Главная » Сделай сам » Контроль герметичности клапанов газогорелочных устройств. Основные этапы проектирования устройств контроля герметичности запорной и распределительной газовой арматуры. Способ опрессовки гелием замкнутых оболочек

Контроль герметичности клапанов газогорелочных устройств. Основные этапы проектирования устройств контроля герметичности запорной и распределительной газовой арматуры. Способ опрессовки гелием замкнутых оболочек

Проверка герметичности затворов запорной арматуры установленной последовательно перед горелкой, производится перед розжигом горелки после проведения продувки отвода газом . Порядок проверки зависит от степени автоматизации горелки и ее тепловой мощности и определяется проектом. Проверка производится путем создания перепада давления по обе стороны от арматуры и контроля за изменением давления.

Проверка герметичности в ручном режиме (рис.109). При проверке герметичности двух запорных арматур 1,2, установленных последовательно перед горелкой, необходим контроль давления между ними. Для этого перед краном на трубопроводе безопасности 5 установлен штуцер, к которому подсоединяется манометр 4.

Порядок проведения работы:

На штуцер установить манометр (запорная арматура перед горелкой закрыта, а кран на трубопроводе безопасности открыт);

Закрыть кран на трубопроводе безопасности и если установленный манометр не покажет изменения давления, то первая по ходу газа запорная арматура герметична;

При закрытых запорных арматурах перед горелкой открыть и вновь закрыть первую из них по ходу газа. Манометр будет показывать давление газа, равное давлению в подводящем газопроводе, и если это давление не изменяется, то вторая по ходу газа запорная арматура и кран на трубопроводе безопасности герметичны. При неплотных запорных арматурах розжиг горелок воспрещается.

Проверку можно выполнить, также используя запорную арматуру на отводе, при этом появляется возможность проверки как самой арматуры на отводе, так и ПЗК защиты.

Проверка герметичности в автоматическом режиме.

Перед горелкой и на трубопроводе безопасности установлена запорная арматура с электроприводом, а вместо манометра – реле контроля герметичности (датчик давления).

Проверка производится аналогично ручному режиму режиме (рис.109), но автоматикой регулирования.

Проверка герметичности, при установке перед горелкой двойного электромагнитного клапана и блока контроля герметичности (рис.110). Контроль герметичности производится перед каждым пуском горелки. При не герметичности двойного электромагнитного клапана 1 подача газа прекращается. В не рабочем состоянииоба электромагнитных клапана закрыты.

Блок контроля герметичности 2 состоит из: электромагнитного клапана 3 , внутреннего насоса 4 и встроенного реле давления (датчика давления) 5 , которые последовательно размещены на байпасе первого по ходу газа клапана.

Перед проверкой герметичности давление газа перед двойным электромагнитным клапаном соответствует рабочему давлению (Р раб ). В начале проверки электромагнитный клапан 3 открываетсяивнутренний насос 4 создает большее давление газа (Р кон ) на участке контроля между магнитными клапанами, по сравнению с давлением газа в газопроводе отвода. При достижении величины необходимого контрольного давления насос выключается. Встроенное реле давления контролирует участок испытания и если давление не изменяется, то оба клапана двойного электромагнитного клапана герметичны.

Топки и газоходы газифицированных установок перед пуском в работу должны быть провентилированы. Время вентиляции определяется расчетом и устанавливается инструкцией, но не менее 10 минут, а для автоматизированных горелок - программой запуска (розжига).

Перед пуском газа в горелку производится проверка герметичности запорной арматуры перед горелкой. Запорная арматура на газопроводе перед горелкой открывается после розжига запального устройства.

Пуск газа после консервации, ремонта, сезонной остановки котельной или производства

Пуск газа послеконсервации, ремонта, сезонной остановки, а также первичный пуск газа после окончания монтажных работ выполняется силами предприятия-владельца или специализированной организацией (согласно договору). Включение газоиспользующего оборудования оформляется актом, подготовленным с участием представителя эксплуатационной организации.

Перед пуском газа и газовых сетей необходимо :

Произвести осмотр оборудования;

Проветрить помещение;

Произвести контрольную опрессовку газопроводов;

Снять заглушку на газопроводе;

Продуть газопроводы газом;

Взять пробу газа и убедиться в окончании продувки. Продувка - газоопасная работа и выполняется по наряду-допуску.

Остановка котельной (производств) на консервацию (в ремонт, сезонная остановка )

До остановки газоиспользующей установки для ремонта производят ее наружный осмотр в доступных местах с целью проверки технического состояния и уточнения объема работ. Отключение газоиспользующего оборудования оформляется актом, подготовленным с участием представителя эксплуатационной организации.

Порядок работы:

По инструкции производится остановка оборудования (при необходимости ГРП);

Газопроводы должны быть отключены и продуты воздухом. Отключение внутреннего газопровода производят с установкой заглушки на газопроводе за запорной арматурой. Это газоопасная работа и выполняется по наряду-допуску.

Запорная арматура на продувочных трубопроводах после отключения газопровода должна оставаться в открытом положении.

При отключении системы газоснабжения или отдельного газоиспользующего оборудования на длительный период или для ремонта потребителю рекомендуется известить поставщика не менее чем за трое суток.

Приводы запорной арматуры обесточивают (удаляют плавкие вставки) и запирают на замки, ключи от которых передают по смене, а на запорную арматуру вешают таблички с предупреждающими надписями.

Работы выполняемые при выводе из резерва газоиспользующей установки

Вывод из резервагазоиспользующей установки является газоопасной работой и выполняется по наряд-допуску или в соответствии с производственной инструкцией. Работа выполняется бригадой рабочих в составе не менее двух человек под руководством специалиста:

· снять заглушку на отводе к газоиспользующей установке

· порядок включения горелок газоиспользующих установок зависит от конструкции горелок, расположения их на газоиспользующем оборудовании, типа запального устройства, наличия и типа автоматики безопасности и регулирования.

· последовательность действий при розжиге горелок определяется в соответствии с требованиями производственной инструкции, разработанной на основании существующих норм и инструкций.

Пуск в работу газоиспользующей установки (см. рис. 96) производится по письменному распоряжению лица, ответственного за безопасную эксплуатацию объектов газопотребления, согласно производственной инструкции . Персонал должен быть заранее предупрежден ответственным за лицом о времени начала выполнения работ.

Перед растопкой котла, работающего на газе, должна быть проверена герметичность закрытия запорной арматуры перед горелками в соответствии с действующими инструкциями.

При наличии признаков загазованности помещения котельной включение электрооборудования, растопка котла, а также использование открытого огня не допускаются.

Перед пуском газанеобходимо :

При помощи газоанализатора или по запаху проверить помещение и убедиться в отсутствии загазованности;

По эксплуатационной документации убедиться в отсутствии запрета на ввод в работу;

Осмотреть положение запорной арматуры на газопроводе к установке: вся арматура, кроме кранов на продувочных трубопроводах, трубопроводах безопасности, перед контрольно-измерительными приборами и датчиками автоматики, должна быть закрыта;

Убедится в исправности оборудования для сжигания газового топлива топки, газоходов, воздуховодов, запорных и регулирующих устройств, контрольно - измерительных приборов, гарнитуры, дымососов и вентиляторов, а также проверить наличие естественной тяги;

Убедиться, что шибера на неработающих установках закрыты;

Продуть общекотельный (общецеховой) газопровод, если пускается в работу первая установка;

Включить дымосос и вентилятор, до включения дымососа для вентиляции топки и газоходов необходимо убедиться, что ротор не задевает корпуса дымососа, для чего ротор поворачивается вручную;

Пуск газа :

Открыть запорную арматуру на отводе газопровода к установке; зафиксировать, в открытом положении ПЗК защиты; приоткрыть на 10% регулирующий клапан автоматики регулирования; продуть отвод к установке, взять пробу газа из штуцера на продувочном трубопроводе;

Убедиться в отсутствии утечек газа из газопроводов, газооборудования и арматуры путем обмыливания или с помощью прибора (течеискателя);

Проверить по манометру соответствие давления газа, а при использовании горелок с принудительной подачей воздуха дополнительно - соответствие давления воздуха установленному давлению;

Провентилировать топку, газоходы и воздуховоды в течение 10-15 мин. и отрегулировать тягу растапливаемого котла, установив разрежение в верхней части топки 20-30 Па (2-3 мм вод. ст .), а на уровне газовых горелок не менее 40-50 Па (4-5 мм вод. ст. );

Закрыть воздушную заслонку;

Проверить герметичности затворов запорной арматуры, установленной перед горелкой;

При помощи переносного газоанализатора взять пробу воздуха из верхней части топки, убедиться в отсутствии в ней газа.

Розжиг газовых горелок.

Розжиг газовых горелок необходимо производить не менее чем двум операторам.

Ручной розжиг горелок с принудительной подачей воздуха:

Открыть кран к переносному запальнику и зажечь выходящий из запальника газ;

При устойчивой работе запальника внести его в топку к устью включаемой основной горелки;

Закрыть кран на трубопроводе безопасности;

Открыть первую по ходу газа запорную арматуру перед горелкой, а затем медленно приоткрыть вторую по ходу газа запорную арматуру, пуская газ в горелку;

После воспламенения газа немного увеличить его подачу, делая пламя устойчивым;

Приоткрыть воздушную заслонку;

Увеличивая подачу газа, затем воздуха, при контроле разрежения в топке, вывести работу горелки на минимальный режим согласно режимной карте;

Вынуть запальник из топки и закрыть перед ним кран;

Аналогичным образом ввести в работу остальные горелки.

Растопка газоиспользующей установки производится в течение времени, предусмотренного инструкцией.

Защита и автоматика регулирования вводятся в работу согласно инструкции.

Сведения о выполненных работах заносятся в журнал.

Розжиг инжекционных горелок производится аналогично, а т.к. вентилятор отсутствует, то вентиляция топки производится без вентилятора. После воспламенения газа открыть воздушную шайбу,

отрегулировать разрежение в топке и, увеличивая подачу газа, при контроле разрежения в топке, вывести работу горелки на минимальный режим согласно режимной карте.

Розжиг горелок с помощью ЗЗУ:

Повернуть ключ управления газоиспользующей установкой в положение «Розжиг». При этом срабатывает ЗЗУ: включается реле времени, открывается газовый электромагнитный клапан (ПЗК) запальника, включается устройство зажигания (при погасании пламени запальника электрод контроля пламени ЗЗУ дает импульс на отклонение высоковольтного трансформатора);

Если пламя запальника устойчивое, закрыть кран газопровода безопасности и полностью открыть запорную арматуру перед основной горелкой.

Действия персонала при авариях (инцидентах) на горелках

При отрыве, проскоке или погасании пламени при розжиге или в процессе регулирования, необходимо:

· немедленно прекратить подачу газа на эту горелку (горелки) и запальное устройство;

· провентилировать топку и газоходы не менее 10 минут;

· выяснить причину неполадок;

· доложить ответственному лицу;

· после устранения причин неполадок и проверки герметичности затвора запорной арматуры перед горелкой, по указанию ответственного лица по инструкции произвести повторный розжиг.

Пуск в работу ГРП (ГРУ)и розжиг первой горелки

а. Пуск в работу ГРП выполняется согласно производственной инструкции.

б. Пуск в работу газоиспользующей установки выполняется согласно производственной инструкции.

в. До розжига первой горелки на продувочном газопроводе должен быть открыт кран.

Работы выполняемыепри выводе газоиспользующей установкив резерв

Остановка (см. рис. 96) газоиспользующегооборудования во всех случаях, кроме аварийного, производится по письменному указанию технического руководителя, согласно производственной инструкции. При необходимости проводится инструктаж персонала.

