючи від формування об'єму накопичення, в порожнині якого розміщували фрагмент чутливого до згаданої робочої речовини індикатора, й закінчуючи візуальною фіксацією крізь прозору оболонку об'єму накопичення факту наявності витоку робочої речовини крізь наскрізний дефект зварного з'єднання, здійснювали так само, як і в попередніх прикладах. Відмінність полягала в тому, що поліетиленову термоусаджувану трубку герметично з'єднували з трубопроводом по обидва боки від зварного з'єднання шляхом рівномірного по колу нагрівання промисловим феном її кінцевих ділянок довжиною біля 10 мм до температури усадки поліетилену, одержаного шляхом попередньої обробки потоком швидких електронів (~ 125 °C). Визначене за результатами вимірювань мас-спектрометричним течошукачем (із застосуванням гелію як пробної речовини) значення сумарної негерметичності кільцевого -4 3 зварного шва трубопроводу становило (4,2±0,8)10 м Па/с. Приблизно за 3 хвилини після заповнення порожнини трубопроводу тетраоксидом діазоту поверхня стрічки чутливого до тетраоксиду діазоту індикаторного матеріалу, яка охоплювала це з'єднання, поступово контрастно, у видимій області спектру, змінювала колір з білого на коричневий з жовтим або фіолетовим відтінком, що свідчило про розгерметизацію кільцевого зварного шва трубопроводу. Така контрастна зміна кольору надійно фіксувалась візуально крізь прозору оболонку створеного навколо з'єднання об'єму накопичення з поліетилену. Таким чином, спосіб контролю герметичності з'єднань трубопроводів конструкцій, що пропонується, дозволяє забезпечити як об'єктивний результат визначення величини сумарної негерметичності з'єднання трубопроводу на заключному етапі складання конструкції (до заповнення її трубопроводу робочою речовиною), так і оперативно засвідчити факт довільної розгерметизації з'єднання трубопроводу, а отже й наявність витоку робочої речовини крізь наскрізні дефекти з'єднання заповненого такою речовиною трубопроводу. Промислова придатність Спосіб контролю герметичності з'єднань трубопроводів конструкцій, що заявляється, може бути легко відтворений промисловим шляхом і забезпечує як об'єктивний результат визначення величин сумарної негерметичності з'єднань на заключному етапі складання конструкцій (до заповнення їх трубопроводів робочими речовинами), так і оперативний контроль сумарної негерметичності згаданих з'єднань після заповнення конструкцій, робочими речовинами. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб контролю герметичності з'єднань трубопроводів конструкцій, що включає формування навколо з'єднання трубопроводу об'єму накопичення з полімерного матеріалу, герметизацію об'єму накопичення з обох боків з'єднання трубопроводу, заповнення трубопроводу пробним газом під надлишковим тиском, витримку трубопроводу під надлишковим тиском, відбір на аналіз проби з порожнини об'єму накопичення шляхом проколювання оболонки останнього щупом газоаналізатора та визначення величини сумарної негерметичності з'єднання трубопроводу за зміною концентрації пробного газу в порожнині об'єму накопичення за час витримки, який відрізняється тим, що як напівфабрикат з полімерного матеріалу для формування об'єму накопичення використовують принаймні одну прозору термоусаджувану трубку довжиною, що перевищує довжину з'єднання трубопроводу, до стикування елементів з'єднання цю трубку одягають на трубопровід і розташовують її за межами з'єднання, а після герметизації з'єднання на нього насувають трубку, розміщують у порожнині трубки чутливий до робочої речовини індикаторний матеріал, що контрастно у видимій області спектра змінює колір при контакті з робочою речовиною, герметизують трубку з обох боків з'єднання трубопроводу шляхом нагрівання її кінцевих ділянок до температури усадки, а після визначення відповідності величини сумарної негерметичності з'єднання трубопроводу за зміною концентрації пробного газу в порожнині трубки нормі сумарної негерметичності з'єднання місце проколу стінки трубки герметизують, трубопровід заповнюють робочою речовиною, витримують трубопровід під 10 UA 106335 C2 5 10 15 20 25 надлишковим тиском і за зміною кольору індикаторного матеріалу визначають наявність порушення герметичності з'єднання трубопроводу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як напівфабрикат для формування об'єму накопичення використовують термоусаджувану трубку з поліетилену, полівінілхлориду, поліестеру або фторопласту. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що використовують термоусаджувану трубку, що піддана радіаційній модифікації гамма-випромінюванням. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як індикаторний матеріал на робочі речовиниаміни у порожнині трубки розміщують матеріал, який складається з тканинного носія у вигляді 2 вибіленої бавовняної тканини типу бязі або батисту, що має питому поверхню від 0,7 до 1,2 м /г, та кислотно-основного індикатора бромкрезолового зеленого спирторозчинного або -3 -3 бромтимолового синього спирторозчинного у кількості від 5,510 до 7,610 г на один грам -3 носія і тетрахлорокупрат(ІІ)-біс-гідро-4-(3)-фенілпропілпіридинату у кількості від 4,310 до -3 5,910 г на один грам носія. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як індикаторний матеріал на тетраоксид діазоту як робочу речовину у порожнині трубки розміщують матеріал, який складається з носія у вигляді 2 вибіленої бавовняної тканини типу бязі або батисту, що має питому поверхню від 0,5 до 1,7 м /г, та індикатора - біс-4-(3-фенілпропілпіридин)цинк(ІІ) дийодиду, що має загальну формулу ZnC28H30N2I2 та тетраедричну будову, причому на один грам носія припадає від 0,03 до 0,10 г індикатора. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як індикаторний матеріал на тетраоксид діазоту як робочу речовину у порожнині трубки розміщують матеріал, який складається з носія у вигляді 2 вибіленої бавовняної тканини типу бязі або батисту, що має питому поверхню від 0,5 до 1,7 м /г, та індикатора - аква-біс-(дибензо-18-краун-6-калію) дийодиду за загальною формулою [K(Db-18+ c-6)(H2О)0,5] І , причому на один грам носія припадає від 0,031 до 0,163 г індикатора. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Manoryk Petro Andriiovych, Tsurupa Ihor Sergiiovych, Kyshenia Yaroslav Viktorovych, Tykhyi Viktor Hryhorovych, Pogorila Lidia Mykhailivna, Hrebennikov Volodymyr Mykhialovych

Автори російською

Манорик Петр Андреевич, Цурупа Игорь Сергеевич, Кишеня Ярослав Викторович, Тихий Виктор Григорьевич, Погорила Лидия Михайловна, Гребенников Владимир Николаевич

МПК / Мітки

МПК: G01M 3/00, F17D 5/02, G01M 3/20

Мітки: з'єднань, конструкцій, контролю, герметичності, спосіб, трубопроводів

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/13-106335-sposib-kontrolyu-germetichnosti-zehdnan-truboprovodiv-konstrukcijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб контролю герметичності з’єднань трубопроводів конструкцій</a>

Подібні патенти