Методы неразрушающего контроля герметичности пневмогидравлических систем Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Решетневскуе чтения. 2014

УДК 621

МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ

С. В. Титенков, В. Ю. Журавлев, А. С. Запорожский

ОАО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29 E-mail: [email protected], [email protected] Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Применяющиеся методы проверки герметичности изделий не соответствуют новым требованиям для разрабатываемых изделий. Внедряемые в производство комплекты по проверке герметичности возможно усовершенствовать, использовав метод акустической эмиссии.

Ключевые слова: методы неразрушающего контроля, герметичность.

METHODS OF NONDESTRUCTIVE CONTROL OF PNEUMATICHYDRAULIC

SYSTEM LEAK INTEGRITY

S. V. Titenkov, V. Yu. Zhuravlev, А. S. Zaporozhsky

JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant» 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, Russian Federation 660014 E-mail: [email protected], [email protected] Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: [email protected]

The applied methods to check product leak integrity do not conform to new requirements for newly developed products. It is possible to improve leak integrity check sets introduced to production using the acoustic emission method.

Keywords: nondestructive testing methods, leak integrity.

Одним из факторов, гарантирующих качество и безотказность работы пневмогидравлических систем (ПГС) изделий ракетно-космической техники, является выбор метода неразрушающего контроля герметичности (НКГ) после производственного процесса.

К ПГС относят простые и сложные трубопроводы, состоящие из труб, емкостей, насосов, агрегатов автоматики (электро-, пневмо-, пироклапанов, фильтров, дросселей, пневмогидроприводов, предохранительных и запорных клапанов). ПГС является неотъемлемой частью различных силовых приводов, систем наддува баков, топливных и масляных систем двигательных установок, систем автономного обеспечения жизнедеятельности (кондиционирования), систем стабилизации и коррекции траекторий летательных аппаратов.

ПГС перед НКГ должны пройти очистку, обезжиривание и подготовку поверхности для высокочувствительных испытаний по герметичности.

Традиционно наиболее используемыми методами НКГ являются:

- метод «аквариума» - контроль изделий объемом до 200 л, заполненных воздухом и азотом, индикация утечки по пузырькам в жидкости, максимальная чувствительность Г10"1 л-мкм рт.ст./с;

- метод «обмыливания» - покрытие мыльной эмульсией контролируемых разъемных и неразъемных соединений, заполненных воздухом и азотом, индикация утечки по пузырькам пены, максимальная чувствительность 5-10-1 л-мкм рт.ст./с;

- метод «спада давления» - контроль изделий объемом до 0,5 л, заполненных воздухом, наличие негерметичности определяется по изменению замеренной величины давления в изделии в начале и конце определенного промежутка времени, максимальная чувствительность 10 л-мкм рт.ст./с;

- метод «повышения давления в барокамере» -негерметичность определяется разностью между общим давлением натекания барокамеры с изделием без давления и общим давлением натекания барокамеры с изделием под давлением испытания максимальная чувствительность 1 • 10-2 л-мкм рт.ст./с;

- метод «щупа» - наличие негерметичности определяется течеискателем улавливающим контрольный газ над локальной поверхностью возможных негерме-тичностей изделий, максимальная чувствительность 1 • 10-4 л-мкм рт.ст./с;

- метод «вакуумирования» - подразделяется на несколько способов его проведения, сущность которых сводится к созданию вакуума в полости испытуемого объекта, затем подается контрольный газ и

Ракетно-космические двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования летательныхаппаратов

под действием разности давлений, при наличии течи, проникает через неплотности испытуемого объекта в откачанную полость, в полости фиксируется степень герметичности течеискателем, максимальная чувствительность варьируется от 1 • 10-5 до 1 • 10-9 л-мкм рт.ст./с;

- метод «накопления при атмосферном давлении» - вокруг объекта испытаний создается замкнутый объём накопления контрольного газа, который, при наличии течи, попадает во внутрь объекта испытаний, повышая в нем концентрацию гелия. Далее течеиска-телем регистрируют наличие гелия вокруг объекта, сравнивают с показаниями течеискателя от контрольной концентрации, максимальная чувствительность 5-10-5 л-мкм рт.ст./с.