Порядок выполнения работ:

Перевести режим работы горелок установки на минимальный, согласно режимной карте;

Зафиксировать в открытом положении ПЗК защиты;

- для горелки с принудительной по дачей воздуха закрыть воздушную заслонку перед горелкой, а затем вторую по ходу газа запорную арматуру на газопроводе к горелке, а для инжекционной горелки закрыть вторую по ходу газа запорную арматуру к горелке, а затем воздушную шайбу;

Проверить визуально прекращение горения;

Закрыть контрольную запорную арматуру и открыть кран на трубопроводе безопасности;

Аналогичным образом вывести из работы остальные горелки установки;

Закрыть запорную арматуру на отводе к установке;

Открыть продувочный трубопровод и трубопровод безопасности;

Закрыть ПЗК защиты;

Приоткрыть воздушную заслонку (шайбу) и 10 мин вентилировать топку;

Выключить вентилятор (при наличии) и дымосос, закрыть воздушную заслонку (шайбу) и шибер;

Сделать запись в журнале.

Остановку газифицированных котлов с автоматиками регулирования и безопасности и с комплексной автоматикой производят в соответствии с производственной инструкцией.

10.Техническое обслуживание и ремонт

ТР 870. Обязательные требования. установлены к сетям газораспределения на этапе эксплуатации (включая техническое обслуживание и текущие ремонты)

Для установления возможности эксплуатации газопроводов, зданий и сооружений и технологических устройств сетей газораспределения и газопотребления после сроков, указанных в проектной документации, должно проводиться их техническое диагностирование.

Предельные сроки дальнейшей эксплуатации объектов технического регулирования настоящего технического регламента должны устанавливаться по результатам технического диагностирования .

Глава 1 Анализ состояния проблемы автоматизации контроля герметичности и постановка задачи исследования.

1.1 Основные термины и определения, используемые в настоящем исследовании.

1.2 Особенности контроля герметичности газовой арматуры.II

1.3 Классификация газовых методов испытания и анализ возможности их применения для контроля герметичности газовой арматуры.

1.4 Обзор и анализ средств автоматического контроля герметичности по манометрическому методу.

1.4.1 Первичные преобразователи и датчики для автоматических систем контроля герметичности.

1.4.2 Автоматизированные системы и устройства контроля герметичности.

Цель и задачи исследования.

Глава 2 Теоретическое исследование манометрического метода испытания на герметичность.

2.1 Определение режимов течения газа в объектах испытания.

2.2 Исследование компрессионного способа испытания на герметичность.

2.2.1 Исследование временных зависимостей при контроле герметичности компрессионным способом.

2.2.2 Исследование чувствительности контроля герметичности компрессионным способом с отсечкой.

2.3 Исследование способа сравнения с непрерывной подачей испытательного давления.

2.3.1 Схема контроля герметичности по способу сравнения с непрерывной подачей испытательного давления.

2.3.2 Исследование временных зависимостей при контроле герметичности по способу сравнения.

2.3.3 Исследование чувствительности контроля герметичности по способу сравнения с непрерывной подачей испытательного давления.

2.3.4 Сравнительная оценка чувствительности контроля герметичности компрессионным способом с отсечкой и способом сравнения.

Выводы к главе 2.

Глава 3 Экспериментальное исследование параметров схем контроля герметичности, выполненных на основе способа сравнения.

3.1 Экспериментальная установка и методика исследования.

3.1.1 Описание экспериментальной установки.

3.1.2 Методика исследования схем контроля герметичности.

3.2 Экспериментальное исследование схемы контроля герметичности на основе способа сравнения.

3.2.1 Определение характеристики р = /(/) линий схемы контроля герметичности.

3.2.2 Исследования временных характеристик линий схемы контроля герметичности по способу сравнения.

3.2.3 Исследование статической характеристики измерительной линии схемы контроля герметичности.

3.3. Экспериментальное исследование устройства для контроля герметичности, выполненного на основе способа сравнения.

3.3.1 Исследование модели устройства для контроля герметичности с дифференциальным манометрическим датчиком.

3.3.2 Оценка точностных характеристик устройств для контроля герметичности, выполненных по схеме сравнения.

3.4 Вероятностная оценка достоверности сортировки изделий при контроле герметичности по способу сравнения.

3.4.1 Экспериментальное исследование распределения величины давления, эквивалентного утечке пробного газа в партии изделий.

3.4.2 Статистическая обработка результатов эксперимента по оценке достоверности сортировки.

4.3 Разработка датчиков герметичности с улучшенными рабочими характеристиками.

4.3.1 Конструкция датчика герметичности.

4.3.2 Математическая модель и алгоритм расчета датчика герметичности.

4.4 Разработка автоматизированного стенда для контроля герметичности

4.4.1 Конструкция автоматизированного многопозиционного стенда.

4.4.2 Выбор параметров схем контроля герметичности.

4.4.2.1 Методика расчета параметров схемы контроля герметичности по компрессионному способу с отсечкой.

4.4.2.2 Методика расчета параметров схемы контроля герметичности по способу сравнения.

4.4.3 Определение производительности автоматизированного стенда для контроля герметичности.

4.4.4 Определение параметров герметизирующих уплотнений для автоматизированного стенда.

4.4.4.1 Методика расчета уплотняющего устройства с цилиндрической манжетой.

4.4.4.2 Методика расчета торцевого кольцевого уплотнения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизация контроля герметичности газовой арматуры на основе манометрического метода испытаний»

Важной проблемой в ряде отраслей промышленности является повышение требований к качеству и надежности выпускаемой продукции. Это вызывает острую необходимость в совершенствовании существующих, создании и внедрении новых методов и средств контроля, в том числе контроля герметичности, который относится к дефектоскопии - одному из видов контроля качества систем и изделий .

В промышленном производстве запорной и распределительной арматуры, в которой рабочей средой является сжатый воздух или другой газ, существующими стандартами и техническими условиями на ее приемку регламентируется, как правило, стопроцентный контроль параметра "герметичность" . Основным узлом (рабочим элементом) такой арматуры является подвижная пара "плунжер-корпус" или поворотный клапанный элемент, которые работают в широком диапазоне давлений. Для герметизации газовой арматуры применяются различные уплотнительные элементы и смазки (герметики). В процессе функционирования ряда конструкций газовой арматуры допускается определенная утечка рабочей среды . Превышение допустимой утечки из-за некачественной газовой арматуры может привести к неправильному (ложному) срабатыванию производственного оборудования, на котором она установлена, что может вызвать серьезную аварию. В бытовых газовых плитах повышенная утечка природного газа может стать причиной пожара или отравления им людей. Поэтому превышение допустимой утечки индикаторной среды при соответствующем приемо-сдаточном контроле газовой арматуры считается негерметичностью, т. е. браком изделия, а исключение брака повышает надежность, безопасность и экологическую чистоту всего агрегата, прибора или устройства, в котором газовая арматура применяется.

Контроль герметичности газовой арматуры является трудоемким, длительным и сложным процессом. Например, в производстве пневматической миниап-паратуры он занимает 25-30 % от общей трудоемкости и до 100-120 % от времени сборки . Решить эту проблему в крупносерийном и массовом производстве газовой арматуры можно применением автоматизированных методов и средств контроля, которые должны обеспечить требуемую точность и производительность . В реальных производственных условиях решение этой проблемы часто осложняется применением методов контроля, которые обеспечивают необходимую точность, но трудно поддаются автоматизации из-за сложности метода или специфики испытательной аппаратуры.

Для испытаний на герметичность изделий только лишь посредством газообразной испытательной среды разработано около десяти методов, для реализации которых создано свыше ста различных способов и средств контроля . Развитию современной теории и практики контроля герметичности посвящены исследования Зажигина А. С., Запунного А. И., Ланис В. А., Левиной Л. Е., Лемберского В. Б., Рогаль В. Ф., Сажина С. Г., Тру-щенко А. А., Фадеева М. А., Фельдмана Л. С.

Однако при разработке и внедрении средств контроля герметичности имеется ряд проблем и ограничений. Так большинство высокоточных методов можно и целесообразно применять только к крупногабаритным изделиям, в которых обеспечивается полная герметичность. Кроме того, накладываются ограничения экономического, конструктивного характера, экологические факторы, требования безопасности для обслуживающего персонала. В серийном и крупносерийном производстве, например, средств пневмоавтоматики, газовой арматуры для бытовой техники, в которой при приемо-сдаточных испытаниях допускается определенная утечка индикаторной среды и, следовательно, требования к точности контроля снижаются, на первое место при выборе метода контроля герметичности выдвигается возможность его автоматизации и обеспечения на этой основе высокой производительности соответствующего контрольно-сортировочного оборудования, что необходимо при стопроцентном контроле качества продукции.

Анализ особенностей оборудования и основных характеристик наиболее применяемых в промышленности газовых методов испытаний на герметичность позволил сделать вывод о перспективности для автоматизации контроля герметичности газовой арматуры использования способа сравнения и компрессионного способа, реализующих манометрический метод. В научно-технической литературе этим способам испытаний уделено мало внимания из-за их сравнительно низкой чувствительности, однако отмечается, что они наиболее легко автоматизируются . При этом отсутствуют какие-либо рекомендации по выбору и расчету параметров устройств контроля герметичности, выполненным по схеме сравнения с непрерывной подачей испытательного давления. Поэтому актуальными и важными являются исследования в области газодинамики глухих и проточных емкостей, как элементов схем контроля, а также техники измерения давления газа в качестве основы для создания новых типов преобразователей, датчиков, устройств и систем автоматического контроля герметичности изделий, перспективных для использования в производстве газовой арматуры.

При разработке и внедрении автоматизированных устройств контроля герметичности возникает важный вопрос достоверности контрольно-сортировочной операции. В связи с этим в диссертации проведено соответствующее исследование, на основании которого разработаны рекомендации, позволяющие при автоматической сортировке по параметру "герметичность" исключить попадание бракованных изделий в годные. Еще одним важным вопросом является обеспечение заданной производительности автоматизированного оборудования. В диссертации даны рекомендации по расчету рабочих параметров автоматизированного стенда для контроля герметичности в зависимости от требуемой производительности.

Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения.

В первой главе рассмотрены особенности контроля герметичности газовой арматуры, допускающей при функционировании определенную утечку. Приведен обзор методов газовых испытаний на герметичность, классификация и анализ возможности их применения для автоматизации контроля газовой арматуры, позволившие выбрать наиболее перспективный - манометрический метод. Рассмотрены устройства и системы, обеспечивающие автоматизацию контроля герметичности. Сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе теоретически исследуются два способа контроля герметичности, реализующие манометрический метод: компрессионный с отсечкой давления и способ сравнения с непрерывной подачей испытательного давления. Определены математические модели исследуемых способов, на основании которых проведены исследования их временных характеристик и чувствительности при различных режимах течения газа, разных емкостях линий и соотношениях давлений, позволившие выявить преимущества способа сравнения. Даны рекомендации по выбору параметров схем контроля герметичности.

В третьей главе экспериментально исследованы статические и временные характеристики линий схемы контроля герметичности по способу сравнения при различных значениях утечки, емкости линий и испытательного давления, показана их сходимость с аналогичными теоретическими зависимостями. Экспериментально проверена работоспособность и оценены точностные характеристики устройства для контроля герметичности, выполненного по схеме сравнения. Приведены результаты оценки достоверности сортировки изделий по параметру "герметичность" и рекомендации по настройке соответствующих автоматизированных контрольно-сортировочных устройств.

В четвертой главе дано описание типовых схем автоматизации манометрического метода испытаний и рекомендации по проектированию автоматизированного оборудования для контроля герметичности. Приведены оригинальные конструкции датчика герметичности и автоматизированного многопозиционного стенда для контроля герметичности. Предложены методики расчета устройств контроля герметичности и их элементов, представленные в виде алгоритмов, а также рекомендации по расчету рабочих параметров контрольно-сортировочного стенда в зависимости от требуемой производительности.

В Приложении представлены характеристики газовых методов испытания на герметичность и временные зависимости для возможных последовательностей изменения режимов течения газа в проточной емкости.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Барабанов, Виктор Геннадьевич

4. Результаты исследования схем контроля герметичности, основанных на способе сравнения с непрерывной подачей испытательного давления, выявили расхождение теоретических и экспериментальных характеристик на их рабочих участках не более 5 %, что позволило определить зависимости для выбора рабочих параметров соответствующих контрольно-сортировочных устройств.

5. Экспериментальное исследование опытной модели устройства для контроля герметичности при величине утечки и испытательном давлении, соответствующих техническим характеристикам серийной пневмоаппаратуры, подтвердило возможность создания автоматизированных контрольно-сортировочных устройств, выполненных на основе способа сравнения, погрешность которых не превышает 3,5 %, а чувствительность соответствует установленному диапазону чувствительности для манометрического метода испытаний на герметичность.

6. Определена методика вероятностной оценки достоверности сортировки изделий по параметру "герметичность", и на ее основании предложены рекомендации по настройке автоматизированных контрольно-сортировочных устройств, выполненных на основе способа сравнения.

7. Предложены типовые схемы автоматизации манометрического метода испытаний на герметичность и рекомендации по проектированию автоматизированного оборудования для контроля герметичности.

8. Разработана конструкция датчика герметичности с улучшенными рабочими характеристиками, защищенная патентом РФ № 2156967, предложена математическая модель и методика его расчета, позволяющая оценить характеристики датчиков данного типа на стадии проектирования.

9. Разработаны конструкция автоматизированного многопозиционного стенда для контроля герметичности, защищенная патентами РФ № 2141634, № 2194259, и рекомендации по определению рабочих параметров стенда в зависимости от требуемой производительности; предложены методика расчета устройства контроля герметичности по способу сравнения с непрерывной подачей испытательного давления, которое используется в конструкции стенда, и методики расчета двух типов уплотняющих устройств, обеспечивающих надежную установку испытуемых изделий на рабочие позиции стенда, что расширяет возможности проектировщиков автоматизированного оборудования для контроля герметичности.

10. Все методики расчета устройств, используемых для автоматизации контроля герметичности, представлены в виде алгоритмов, что совместно с их типовыми схемами и конструкциями дает возможность создания САПР оборудования для автоматизации манометрического метода испытания на герметичность.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Барабанов, Виктор Геннадьевич, 2005 год

1. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы: Справочник. 3-е изд. Перераб. и доп. / Б.Д. Кошарский, Т.Х. Безновская, В.А. Бек и др.; Под общ. ред. Б.Д. Кошарского - Л.: Машиностроение, 1976. - 488 с.

2. Агейкин Д.И., Костина Е.Н., Кузнецова Н.Н. Датчики контроля и регулирования: Справочные материалы. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1965.-928 с.

3. Азизов A.M., Гордов А.Н. Точность измерительных преобразователей. -М.: Энергия, 1975.-256 с.

4. Афанасьева Л.А., Карпов В.И., Левина Л.Е. Проблемы метрологического обеспечения контроля герметичности // Дефектоскопия. -1980. -№ 11. С. 57-61.

5. Бабкин В.Т., Зайченко А.А., Александров В.В. Герметичность неподвижных соединений гидравлических систем. М.: Машиностроение, 1977.- 120 с.

6. Барабанов В.Г. К вопросу об исследовании манометрического метода испытаний на герметичность // Автоматизация технологических производств в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ Волгоград, 1999. - С. 67-73.

7. Барабанов В.Г. Алгоритм выбора временной характеристики дифференциальной схемы контроля герметичности // Автоматизация технологических производств в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ Волгоград, 2001. -С. 92-96.

8. Барабанов В.Г. Автоматизация контроля качества сборки газовой аппаратуры // Техника и технология сборки машин (ТТММ-01): Матер. IV Междунар. Науч.-техн. Конф. Жешув, 2001. - С. 57-60.

9. Барабанов В.Г. Производительность автоматизированных стендов для контроля герметичности дискретно-непрерывного действия // Автоматизация технологических производств в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ.-Волгоград, 2002. С. 47-51.

10. Барабанов В.Г. Контроль утечки газа на промышленных и бытовых установках // Процессы и оборудование экологических производств: Материалы VI традиционной науч. Техн. Конф. Стран СНГ / ВолгГТУ и др.- Волгоград, 2002. -С. 116-119.

11. Барабанов В.Г. Устройство для автоматического зажима и уплотнения газовых кранов при испытании на герметичность // Автоматизация технологических производств в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ Волгоград,2003.-С. 75-79.

12. Барабанов В.Г. Исследование временных зависимостей схемы контроля герметичности по способу сравнения // Изв. ВолгГТУ. Сер. Автоматизация технологических процессов в машиностроении: Межвуз. сб. науч.статей. Волгоград,2004.-Вып. 1.-С. 17-19.

13. Беляев М.М., Хитрово А.А. Широкодиапазонное измерение расхода // Датчики и системы. 2004. -№ 1. - С. 3-7.

14. Беляев Н.М., Уваров В.И., Степанчук Ю.М. Пневмогидравлические системы. Расчет и проектирование / Под ред. Н.М. Беляева. М.: Высш. Шк., 1988. -271 с.

15. Белошицкий А.П., Ланина Г.В., Симулик М.Д. Анализ погрешности "пузырькового" метода измерения малых расходов газа. // Измерительная техника. 1983.-№ 9.-С.65-66.

16. Бойцова Т.М., Сажин С.Г. Достоверность автоматического контроля герметичности изделий. // Дефектоскопия. 1980. -№ 12. - С. 39-43.

17. Бридли К. Измерительные преобразователи: Справочное пособие: Пер. с англ. М.: Энергия, 1991. - 144 с.

18. Вакуумная техника: Справочник / Е.С. Фролов, В.Е. Минайчев, А.Т. Александрова и др.; Под общ. ред. Е.С. Фролова, В.Е. Минайчева. М.: Машиностроение, 1985. - 360 с.

19. Виглеб Г. Датчики: Пер. с нем. -М.: Мир, 1989. -196 с.

20. Власов-Власюк О.Б. Экспериментальные методы в автоматике. М.: Машиностроение, 1969. -412 с.

21. Водяник В.И. Эластичные мембраны. М.: Машиностроение, 1974. -136 с.

22. Гусаков Б.А., Кабанов В.М. Простой прибор для счета пузырьков при испытании пневмоагрегатов на герметичность // Измерительная техника. 1979. №Ю-С. 86-87.

23. Гусев В.И., Заводько И.В., Карпов А.А. Холловские чувствительные элементы из арсенида гелия и датчики на их основе // Приборы и системы управления. 1986,-№8.-С. 26-27.

24. Диперштейн М.Б., Барабанов В.Г. Особенности построения схем автоматизации контроля герметичности запорных кранов // Автоматизация технологических производств в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ.- Волгоград, 1997.-С. 31-37.

25. Диперштейн М.Б., Барабанов В.Г. Разработка типовой математической модели сигнализаторов давления // Автоматизация технологических производств в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ.- Волгоград, 1999. С. 63-67.

26. Диперштейн М.Б. Барабанов В.Г. Автоматизация контроля качества газовой запорной арматуры по параметру герметичность // Автоматизация технологических производств в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ- Волгоград, 2000.-С. 14-18.

27. Дмитриев В.Н., Градецкий В.Г. Основы пневмоавтоматики. М.: Машиностроение, 1973. - 360 с.

28. Дмитриев В.Н., Чернышев В.И. Расчет временных характеристик проточных пневматических камер // Автоматика и телемеханика. 1958. - Т. XIX, №12. -С. 1118-1125.

29. Жигулин Ю.Н. Контроль герметичности крупногабаритных емкостей // Измерительная техника. 1975. - №8 - С. 62-64.

30. Залманзон JI.A. Аэрогидродинамические методы измерения входных параметров автоматических систем. М.: Наука, 1973. - 464 с.

31. Залманзон JI.A. Проточные элементы пневматических приборов контроля и управления. М.: АН СССР, 1961. - 268 с.

32. Запунный А.И., Фельдман JI.C., Рогаль В.Ф. Контроль герметичности конструкций. Киев: Техшка, 1976. - 152 с.

33. Изделия машиностроения и приборостроения. Методы испытаний на герметичность. Общие требования: ГОСТ 24054-90. М.; 1990. - 18 с.

34. Карандина В.А., Дерябин Н.И. Новая установка контроля герметичности УКГМ-2 // Приборы и системы управления. 1973. -№9- С. 49-50.

35. Каратаев Р.Н., Копырин М.А. Расходомеры постоянного перепада давления (ротаметры). М.: Машиностроение, 1980. - 96 с.

36. Коган И.III., Сажин С.Г. Конструирование и наладка пневмоакустических измерительных устройств. М.: Машиностроение, 1980. - 124 с.

37. Кольман-Иванов Э.Э. Машины-автоматы химических производств. Теория и расчет- М.: Машиностроение, 1972. 296 с.

38. Контрольно-измерительные автоматы и приборы для автоматических линий. / М.И. Коченов, Э.Л. Абрамзон, А.С. Гликин и др.; Под общ. ред. М.И. Коче-нова. М.: Машиностроение, 1965. - 372 с.

39. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества: Справочник.4.е изд., перераб. И доп. JI.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1989. - 701 с.

40. Кузнецов М.М., Усов Б.А., Стародубов B.C. Проектирование автоматизированного производственного оборудования. М.: Машиностроение, 1987. -288 с.

41. Левина Л.Е., Сажин С.Г. Общая характеристика и проблемы современной техники течеискания. // Дефектоскопия. 1978. -№ 6. - С. 6-9.

42. Левина Л.Е., Сажин С.Г. Манометрический метод контроля герметичности. // Дефектоскопия. 1980. - № 11. - С. 45-51.

43. Левина Л.Е., Пименов В.В. Методы и аппаратура контроля герметичности вакуумного оборудования и изделий приборостроения. М.: Машиностроение, 1985.-70 с.

44. Лемберский В.Б. Принципы проектирования операций пневматических и гидравлических испытаний // Измерительная техника. 1979. - №1. - С. 44-46.

45. Лемберский В.Б., Виноградова Е.С. О влиянии режима истечения на интерпретацию результатов контроля герметичности. // Дефектоскопия. 1979. № 6. - С. 88-94.

46. Лепетов В.А., Юрцев Л.Н. Расчеты и конструирование резиновых изделий. -Л.: Химия, 1987.-408 с.

47. Макаров Г.В. Уплотнительные устройства. Л.: Машиностроение, 1973232 с.

48. Неразрушающий контроль: В 5 кн. Кн. 1. Общие вопросы. Контроль проникающими веществами: Практическое пособие / А.К. Гурвич, И.Н. Ермолов, С.Г. Сажин и др.; Под ред. В.В. Сухорорукова. М.: Высшая школа, 1992. - 242 с.

49. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, В.Н. Филинов и др.; Под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1995. - 488 с.

50. Осипович Л.А. Датчики физических величин. М.: Машиностроение, 1979.- 159 с.

51. Плиты газовые бытовые. Общие технические условия: ГОСТ 18460-91. -М.; 1991.-29 с.

52. Пневматическая миниаппаратура: Руководящие материалы / Е.А. Рагу-лин, А.П. Пятидверный, А.Ф. Караго и др.; Под общ. ред. А.И. Кудрявцева и В.Я. Сирицкого. -М.: НИИМАШ, 1975. 84 с.

53. Пневматические устройства и системы в машиностроении: Справочник / Е.В. Герц, А.И. Кудрявцев, О.В. Ложкин и др.; Под общ. ред. Е.В. Герц. М.: Машиностроение, 1981. - 408 с.

54. Пневмоприводы. Общие технические требования: ГОСТ 50696-94. М.; 1994.-6 с.

55. Проектирование пневматических устройств для линейных измерений БВ-ОРТМ-32-72: Руководящие материалы / А.Э. Авцин, В.И. Демин, Г.И. Иванова и др. М.: НИИМАШ, 1972. - 308 с.

56. Рабинович С.Г. Погрешность измерений. Л.: Энергия, 1973. -262 с.

57. Рогаль В.Ф. О повышении надежности манометрического контроля герметичности // Дефектоскопия. 1978. № 9. - С. 102-104.

58. Сажин С.Г. Акустико-пневматические измерительные устройства для контроля утечек газа и жидкости // Измерительная техника. 1973. №1 - С. 48-50.

59. Сажин С.Г., Лемберский В.Б. Автоматизация контроля герметичности изделий массового производства. Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1977. -175 с.