В настоящее время для новых изделий данные методы не соответствуют более высокому требованию параметра чувствительности. Перед отраслью поставлена задача повышения качества и надежности космической техники с одновременным увеличением срока их хранения и эксплуатации. Предприятиями отрасли рассматриваются возможности использования принципиально новых современных методов НКГ с созданием стендов автоматизированного контроля как отдельных узлов, так и сборочных изделий, с учетом технических требований отраслевых стандартов и стандартов по безопасности. В стенде автоматического НКГ необходимо предусмотреть увеличение возможностей видов и функций проверки. Также необходимо актуализировать нормативные документы (ОСТы), разработанные 25-30 лет тому назад и учесть в них не только отечественный, но и мировой опыт достижений и открытий в НКГ.

На сегодняшний момент наиболее перспективным оборудованием, с помощью которого возможно доработать существующие или создать новые стенды НКГ, являются: микропроцессорные дефектоскопы, акустические ультразвуковые томографы, рентгеновские томографы и установки рентгенотелевидения, многоразовые фосфорные пластины с использованием цифровой радиографии, метод «шерографии», высокочувствительные портативные течеискатели с чувствительностью 1 • 10-9 л-мкм рт.ст./сек.

Планируемый к внедрению перечень оборудования по проверке герметичности новых изделий предполагает внедрение нескольких методов НГК с применением плазменного течеискателя, масс-спектро-метрического метода, гелиевого течеискателя, высоковакуумной системы с рабочим диапазоном НКГ до 1 • 10-6 л-мкм рт.ст./с.

Предлагается дополнить к имеющимся методам проверки НКГ метод акустической эмиссии и доработать внедряемый в производство комплект НКГ, что

позволит дополнить функции комплекта проверки не только герметичности, но и прочности, надежности, наличия трещин.

Метод акустической эмиссии (АЭ) представляет собой использование явления генерации волн напряжений, вызванных внезапной перестройкой в структуре материала. Классическими источниками АЭ является процесс деформирования, связанный с ростом дефектов, например, трещины или зоны пластической деформации. Внезапное движение источника эмиссии вызывает возникновение волн напряжений, которые распространяются в структуре материала и достигают преобразователь. По мере роста напряжений активизируются многие из имеющихся в материале объекта источников эмиссии. Электрические сигналы эмиссии, полученные в результате преобразования датчиком волн напряжений, усиливаются, регистрируются аппаратурой и подвергаются дальнейшей обработке и интерпретации.

АЭ отличается от большинства методов НКГ по нескольким ключевым аспектам: источником сигнала служит сам материал, а не внешний источник, т. е. метод является пассивным (а не активным, как большинство других методов контроля); в отличие от других методов АЭ обнаруживает движение дефекта, а не статические неоднородности, связанные с наличием дефектов, т. е. АЭ обнаруживает развивающиеся, а потому наиболее опасные дефекты; возможность выявления дефекта и его координат в протяженных и крупногабаритных конструкциях при однократном обследовании.

Библиографическая ссылка

1. Данилин Г. А., Ремшев Е. Ю., Метляков Д. В., Черный Л. Г., Титов А. В. Модель прогнозирования релаксационной стойкости тарельчатых пружин по уровню сигналов акустической эмиссии // Решетнев-ские чтения : материалы XVII Междунар. науч. конф. : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2013. Ч. 1. 522 с.

Reference

1. Danilin G. A. Remshev E. Yu. Metlyakov D. V., Black L.G., Titov A. V. Model of forecasting of relaxation firmness of dish-shaped springs on level of signals of acoustic issue // Reshetnevsky readings : materials XVII Mezhdunar. nauch. konf. : in 2 ch. /under a general ed. of Yu. Yu. Loginov ; Sib. the state. space un-t. Krasnoyarsk, 2013, p. 1. 522 s.

© Титенков С. В., Журавлев В. Ю., Запорожский А. С., 2014