60. Сажин С.Г. Классификация высокопроизводительного оборудования для контроля герметичности изделий. // Дефектоскопия. 1979. - № 11. - С. 74-78.

61. Сажин С.Г. Оценка инерционности испытательных систем контроля герметичности изделий. // Дефектоскопия. 1981. -№ 4. - С. 76-81.

62. Сажин С.Г., Столбова Л.А. Автоматизированные устройства для контроля герметичности изделий. // Дефектоскопия. 1984. -№ 8. - С. 3-9.

63. Соединения трубопроводов. Методы испытаний на герметичность: ГОСТ 25136-90.-М.; 1990.-21 с.

64. Справочник по вероятностным расчетам / В.Г. Абезгауз, А.Б. Тронь, Ю.Н. Копейкин, И.А. Коровина. М.: Воениздат, 1970. - 536 с.

65. Средства контроля герметичности: В 3-х т. Т. 1. Направления разработок средств контроля герметичности / Под ред. А.С. Зажигина. М.: Машиностроение, 1976.-260 с.

66. Средства контроля герметичности: В 3-х т. Т. 2. Промышленные средства контроля герметичности / Под ред. А.С. Зажигина. М.: Машиностроение, 1977. -184 с.

67. Техника течеискания. Термины и определения: ГОСТ 26790-91.- М.; 1991,- 18с.

68. Универсальная система элементов промышленной пневмоавтоматики: Каталог. М.: ЦНИИ приборостр., 1972. - 28 с.

69. Шкатов Е.Ф. Пневморезисторный преобразователь перепада давлений // Измерительная техника. 1983. - № 8. - С. 36-37.

70. Электрические измерения неэлектрических величин / A.M. Туричин, П.В. Навицкий, Е.С. Левшина и др.; Под общ. ред. П.В. Навицкого. J1.: Энергия, 1975.-576 с.

71. Элементы и устройства пневмоавтоматики высокого давления: Каталог / Е.А. Рагулин, А.В. Никитский, А.П. Пятидверный и др.; Под общ. ред. А.И. Кудрявцева, А.Я. Оксененко. М.: НИИМАШ, 1978. - 156 с.

72. А. С. 157138 СССР, МКИ G 01 L; 42 к, 30/01. Устройство для контроля герметичности тары / P.M. Смелянский. 1964, БИ №19.

73. А. С. 286856 СССР, МКИ G 01 L 5/00. Устройство для проверки изделий на герметичность / С.Г. Сажин. 1972, БИ № 35.

74. А. С. 331267 СССР, МКИ G 01 L 19/08. Сигнализатор давления / И.В. Ке-рин, С.И. Романенко, Н.И. ТумановВ.Н. Стафеев, С.Ф. Яковлева. 1972, БИ №9.

75. А. С. 484427 СССР, МКИ G 01 М 3/26. Устройство для контроля утечки газа / B.C. Белобородое, В.Н. Стафеев, С.Ф. Яковлева. 1975, БИ № 34.

76. А. С. 655921 СССР, МКИ G 01 М 3/02. Устройство для контроля герметичности запорных элементов пневмоаппаратуры / А.П. Гридалов, А.П. Махов, Ю.П. Мосалев. 1979, БИ № 13.

77. А. С. 676887 СССР, МКИ G 01 М 3/02. Устройство для испытаний изделий на герметичность / С.Г. Сажин, Г.А. Живчиков, С.Т. Стариков и др. 1979, БИ № 28.

78. А. С. 705292 СССР, МКИ G 01 L 19/08. Сигнализатор давления / Г.П. Барабанов, А.А. Липатов, Ю.А. Осинский. 1979, БИ № 47.

79. А. С. 1024773 СССР, МКИ G 01 М 3/02. Устройство для контроля утечки газа / С.Г. Сажин, М.А. Фадеев, В.М. Мясников и др. 1983, БИ № 23.

80. А. С. 1167465 СССР, МКИ G 01 М 3/02. Автомат для контроля герметичности полых изделий / Л.М. Верятин, В.Е. Галкин, О.Е. Денисов и др. 1985, БИ № 26.

81. А. С. 1177707 СССР, МКИ G 01 М 3/02. Манометрический способ определения суммарной утечки газа из изделий/ В.М. Мясников, А.И. Юрченко. -1985, БИ № 33.

82. А. С. 1303864 СССР, МКИ G 01 L 19/08. Сигнализатор давления / Г.П. Барабанов, И.А. Морковин, Ю.А. Осинский. 1987, БИ № 14.

83. А. С. 1670445 СССР, МКИ G 01 М 3/02. Стенд для испытания изделий на герметичность / Ю.В. Захаров, А.Г. Суворов, А.И. Сутин и др. 1991, БИ № 30.

84. А. С. 1675706 СССР, МКИ G 01 L 19/08, 19/10. Сигнализатор давления / Г.П. Барабанов, А.Г. Суворов. 1991, БИ № 33.

85. Патент 2141634 РФ, МКИ G 01 М 3/02. Автоматизированный стенд для испытания изделий на герметичность / В.Г. Барабанов, М.Б. Диперштейн, Г.П. Барабанов. 1999, БИ № 32.

86. Патент 2156967 РФ, МКИ G 01 L 19/08. Сигнализатор давления / В.Г. Барабанов, М.Б. Диперштейн, Г.П. Барабанов. 2000, БИ № 27.

87. Патент 2194259 РФ, МКИ G 01 М 3/02. Автоматизированный стенд для испытания изделий на герметичность / В.Г. Барабанов, Г.П. Барабанов. 2002, БИ № 34.

88. Заявка 63-34333 Япония, МКИ G 01 М 3/32. Устройство для контроля утечек с автоматической компенсацией погрешности измерения / заявитель К. К. Косумо кэйки № 56-14844; заявл. 18.09.81; опубл. 19.07.89, Бюл. № 6 -859.

89. Заявка 63-53488 Япония, МКИ G 01 М 3/26. Устройство для испытаний на утечку / заявитель Обару Кики Коте К. К. № 55-67062; заявл. 22.05.80; опубл.2410.88, Бюл. № 6 1338.

90. Заявка № 63-63847 Япония, МКИ G 01 М 3/32. Способ обнаружения утечек / заявитель К. В. Фукуда. -№ 57-61134; заявл. 14.04.82; опубл. 06.12.88, Бюл. №6- 1577.

91. Пат. 3739166 ФРГ, МПК G 01 М 3/06. Прибор для контроля утечек / Magenbaner R., Reimold О., Vetter Н.; заявитель и патентообладатель Bayer GmbH Sondermaschinen Entwicklung und Vertnieb, 7300 Esslingen, DE. заявл. 19.11.87; опубл. 01.06.89, Бюл. № 22.

92. Ensberg E.S., Wesley J.C., Jensen Т.Н. Leak Telescope. // Rev. Sci. Instr., -1977. -v. 48, № 3. P. 357-359.

93. Holme A.E., Shulver R.L. Microprocessor controlled vacuum leak test plant for in line production leak testing. // Proc. 8-th Int. Vac. Congr. Trienn, Meet. Int. Union Vac. Sci., Technol. And Appl., Cannes, 22-26 Sept., 1980. V.2, - P. 360-363.

94. Lentges J.G. Experiences with fully automatic He-leak testing plants used in large scale serien production. // Proc. 8-th Int. Vac. Congr. Trienn, Meet. Int. Union Vac. Sci., Technol. And Appl., Cannes, 22-26 Sept., 1980.- V.2, P. 357-359.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.

ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ 65 УДК 620.165.29 Г. П. Барабанов, В. Г. Барабанов, И. И. Лупушор АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ГАЗОВОЙ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ Волгоградский государственный технический университет E-mail: [email protected] Рассмотрены способы автоматизации контроля герметичности газовой трубопроводной запорной и переключающей арматуры. Приведены конструктивные схемы устройств, которые позволяют реализовать на практике способы автоматизации контроля герметичности различной газовой арматуры. Ключевые слова: контроль герметичности, газовая арматура, испытательное давление. Automation methods of hermeticity control of gas pipelining laking and shifting fittings are considered. Structural schemes of devices, that allow to realize on practice hermeticity control of different gas fittings automation methods are given. Keywords: hermeticity control, gas fittings, test pressure. При изготовлении газовой трубопроводной арматуры для промышленной и бытовой техники завершающим этапом ее производства является контроль параметра «герметичность», который заключается в обнаружении недопустимых утечек газа при работе этих устройств. К газовой трубопроводной арматуре относятся клапаны, вентили, краны газовых плит и др. Исключение утечек газа при функционировании трубопроводной арматуры повышает надежность, экономичность, безопасность и экологическую чистоту как производственной, так и бытовой газовой техники. Однако контроль герметичности трубопроводной арматуры низкого давления обусловлен рядом проблем, связанных как с трудоемкостью процесса контроля, так и конструктивными особенностями этих изделий. Так при контроле на герметичность кранов бытовой газовой плиты величина испытательного давления ограничена 0,015 МПа . Данное условие контроля объясняется тем, что при более высоком испытательном давлении разрушается вязкое графитовое уплотнение, разделяющее рабочие полости крана. Контроль герметичности известными средствами при таком низком испытательном давлении не гарантируют требуемой точности и производительности. Решение этих проблем в условиях крупносерийного производства газовой трубопроводной арматуры возможно за счет выбора рационального способа контроля герметичности и автоматизации процесса контроля. Анализ особенностей контроля герметичности трубопроводной арматуры низкого давления, например, для бытовой газовой техники с точки зрения точности и возможности автоматизации испытаний, позволил выделить две перспективные схемы, реализующие манометрический метод контроля. Данный метод заключается в создании обусловленной требованиями контроля величины испытательного давления в полости контролируемого изделия с последующим сравнением величины давления в начале и в конце испытаний. Показателем негерметичности изделия является изменение испытательного давления на определенную величину в течение установленного условиями контроля промежутка времени. Как показали исследования этот метод целесообразно применять при контроле герметичности изделий с рабочими объемами не более 0,5 л, так как при увеличении объема испытуемой камеры значительно увеличивается время контроля . Одна из принципиальных схем устройства контроля герметичности по падению испытательного давления приведена на рис. 1. Воздух от источника давления через фильтр 1 и стабилизатор 2, посредством которого и по манометру 3 устанавливается требуемое входное давление 0,14 МПа, подается к входному штуцеру пневмотумблера 4. С выхода пневмотумблера 4 воздух одновременно поступает в измерительную линию устройства и мембранную камеру 15 зажимного приспособления 11. Измерительная линия устройства построена по принципу равновесного моста с эталонной и измерительной цепями. Эталонная цепь состоит из последовательно соединенных нерегулируемого пневмосопротивления 7 и регулируемого пневмосопротивления 8, которые образуют дроссельный делитель (показан пунктиром). Измерительная цепь образована нерегулируемым пневмосопротивлением 9 и контролируемым краном 13. В эталонную и измерительную цепи сжатый воздух поступает 66 ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ под испытательным давлением 0, 015 МПа, которое устанавливается задатчиком 5. В диагональ измерительного моста включен элемент сравнения 6, выход которого соединен с пневматическим индикатором 14. Питание элемента сравнения 6 производится сжатым воздухом под давлением 0,14 МПа. С помощью регулируемого пневмосопротивления 8 и эталонной цепи задается допустимая величина утечки. Давление из дроссельного делителя подводится в нижнюю глухую камеру элемента сравнения 6. Верхняя глухая камера этого элемента соединена с каналом между пневмосопротивлением 9 и контролируемым краном 13. После установки контролируемого крана 13 и его зажима в приспособлении 11 в измерительной цепи установится давление, пропорциональное величине утечки воздуха через контролируемый кран 13. Рис. 1. Схема устройства контроля герметичности по падению испытательного давления Если величина утечки меньше допустимой, то давление будет выше эталонного, и сигнал на выходе элемента сравнения 6 будет отсутствовать, т.е. испытуемый кран 13 считается герметичным. В случае, когда величина утечки превышает допустимую, то давление станет меньше эталонного, что приведет к переключению элемента сравнения 6 и на его выходе появится высокое давление, о чем будет сигнализировать пневматический индикатор 14. В этом случае испытуемый кран 13 считается негерметичным. Для установки и уплотнения крана 13 в контрольном устройстве применено зажимное приспособление 11, содержащее закрепленный на мембране камеры 15 полый шток 10, по которому в полость контролируемого крана 13 поступает испытательное давление. При этом на шток 10 одета эластичная резиновая втулка 12. После подачи сжатого воздуха в мембранную камеру 15 шток 10 перемещается вниз. При этом резиновая втулка 12 сжимается и, увеличиваясь в диаметре, плотно прилегает к внутренней поверхности контролируемого крана 13, обеспечивая надежное уплотнение соединения на время испытания. Расфиксация проконтролируемого крана 13 и подготовка за- ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ жимного приспособления 11 для установки следующего крана осуществляется переключением пневмотумблера 4. Работу схемы данного устройства можно описать следующими уравнениями: для объектов контроля с допустимой величиной утечки испытательного газа, т. е. которые считаются герметичными t⋅У pи − ≥ pэ V для объектов контроля с утечкой испытательного газа превышающей допустимую, т. е. которые считаются негерметичными t⋅У pи − < pэ, V где У – суммарная утечка индикаторного газа; t – время контроля; V – контролируемый на герметичность объем в объекте; pи – давление в измерительной цепи; pэ – величина давления в эталонной цепи. 67 На рис. 2 приведена принципиальная схема устройства контроля герметичности изделий, имеющих две смежные полости, между которыми возможна утечка газа. Устройство состоит из системы управления, которая содержит реле времени 1, триггер со счетным входом 2 и коммутирующую кнопку 3. При этом реле времени 1 подключено к электромагнитным приводам вентилей. 4 и 5, инверсный выход триггера 2 – к приводам клапанов 6 и 7, каналы которых соединены с датчиками давления 8 и 9, а также с полостями П1 и П2 контролируемого изделия 11. Выходы датчиков 8 и 9 подключены к отсчетному блоку 10. Устройство работает следующим образом. После выдачи входного сигнала кнопкой 3 на реле времени 1 открываются вентили 4 и 5. Этим обеспечивается подключение полости контролируемого изделия 11 через нормально открытый канал клапана 6 к источнику вакуума и полости П2 через нормально открытый канал клапана 7 – к источнику избыточного давления газа. Рис. 2. Схема с изменением направления перепада давления в контролируемом изделии После того, как в полости П1 создастся заданный требованиями контроля уровень вакуума (0,015 МПа), а в полости П2 – заданный уровень избыточного давления (0,015 МПа), происходит срабатывание реле времени 1 и отключаются вентили 4 и 5. С этого момента начинается процесс контроля герметичности изделия 11. Результат контроля определяется по показаниям отсчетного блока 10, сравнивающего сигналы от датчика 8, контролирующего повышение давления в полости П1, и датчика 9, контролирующего понижение давления в полости П2. В случае обнаружения негерметичности испытание прекращается и изделие бракуется. Если датчики 8 и 9 не регистрируют на- рушение герметичности изделия 11, то осуществляется второй этап испытания. Выдается повторный входной сигнал на реле времени 1 и триггер 2. При этом сигнал управления появится на инверсном выходе триггера 2 и переключит клапаны 6 и 7, а реле времени 1 повторно включит вентили 4 и 5. Полость П1 контролируемого изделия 11 окажется подсоединенной к источнику избыточного давления газа, а полость П2 – к источнику вакуума. На этом этапе испытаний в полости П1 контролируется понижение давления, а в полости П2 – повышение давления газа. Если датчики 8 и 9 не зарегистрируют негерметичность изделия 11 и на втором этапе испытаний, то оно считается годным. 68 ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ Особенностью реализуемого в устройстве (рис. 2) способа контроля герметичности является создание двукратного изменения направления перепада давления в контролируемом изделии, т. е. проведение испытаний в два этапа для учета различных условий истечения газа в разных направлениях через микродефекты в уплотнительном элементе контролируемого изделия при их наличии. Кроме того, создание разрежения в одной полости и избыточного давления в смежной полости не превышает абсолютной величины допустимого давления на уплотнительный элемент, но при этом создает в два раза больший перепад давления в местах возможной утечки газа. Это позволяет повысить надежность и точность контроля герметичности газовой арматуры, уменьшить его продолжительность. Схемы и принцип действия рассмотренных устройств допускают автоматизацию процесса контроля герметичности газовой арматуры, что позволит существенно увеличить производительность испытаний и практически исключить выпуск негерметичных изделий. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. ГОСТ 18460–91. Плиты газовые бытовые. Общие технические условия. – М., 1991. – 29 с. 2. Барабанов, В. Г. К вопросу об исследовании манометрического метода испытаний на герметичность / В. Г. Барабанов // Автоматизация технологических производств в машиностроении: межвуз. сб. науч. тр. / ВолгГТУ. – Волгоград, 1999. – С. 67–73. 3. А. С. № 1567899 СССР, МКИ G01М3/26. Способ испытания двухполостного изделия на герметичность / Г. П. Барабанов, Л. А. Рабинович, А. Г. Суворов [и др.]. – 1990, Бюл. № 20. УДК 62–503.55 Н. И. Гданский, А. В. Карпов, Я. А. Саитова ИНТЕРПОЛИРОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ ПРИ УПРАВЛЕНИИ СИСТЕМОЙ С ОДНОЙ СТЕПЕНЬЮ СВОБОДЫ ГОУВПО Московский государственный университет инженерной экологии E-mail: [email protected] При использовании прогнозирования в управлении одностепенными системами возникает необходимость построения траектории, проходящей через ранее измеренные узловые точки. Рассмотрена кусочнополиномиальная кривая, состоящая из сплайнов Фергюссона. В статье дан метод частичного расчета коэффициентов сплайнов, требующий выполнения существенно меньшего числа вычислительных операций по сравнению с традиционным методом. Ключевые слова: модели нагрузки, прогнозирование, сплайны. It is necessary to construct the trajectory, which passing through the previously measured nodal points, when using the prediction in control systems . For this purpose, polynomial piecewise curve consisting of Ferguson spline is used. This paper presents a method for calculating the coefficients of these splines, which require significantly fewer computational operations than the traditional method. Keywords: model the external load acting, prediction, splines. В цифровых системах управления движением в одностепенных системах предложено моделировать внешнюю нагрузку M (t, φ (t)) по координате φ в виде набора постоянных коэффициентов M k . Мгновенная величина M (t, φ (t)) при этом является скалярным произведением M (t , ϕ (t)) = M k , ϕk (t) , в котором век- () тор ϕk (t) зависит только от t и производных ϕ по t. При таком способе представления внешней нагрузки для расчета управляющего воздействия в данной системе используется работа A, которую должен совершать привод на заданном периоде управления : Ai = ti +1 ∫ (М k , ϕk (t))ϕ′(t)dt . ti Как следует из общего вида формул для М и Аi, они явно не содержат функцию ϕ (t), а только ее производные. Это общее свойство метода решения можно использовать для упрощения вспомогательной задачи интерполирования траектории перемещения вала по ее узловым точкам. Допустим, задан упорядоченный массив узлов траектории Рi = (ti, ϕi) (i = 0, ..., n). Для построения кусочно-полиномиальной кривой ϕ (t) второй степени гладкости, проходящей через

Автомат контроля герметичности предназначен для обнаружения негерметичности отсечных электромагнитных клапанов и не допущения запуска газовой горелки в случае обнаружения утечек. Для тестирования клапанов на герметичность на горелке должно быть последовательно смонтировано два отсечных клапана.

Правила безопасности ПБ 12-529-03 предписывают оснащать схемой контроля герметичности горелки, работающие на природном газе и имеющие мощность более 1,2 МВт. В случае если мощность горелки неизвестна, то ее можно вычислить через величину расхода природного газа через горелку. При теплоте сгорания природного газа 35,84 МДж/нм3 каждые 10 нм3 объема потребляемого природного газа соответствует 0,1 МВт мощности горелки.

Типовой алгоритм работы автомата контроля герметичности рассмотрим на примере автомата TC 410 фирмы KromSchroder. Автомат контроля герметичности проверяет клапана V1 и V2 на герметичность в несколько этапов. На герметичность проверяются оба клапана, но отрытым одномоментно может быть только один из клапанов. Контроль давления, по результатам измерения которого определяется герметичность клапанов, осуществляется внешним настраиваемым датчиком давления с нормально разомкнутым контактом. Автомат контроля герметичности TC 410 может выполнять тестирование клапанов перед розжигом горелки или после выключения горелки.

На первом этапе тестирования клапана V1 и V2 закрыты, газ в межклапанном пространстве отсутствует, контакты датчика давления разомкнуты. Входное давление газа равно величине Pe, датчик давления настроен на срабатывание при повышении давления до величины Pz > Pe/2.

На электромагнитную катушку клапана V1 с автомата контроля герметичности подается напряжение питания (как правило, это 220В переменного тока). Клапан открывается на непродолжительное время, межклапанное пространство заполняется газом с давлением Pe. Происходит срабатывание датчика давления, так как Pz = Pe >Pe/2.

После этого катушка клапана V1 обесточивается, клапан V1 закрывается и создает совместно с закрытым клапаном V2 замкнутый объем. Автомат контроля герметичности запускает таймер со временем выдержки Tw. За это время давление газа внутри замкнутого объема не должно упасть ниже значения Pe/2. В случае наличия утечки через клапан V2 и падения давления газа ниже уровня Pe/2 автомат контроля герметичности формирует сигнал отказа и блокирует запуск горелки. Если давление газа в замкнутом объеме не опустилось ниже порогового значения, значит отсечной клапан V2 герметичен и схема переходит к тестированию клапана V1.

Клапан V2 открывается на короткое время (TL=2 сек) сбрасывая газ из межклапанного пространства. За это время давление газа должно упасть в идеале практически до нуля и контакты датчика давления должны разомкнуться.

Клапан V2 закрывается, запускается таймер Tm. Если клапан V1 негерметичен то давление газа в межклапанном пространстве начнет возрастать, что приведет к срабатыванию датчика давления и формированию автоматом контроля герметичности сигнала отказа. Розжиг горелки будет блокирован. Если за время Tm датчик давления не сработает, значит, клапан V1 герметичен. В этом случае формируется сигнал готовности «OK» и разрешается запуск горелки.

Если по требованиям безопасности или по технологии сброс природного газа через горелку во время тестирования на герметичность запрещен, то сброс осуществляется на свечу через вспомогательный клапан.

Время тестирования Ttest может настраиваться обслуживающим персоналом. Для автомата герметичности TC 410-1 оно может варьироваться в пределах 10…60 секунд, для автомата TC 410-10 – 100…600 секунд. Время тестирования это сумма времени ожидания Tw и Tm и времени продувки TL . Настройка осуществляется с помощью перемычек. Или как в автомате АКГ-1 компании «Прома» дисковыми цифровыми переключателями. Время тестирования зависит от входного давления газа, тестируемого объема и величины допустимых утечек. Допустимой считается утечка Vut (в л/ч) не превышающая 0,1% от максимального расхода газа (в нм3/ч) через горелку.

Тестируемый объем Vtest складывается из газовых объемов клапанов, которые приводиться в паспортах на клапана, и объема соединяющего их трубопровода. Автоматы контроля герметичности выпускаются как для внутрищитового монтажа, так и с креплением непосредственно на отсечные клапана. В этом случае он имеет встроенный датчик давления для измерения межклапанного давления.

Дополнительную информацию вы можете найти в разделе .

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

АННОТАЦИЯ

В магистерской диссертации проведена разработка и исследование автоматизированных систем испытания на герметичность манометрическим методом запорной и распределительной газовой аппаратуры.

Проведен обзор и анализ методов контроля герметичности запорной и распределительной газовой аппаратуры

Рассмотрены основные этапы проектирования устройств контроля герметичности запорной и распределительной газовой арматуры. Произведено моделирование манометрического метода контроля герметичности газовой запорной и распределительной аппаратуры.

Разработана конструкция стенда по проведению испытаний на герметичность запорной и распределительной арматуры.

Пояснительная записка содержит 100 страниц, 35 рисунков, 3 таблицы, 3 приложения, 43 наименования библиографии.

Графическая часть выполнена в программе Power Point и представлена на 14 слайдах.

Введение

ГЛАВА 2. Основные этапы проектирования устройств контроля герметичности запорной и распределительной газовой арматуры

2.1 Алгоритм проектирования автоматизированного оборудования

для контроля герметичности

2.2 Схемы и принцип работы устройств по контролю герметичности манометрическим методом

2.3 Моделирование манометрического метода контроля герметичности газовой запорной и распределительной арматуры

ГЛАВА 3. Разработка конструкции стенда по проведению испытаний на герметичность запорной и распределительной арматуры

3.1 Компоновка и техническая характеристика стенда

3.2 Принцип работы стенда по испытанию на герметичность газовой запорной и распределительной арматуры

3.2.1 Предварительная продувка

3.2.2 Зажим - фиксация изделия

3.2.2.1 Расчет схемы зажима, фиксации и уплотнения крана

3.2.2.2 Разработка блока зажима, фиксации и уплотнения крана

3.3.3 Вращение

3.2.4. Позиционирование

3.2.5 Испытание на герметичность

3.2.6 Регулирование

3.2.7 Разжим - расфиксация

3.2.8 Управление и индикация

3.3 Разработка автоматизированного технологического процесса контроля герметичности

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

При изготовлении аппаратуры (запорная арматура, пневмоклапаны, краны и т.п.), в которой рабочей средой является сжатый воздух или другой газ, существующими стандартами и техническими условиями регламентируется стопроцентный контроль параметра «герметичность». Это объясняется тем, что основным узлом - рабочим элементом такой аппаратуры является подвижная трудно уплотняемая пара: золотник- корпус; сопло - заслонка; шаровой, седельчатый и конусный клапаны, а также неподвижные герметизирующие элементы, которые часто работают в условиях высокого давления. Негерметичность этой аппаратуры, т.е. наличие утечки, превышающей допустимую, может привести к серьезным авариям, поломкам и другим отрицательным результатам в работе сложного дорогостоящего оборудования, в котором она применяется.

Контроль герметичности конструкций применяют в разнообразных отраслях науки и техники. Широкое использование этого вида контроля обусловило развитие разнообразных методов и средств контроля, обладающих различной чувствительностью и областью рационального использования.

Можно считать, что одна из наиболее актуальных проблем настоящего времени - повышение чувствительности контроля - в ряде случаев принципиально решена. Создана течеискательная аппаратура, позволяющая выявлять неплотности, сравнимые с межмолекулярным расстоянием, и регистрировать течи, граничащие с проницаемостью материалов.

Актуальной остается проблема повышения производительности и надежности течеискательной аппаратуры, ее упрощения и расширения эксплуатационных возможностей. При этом надо учитывать, что надежность аппаратуры еще не определяет однозначно надежность испытаний. Существенными оказываются качество подготовки испытываемых объектов, правильный выбор аппаратуры, режимов испытаний и состояний окружающей среды. Это, в свою очередь, выдвигает необходимость решения задач методического и технологического характера. В частности, возникают проблемы разработки рациональных методик контроля объектов с использованием нескольких способов течеискания, создания промышленного вспомогательного оборудования, позволяющего экономически выгодно использовать в производственных условиях хорошо известные методы контроля герметичности.

Большое значение приобретают вопросы механизации и автоматизации при течеискании. В лучших образцах течеискательной аппаратуры процесс контроля почти полностью автоматизирован. Однако еще мало создано специальных устройств, поточных линий и конвейерных установок, в которых механизированы и автоматизированы процессы подготовки, заполнения или нанесения индикаторных веществ, контроля и объективной регистрации состояния герметичности контролируемого изделия.

Целью магистерской диссертации является разработка и исследование автоматизированных устройств и систем управления испытанием на герметичность запорной и распределительной газовой аппаратуры.

Задачи исследования:

Анализ известных методов испытания на герметичность запорной и распределительной газовой аппаратуры.

Исследование систем, используемых для проведения испытаний на герметичность запорной и распределительной газовой аппаратуры.

Моделирование параметров датчика давления, используемого в испытании на герметичность запорной и распределительной газовой аппаратуры.

Разработка стенда для проведения испытаний на герметичность запорной и распределительной газовой аппаратуры.

запорная арматура герметичность

ГЛАВА 1. Обзор и анализ методов контроля герметичности запорной и распределительной газовой аппаратуры

1.1 Основные термины и определения

В соответствии с требованиями и рекомендациями, приведенными в научно-технической литературе и нормативной документации для изделий и конструкций, работающих или контролируемых под избыточным давлением газа, в настоящем исследовании приняты следующие термины и определения.

Неплотность - сквозной дефект в стенке изделия или в местах соединений его элементов, через которые может пройти газ.

Поток через неплотность - количество газа в объемных единицах, проходящее через неплотность в единицу времени при действующем перепаде давления. Поток через неплотность в большинстве случаев определяется по формуле

где V - внутренний объем испытуемого изделия с одной неплотностью;

Изменение величины давления газа (перепад давления);

t - время испытания.

Течь - поток через неплотность при нормированном перепаде давления, за который принимают величину равную физической атмосфере (10,1МПа).

Утечка - суммарный поток через неплотность изделия или конструкции: . Единицы измерения - , . Допускается выражать утечку в единицах объемного расхода - , .

Герметичность - способность или свойство изделия не пропускать газ через стенки и места соединений его элементов. Герметичность Г конструкций, работающих под избыточным давлением, - величина, пропорциональная объему и обратно пропорциональная утечке, что соответствует зависимости

где - суммарный внутренний объем изделия;

Суммарная утечка.

Физический смысл герметичности - это время, необходимое для изменения давления во внутреннем объеме изделия на единицу - с/Па.

Контроль герметичности - для изделий, работающих под давлением - это вид неразрушающего испытания, состоящий в измерении или оценке суммарной утечки пробного вещества проникающего через неплотности, для сравнения с допустимой величиной утечки. Испытания на герметичность проводят с целью определения степени негерметичности изделий, а также выявления отдельных течей.

Степень негерметичности - количественная характеристика герметичности. Она характеризуется потоком газа, расходом, падением давления за единицу времени и другими подобными величинами, приведенными к рабочим условиям.

Рабочее вещество (рабочая среда) - газ которым заполняют изделие в процессе эксплуатации.

Пробное вещество (индикаторная среда, индикаторное вещество) - газ или другое вещество, предназначенные для проникновения через неплотности изделия во время испытания с последующей его регистрацией визуальными, химическими или инструментальными методами. Пробным веществом может быть один газ или смесь газов, например, сжатый воздух.

Чувствительность контроля герметичности - наименьшая утечка рабочей среды, которая может быть зарегистрирована в процессе испытания изделия с помощью пробного вещества.

Контрольная (калиброванная) течь - устройство, с помощью которого получают постоянный по времени и известный по величине поток пробного вещества.

Термины и определения, связанные непосредственно с исследованием, рассмотрены и объяснены в процессе изложения соответствующего материала.

1.2 Особенности контроля герметичности распределительной и запорной газовой арматуры

Под газовой арматурой, рассматриваемой в настоящей работе, понимаются устройства, предназначенные для применения в различных системах, в которых рабочей средой является газ или смесь газов под давлением (например, природный газ, воздух и т. п.), для осуществления функций отсечки, распределения и др.

К газовой арматуре относятся: клапаны, распределители, вентили и другие средства промышленной пневмоавтоматики высокого (до 1,0 МПа) и среднего давления (до 0,2…0,25 МПа), запорные краны бытовых газовых плит, работающие на низком давлении (до 3000 Па).

Испытанию на герметичность подвергаются как готовые изделия, так и их составные элементы, отдельные узлы и т. п. В зависимости от назначения изделий, условий, в которых они эксплуатируются и конструктивных особенностей к ним предъявляются различные требования в отношении их герметичности.

Под герметичностью газовой арматуры понимается ее способность не пропускать через стенки, соединения и уплотнения рабочую среду, подводимую под избыточным давлением. При этом допускается определенная величина утечки, превышение которой соответствует негерметичности изделия. Наличие утечки объясняется тем, что основным узлом - рабочим элементом таких устройств является подвижная, трудно уплотняемая пара: золотник-корпус, сопло-заслонка, шаровой, конусный или седельчатый клапаны и т. п. Кроме того, конструкция устройства, как правило, содержит неподвижные уплотняющие элементы: кольца, манжеты, сальники, смазки, дефекты которых также могут быть причиной утечки. Негерметичность газовой арматуры, т. е. наличие утечки рабочей среды превышающей допустимую, может привести к серьезным авариям, поломкам и другим отрицательным результатам в работе оборудования, в котором она применяется.

Запорный кран (рис. 1.1) является важным узлом бытовых газовых плит. Он предназначен для регулирования подачи природного газа к горелкам плиты и его отсечки по окончании работы. Конструктивно кран представляет собой устройство с поворотным клапанным элементом 1, смонтированным в разъемном корпусе 2, в котором имеются каналы для прохода газа. Места сопряжения деталей крана нуждаются в уплотнении для обеспечения максимально возможной его герметичности. Уплотнение осуществляется специальной графитовой смазкой - герметиком, изготавливаемой в соответствии с ТУ 301-04-003-9. Некачественное уплотнение приводит при эксплуатации плиты к утечке природного газа, что в условиях ограниченного пространства бытовых помещений взрыво- и пожароопасно, кроме того, нарушается экология (среда обитания человека).

В соответствии с ГОСТом установлены следующие требования при проведении испытаний на герметичность запорного крана. Испытания проводятся сжатым воздухом под давлением (15000±20) Па, так как более высокое давление может нарушить уплотняющую смазку. Утечка воздуха не должна превышать 70 см3/ч.

1.3 Принципы проектирования операций пневматических и гидравлических испытаний

Гидравлическое (пневматическое) испытания как основная форма контроля изделий запорной арматуры представляют собой экспериментальное определение количественных и качественных показателей свойств изделия как результата воздействия на него при его функционировании, а также при моделировании объекта .

Основой для проектирования технологических операций является их классификация, которая создает условия для организации специализированных рабочих мест, участков и подразделений, обеспечивает возможность механизации учета, поиска и хранения информации. На рисунке 1.2 представлена классификация пневматических и гидравлических испытаний по контролируемой характеристике (первая ступень) и по методу испытаний (вторая ступень). Границы между классификационными группировками, представленными на рисунке 1.2, не являются раз и навсегда установленными. В зависимости от задач, которые ставит перед собой инженер, проектирующий испытательную операцию, они могут совмещаться. Так, контроль герметичности люминесцентным методом и испытания на прочность целесообразно проводить на одном и том же оборудовании. В тех случаях, когда это позволяет техника безопасности, гидравлические испытания на герметичность могут быть заменены пневматическими.

Выбор метода испытаний определяется стоимостью их проведения, требуемой точностью измерения, размером экономического ущерба от пропущенного брака и другими факторами.

Рисунок 1.2 - Классификация пневматических и гидравлических

испытаний по контролируемой характеристике

Цели испытаний различны на различных этапах проектирования и изготовления запорной арматуры. К основным целям испытаний можно отнести:

а) выбор оптимальных конструктивно-технологических решений при создании новых изделий;

б) доводку изделий до необходимого уровня качества;

в) объективную оценку качества изделий при их постановке на производство и в процессе производства;

г) гарантирование качества изделий при международном товарообмене.

Испытания служат эффективным средством повышения качества, так как позволяют выявить:

Недостатки конструкции и технологии изготовления запорной арматуры, приводящие к срыву выполнения заданных функций в условиях эксплуатации;

Отклонения от выбранной конструкции или принятой технологии;

Скрытые дефекты материалов или элементов конструкции, не поддающиеся обнаружению существующими методами технического контроля;

Резервы повышения качества и надежности разрабатываемого конструктивно-технологического варианта изделия.

По результатам испытаний изделий в производстве разработчик устанавливает причины снижения качества.

Гидравлическому испытанию подлежат вся запорная арматура, после ее изготовления.

Изделия, изготовление которых заканчивается на месте установки, транспортируемые на место монтажа частями, подвергаются гидравлическому испытанию на месте монтажа.

Запорная арматура, имеющая защитное покрытие или изоляцию, подвергаются гидравлическому испытанию до наложения покрытия или изоляции.

Запорная арматура, имеющая наружный кожух, подвергаются гидравлическому испытанию до установки кожуха.

Гидравлическое испытание запорной арматуры, за исключением литых, должно проводиться пробным давлением Рпр, МПа, определяемым по формуле:

где Р - проектное давление запорной арматуры, МПа (кгс/см2);

[д20],[ дt] - допускаемые напряжения для материала запорной арматуры или его элементов соответственно при 200 С и проектной температуре, МПа (кгс/см2).

Гидравлическое испытание литых деталей должно проводиться пробным давлением Рпр, МПа, определяемым по формуле:

Испытание отливок разрешается проводить после сборки и сварки в собранном узле или готовом изделии пробным давлением, принятым для изделий запорной арматуры, при условии 100% контроля отливок неразрушающими методами.

При заполнении испытуемого изделия водой воздух из него должен быть удален полностью.

Для гидравлического испытания запорной арматуры должна применяться вода с температурой не ниже пяти градусов Цельсия и не выше 400 С, если в технических условиях не указано конкретное значение температуры, допускаемой по условию предотвращения хрупкого разрушения.

По согласованию с разработчиком испытаний вместо воды может быть использована другая жидкость.

Давление в испытываемом изделии следует повышать плавно. Скорость подъема давления должна быть указана: для испытания изделия в организации-изготовителе - в технической документации, для испытания сосуда в процессе работы - в инструкции по монтажу и эксплуатации.

Давление при испытании должно контролироваться двумя манометрами одного типа, предела измерения, одинаковых классов точности, цены деления.

Время выдержки испытуемого изделия под пробным давлением устанавливается разработчиком проекта.

После выдержки под пробным давлением давление снижается до проектного, при котором производят осмотр наружной поверхности испытуемого изделия, всех его разъемных и сварных соединений.

Обстукивание стенок корпуса, сварных и разъемных соединений испытуемого изделия во время испытаний не допускается.

Изделие считается выдержавшим гидравлическое испытание, если не обнаружено:

Течи, трещин, слезок, потения в сварных соединениях и на основном металле;

Течи в разъемных соединениях;

Видимых остаточных деформаций, падения давления по манометру.

Испытуемые изделия, в которых при испытании выявлены дефекты, после их устранения подвергаются повторным гидравлическим испытаниям пробным давлением, установленным настоящими правилами.

Гидравлическое испытание, проводимое в организации-изготовителе, должно проводиться на специальном испытательном стенде, имеющем соответствующее ограждение и удовлетворяющем требованиям безопасности и инструкции по проведению гидроиспытаний в соответствии с нормативной документацией, утвержденной в установленном порядке.

Гидравлическое испытание при изготовлении изделий запорной арматуры допускается заменять пневматическим при условии контроля этого изделия методом, согласованным с Госгортехнадзором России.

Пневматические испытания должны проводиться по инструкции, предусматривающей необходимые меры безопасности и утвержденной в установленном порядке .

Пневматическое испытание изделий запорной арматуры проводится сжатым воздухом или инертным газом.

Величина пробного давления принимается равной величине пробного гидравлического давления. Время выдержки сосуда под пробным давлением устанавливается разработчиком проекта. Затем давление в испытываемом изделии должно быть снижено до проектного и произведен осмотр изделия с проверкой герметичности его швов и разъемных соединений мыльным раствором или другим способом.

Значение пробного давления и результаты испытаний заносятся в паспорт изделия лицом, проводившим эти испытания.

1.4 Методы и способы контроля герметичности

Метод контроля герметичности выбирается исходя из конструктивно-технологической характеристики изделия, технико-экономических параметров и возможностей производства .

Чувствительность метода выбирают такую, чтобы можно было обнаружить утечки, величина которых примерно на один порядок меньше допускаемых. Численное значение требований к герметичности служит исходным параметром для выбора рациональной схемы и технических режимов контроля герметичности.

Классификация способов и средств контроля герметичности представлена в виде таблицы 1.1 .

К первой группе отнесены все способы и средства определяющие утечку через несплошность созданием в контролируемом объеме избыточного давления рабочей опрессовочной среды с содержанием и без содержания пробного газа.

Вторая группа объединяет многочисленные способы и устройства определяющие герметичность непосредственно в контролируемом объекте или в вакуумной камере, в которую помещается испытуемое изделие, регистрацией изменения предварительно созданного, вполне определенного разряжения, происходящего из-за проникновения в разряженный объем пробного газа (вторая группа).

Эти группы включают в себя две подгруппы. В первую включены все способы и средства, в которых в качестве рабочей опрессовочной среды используют чистый воздух, воздух в смеси с пробным газом или воздух в смеси с различными радиоактивными изотопами.

Во вторую - способы и устройства, в которых для определения места расположения несплошности используют жидкий компонент, в том числе и сжиженный газ. Дальнейшее деление осуществляют в зависимости от технологии определения несплошности.

Таблица 1.1 Классификация способов и средств контроля герметичности

Первая группа
	Газированная гидросмесь
		Без использования электроусройств	С использованием электроустройств
Мыльная эмульсия; эластичные пленки	По показаниям фотоэлектронных датчиков	Отпотевание жидкости	Индикаторный Оптико-аккустический
Погружение в воду и наблюдение за пузырьками	По изменению теплопроводности при контакте с пробным газом	Изменение окраски индикаторной массы	Фотоэлектричес- люминесцентный
Изменение цвета индикаторной массы		Изменение формы эластичной пластмассы	Ультрафиолетовый истрочник
Вторая группа
Газовоздушная смесь с меченным газом	Газированная гидросмесь
Без использования электроусройств	С использованием электроустройств	Без использования электроусройств	С использованием электроустройств
Кипение жидкости (индикаторных)	Электронные датчики чувствительные к меченному газу	Инфракрасный оптикоаккустический	Регистрация паров жидкости
Измерение перепада давления инструментальным способом	По показаниям счетчика типа Мюллера-Гейгера	Дифференциальный манометр	Показания счетчика Мюллера-Гейгера
Бароаквариум, эластичные массы	Массспактрометрический датчик	Ионизационный манометр	Пламенно-ионизационный датчик

Таблица 1.2 - Пневматические способы и средства контроля герметичности
Классификация средств контроля герметичности с использованием избыточного давления газовоздушных смесей
Классифика-		Газовоздушные смеси
	Избыточное давление	Атмосферное давление	С фреоном	С аммиаком		С закисью азота	С аргоном	С радио- изотопами
По технологии подготовки изделия к контролю	а)Нанесение мыльной эмульсии на контролируемую поверхность б)Погружение изделия в жидкость	Погружение контролируемого изделия в нагретую жидкость; вакуумирование объема над жидкостью	Создание избыточного давления газовоздушной смеси в контролируемом
			Непрерывный отбор газо-воздушной смеси от контролируемой поверхности	Нанесение на Контролируемую поверхность индикаторной	Непрерывный отбор поверхности
По способу индикации и регистрации течи	Визуально (по образованию воздушных пузырьков)	По показаниям электронного датчика,чувствительного к пробному газу	Визуально (по измене-нию цвета каторной массы)	По показаниям электронных датчиков чувствительности к пробным газам
По чувстви-тельности,лхмкм/с		1·10-2 - 1·10-3
Область применения	Неответственные детали и агрегаты	Мелкие изделия	Топливные отсеки, баки системы	Топливные баки, отсеки всех систем, изготовленные из нержавеющей стали	Топливные отсеки всех систем	Топливные отсеки всех систем	применяются	Автоматичес кий контроль малогабаритных изделий
По состоянию разработки и внедрения в промышленности	Внедрено на всех серийных заводах	Внедрено для проверки замкнутых объемов	Начато внедрение на серийных заводах;	Используется на многих серийных и опытных заводах	Течеиска-тель серийного изготовления,применяется мало	Изготовлена опытная партия течеискателей

Таблица 1.3 - Классификация средств контроля герметичности с использованием избыточного

давления различных жидкостей.

Классификация	Вода с хромпиком		Керосин с люминофором	Гидросмеси с люминофором	Обессоленная вода с люнофором	Спирт с люминофором	Жидкость газированная с закисью азота	Жидкость газированная пробным газом для газолюминисценции
По технологии подготовки изделия к проверке герметичности	Подготовка контролируемой поверхности в соответствии с ГОСТ 1.41182 - 71. Создание избыточного давления в проверяемом объекте
	Покрытие меловой обмазкой	Облучение контролируемой поверхности ультрафиолетовом светом	Отбор газовоздушных проб	Облучение Контролируемой поверхности ультрафиолетом
По способу индикации	Визуально (по изменению окраски мелового покрытия)	Визуально (по свечению люминофора в несплошности)	С помощью акустического датчика течеискателя	Визуально по свечению индикатора в местах выхода жидкости или газа через несплошности
По чувствительности,							1·10-3 - 1·10-4
Область применения	Неответствен- ные агрегат	На изделиях, где допустимо использование других жидкостей	Для гидросмесей	Для топливных крупногабаритных изделий при одновременной проверке прочности		Для одновременной проверки прочности и герметичности топливных баков, отсеков и систем
По состоянию разработки и внедрении в промышленности	Используется на заводах отрасли	Проведено опытное внедрение	Не внедрено	Проведено внедрение	Не внедренно	Намечено внедрение на заводах отрасли	В стадии разработки индикаторных масс

Для контроля герметичности бытовой газовой техники наиболее перспективной является группа компрессионных методов. Компрессионные методы контроля герметичности основаны на регистрации параметров индикаторной жидкости и газов, проникающих под давлением в сквозные дефекты контролируемого объекта.

При гидростатическом методе в объект контроля заливают жидкость и создают избыточное давление. После определенной выдержки производят осмотр или наложение фильтровальной бумаги на поверхность проверяемого соединения. Герметичность объекта оценивается в зависимости от наличия или отсутствия капель жидкости на контролируемой поверхности или пятен на фильтровальной бумаге, используемой в качестве индикатора. Величина утечки Y, МПа/с определяется количеством вытекшей жидкости и временем ее сбора по формуле:

где VЖ - объем вытекшей жидкости, м3;

Время наблюдения, с.

Для удобства индикации утечек в ряде случаев на наружную поверхность контролируемого объекта предварительно наносят меловую обмазку толщиной 40 - 60 мкм. Для обмазки готовят сметанообразный водный раствор мела и наносят его с помощью жесткой волосяной кисти или любым другим способом тонким равномерным слоем на поверхность и высушивают. Ориентировочно на один м2 проверяемой поверхности необходимо 0,3 л меловой обмазки.

На фильтровальной бумаге и меловом покрытии пятна жидкости, особенно масла и керосина, более заметны. Кроме того, удобно определять объем вытекшей жидкости путем взвешивания фильтровальной бумаги до и после сбора вытекшей жидкости по формуле:

где m2 и m1 - масса бумаги соответственно до и после сбора жидкости, кг;

Плотность жидкости, с.

Чувствительность гидростатического метода при одном и том же давлении зависит от времени выдержки проверяемого объекта под давлением.

Зависимость чувствительности гидростатического метода испытаний от времени выдержки и диаметра пятна масла, представлена на рисунке 1.2.

Чувствительность контроля повышается при увеличении времени выдержки до 10-15 мин. Дальнейшее увеличение времени выдержки нецелесообразно, так как не приводит к заметному повышению чувствительности. Чувствительность гидростатического метода в большей мере зависит от чистоты индикаторной жидкости. Механические примеси забивают каналы неплотностей и являются центрами образования слоев облитерации, уменьшающих просвет канала. Растворимые примеси увеличивают вязкость контрольной жидкости, что способствует уменьшению потока. Особое влияние оказывают поверхностно-активные вещества - компоненты смазок применяемых при сборке гидрогазовых систем, вымываемые керосином во время контроля. При их наличии в керосине поток через сравнительно малую неплотность может остановиться. Использование загрязненных индикаторных жидкостей может привести к наличию скрытых дефектов герметичности, не выявленных в процессе контроля, которые могут проявиться как значительные течи при действии эксплуатационных факторов.

Характерной ошибкой гидростатического метода контроля является принятие за дефект пятен на меловом покрытии или фильтровальной бумаге, возникающих от выступающей из соединений смазки, применяемой при сборке системы. Поэтому перед контролем все соединения должны быть очищены снаружи от следов смазки.

Рисунок 1.3 - Зависимость чувствительности D гидростатического метода испытаний от времени выдержки с и диаметра пятна масла d, мм

При пневматическом методе испытаний контролируемый объект заполняют воздухом или азотом под избыточным давлением, указанным в технических условиях. На наружную поверхность объекта наносят индикаторное вещество. При наличии течей индикаторный газ проникает через них, образуя пузырьки в индикаторном веществе. По ним производят качественную оценку герметичности объекта. Качественная оценка общей герметичности производится путем замера падения давления за определенный промежуток времени с последующим пересчетом на величину утечки Y, МПа/с определяется по формуле:

где V - контролируемый объем с несколькими неплотностями, м3;

Изменение величины давления, МПа;

Время замера падения давления, с.

В качестве индикаторных веществ применяют пенные эмульсии или массу на глицериновой основе. Компоненты массы должны быть хорошо перемешаны и взбиты на установке типа миксер непосредственно перед нанесением и через каждый час в процессе нанесенения. Глицериновую массу можно применять для контроля при температуре окружающего воздуха от 233 до 3О3 К.

Следует учитывать, что время наблюдения не должно превышать 5 мин, так как по истечении этого времени мыльная пленка начинает усыхать, терять свои эластичные свойства и на отдельных участках образовывать каверны.

Осмотр глицериновой массы с целью выявления газовых пузырьков, вздутий, кратеров при контроле производится дважды: первый раз по истечении 3 - 5 мин после нанесения, второй - по истечении 20 - 30 мин.

Зависимость чувствительности пневматического метода от времени наблюдения за состоянием пенной эмульсии и диаметра пузырьков представлена на рисунке 1.4.

1 - диаметр 2 мм; второй диаметр - 1 мм

Рисунок 1.4 - Зависимость чувствительности - D пневматического метода от времени наблюдения за состоянием пенной эмульсии и диаметра пузырьков

При пневмогидравлическом методе в проверяемой конструкции создают избыточное давление воздуха или азота и погружают ее в ванну с жидкостью. Глубина погружения в воду 3-5 мм.

Индикацию утечек производят по частоте появления и диаметру пузырьков газа, возникающих в местах течей.

Для получения чистой прозрачной воды в нее добавляют алюминиевые квасцы из расчета 500 г квасцов на 3 м3 воды. После тщательного перемешивания и выдержки в течении одних или полутора суток вода готова к использованию.

Величину утечки Y, МПа мм/с приближенно определяют по формуле:

где dо - диаметр пузырька в момент отрыва, мм;

Время до отрыва пузырька, с;

Изменение величины давления, МПа.

Время наблюдения за отдельным пузырьком не должно превышать 30 мин.

При частом появлении пузырьков целесообразен подсчет их количества за определенный промежуток времени выраженный формулой:

где n - число пузырьков.

Тогда величину утечки приближенно определяют по формуле:

С увеличением времени выдержки резко повышается чувствительность метода. Так, при увеличении времени проверки с трех до 30 мин чувствительность повышается в 10 раз. Поэтому в зависимости от требуемой герметичности при использовании пневмогидравлического метода необходимо указывать время, в течение которого следует проводить контроль герметичности. Зависимость чувствительности пневмогидравлического метода от времени проверки и диаметра пузырька представлена на рисунке 1.5.

1-- диаметр 1 мм; 2 - диаметр 1,5 мм; 8 - диаметр 2 мм; 4 - диаметр 3 мм.

Рисунок 1.5 - Зависимость чувствительности - D пневмогидравлического метода от времени т проверки и диаметра пузырька

При контроле следует учитывать, что пузырьки воздуха могут возникнуть на поверхности контролируемой конструкции за счет разницы температур поверхности конструкции и жидкости или могут быть занесены вместе с объектом испытания. Эти пузырьки следует удалять.

Галоидные течеискатели (ГТИ-2, ГТИ-3) могут быть применены для проверки герметичности ответственных соединений. Способ предполагает заполнение контролируемых объектов или магистралей пробным газом, находящимся под испытательным давлением. Места негерметичности определяются с помощью течеискателя, снабженного стрелочным прибором или другой вторичной сигнализацией. В течеискателе имеется датчик, состоящий из диода с платиновыми электродами, подогреваемого до температуры 800 - 900°С. Число положительных ионов, эмиссированных накаленной платиновой нитью, регистрируется стрелочным прибором. При наличии в воздухе газов, содержащих галоиды, происходит резкое повышение эмиссии ионов. В качестве пробных газов, содержащих галоиды, используются фреон-12 или фреон-22 с давлением насыщенных паров в зависимости от температуры от 2 до 15 105 Н/м2. Избыточное давление пробных газов должно быть ниже на 5 104 Н/м2 давления насыщенных паров при соответствующей температуре. Содержание фреона в смеси газов должно быть не менее 10%. Установка для пневматических испытаний по способу галоидных течеискателей включает в себя галоидные течеискатели ГТИ-2 или ГТИ-3, предохранительный клапан, манометры для измерения давления фреона и смеси газов, щуп течеискателя, систему запорных вентилей и вторичные индикаторные приборы. Отыскание неплотностей производится медленным перемещением теченскателя по испытываемому участку с наблюдением за прибором и прослушиванием уровня звуковых сигналов. Отклонение стрелки показывающего прибора и увеличение частоты звука свидетельствует о наличии негерметичности.

Обнаружение мест негерметичности способом накопления и масс-спектрометрическим способом производится гелиевыми течеискателями ПТИ-6 и ПТИ-7. Работа этих приборов основана на их способности определять присутствие гелия в испытываемом объекте. Установка для проверки герметичности этим способом включает в себя течеискатель типа ПТИ-6, выносной прибор ВПУ-1, вакуумные шланги, манометры для замера давления гелия и смеси газов, щуп, механический вакуумный насос, предохранительный клапан и систему вентилей. Контрольный газ засасывается щупом через неплотности соединений в течеискатель, отклонение стрелки которого и изменение частоты звуковых сигналов сигнализирует о негерметичности проверяемого участка. Метод накопления основан на проникновении газа из испытываемого объема в герметичную камеру, созданную вокруг этого объема, с последующим обнаружением (регистрацией) пробного газа течеискателями. Герметичная камера может представлять собой металлический, пластмассовый или тканевый кожух с устройствами для подключения течеискателей. Способ накопления можно использовать для отыскания негерметичностей при эксплуатации соединений, недоступных для непосредственной проверки не только гелиевыми течеискателями, но и другими анализаторами газов с дистанционными устройствами передачи сигналов.

Способ проверки герметичности индикаторной массой заключается в нанесении снаружи на испытываемый участок массы, содержащей вещество, чувствительное к аммиаку, и подаче в. испытываемый объем воздушно-аммиачной смеси. При разгерметизации индикаторная масса меняет свой цвет. В состав оборудования для проверки герметичности индикаторной массы входят распылитель для нанесения массы, баллон с аммиаком, манометры, система вентилей и эталон течи, с соответствующей окраской индикаторной массы.

Сигнальные способы контроля герметичности основаны на получении электрического сигнала или сигнала от газоанализаторов на пульт наблюдения от датчиков, срабатывающих при непосредственном соприкосновении с проникающей через уплотнение жидкостью или от сигналов, чувствительных к парам жидкостей анализаторов.

1.5 Автоматизация контроля герметичности

Одним из способов решения проблемы автоматизации контроля герметичности полых изделий, например, запорных кранов, является разработка многопозиционного переналаживаемого стенда, для автоматического контроля герметичности изделий сжатым воздухом, по манометрическому методу. Существует множество конструкций таких устройств. Известен автомат контроля герметичности изделий, содержащий стол с приводом, упругий уплотнительный элемент, бракующее устройство, источник сжатого газа, копир и устройство для зажима изделия.

Однако автоматизация процесса достигается за счет значительной сложности конструкции автомата, что снижает надежность его работы.

Известен автомат для контроля герметичности полых изделий, содержащий уплотнительные узлы с датчиками утечки, систему подачи испытательного газа механизмы перемещения изделий и механизма отбраковки.

Недостатком указанного автомата является сложность технологического процесса контроля герметичности изделий и невысокая производительность.

Наиболее близким к изобретению является стенд для испытания изделий на герметичность, содержащий ротор, привод его шагового перемещений, размещенные на роторе контрольные блоки, каждый из которых содержит элемент сравнения, соединенный с бракующим элементом, элемент герметизации изделия, содержащий выходную трубку и привод его перемещения, который выполнен в виде копира с возможностью взаимодействия с выходной трубкой.

Однако это устройство не позволяет увеличить производительность, так как при этом снижается надежность испытания изделий.

На рисунке 1.6 приведено автоматизированное устройство для испытания на герметичность на основе камерного способа. Оно состоит из камеры 1, в полости которой размещено контролируемое изделие 2, соединенное с блоком 3 подготовки воздуха через отсечной вентиль 4, мембранного разделителя 5 с мембраной 6 и полостями А и Б, струйного элемента ИЛИ-НЕ ИЛИ 7. Полость А мембранного разделителя 5 соединена с полостью камеры 1, а полость Б через сопло 8 - с выходом 9 ИЛИ струйного элемента 7. К другому его выходу 10 НЕ ИЛИ подсоединен пневмоусилитель 11 с пневмолампой 12. Полость Б дополнительно соединена каналом 13 с управляющим входом 14 струйного элемента 7, атмосферные каналы 15 которого снабжены заглушками 16.

Устройство работает следующим образом. В контролируемое изделие 2 подается давление от блока 3 подготовки воздуха, которое при достижении испытательного уровня отсекается вентилем 4. Одновременно при подаче питания в струйный элемент 7 струя воздуха через выход 9 ИЛИ и сопло 8 проходит в полость Б мембранного разделителя 5 и через канал 13 - на управляющий вход 14 струйного элемента 7. Таким образом, при отсутствии утечки из контролируемого изделия 2 струйный элемент 7 находится в устойчивом состоянии под действием его же выходной струи. При наличии утечки из изделия 2 во внутренней полости камеры 1 происходит повышение давления. Под действием этого давления мембрана 6 прогибается и перекрывает сопло 8. Давление струи воздуха в выходе 9 струйного элемента 7 увеличивается. Одновременно пропадает струя на управляющем входе 14, а так как струйный элемент ИЛИ - НЕ ИЛИ является моностабильным элементом, то он переключается в свое устойчивое состояние, когда струя выходит через выход 10 НЕ ИЛИ. При этом срабатывает усилитель 11 и пневмолампа 12 сигнализирует о негерметичности изделия 2. Этот же сигнал может быть подан в струйную систему управления разбраковкой .

Данное устройство построено на элементах струйной пневмоавтоматики, что обеспечивает повышение его чувствительности. Еще одним достоинством устройства является простота конструкции и удобство настройки. Устройство может применяться для контроля герметичности газовой арматуры компрессионным способам при низком испытательном давлении, если мембранный разделитель использовать как датчик, соединенный непосредственно с контролируемым изделием. При этом наличие ненормативной утечки можно контролировать по размыканию мембраны и сопла.

Рисунок 1.6 ? Устройство для испытания на герметичность

На рисунке 1.8 приведено устройство, обеспечивающее автоматизацию контроля герметичности пневмоаппаратуры , например, электропневмоклапанов, то есть изделий аналогичных рассматриваемой в диссертации газовой арматуре.

Испытуемое изделие 1 соединено с источником 2 давления, электромагнитный байпасный клапан 3 установлен между выходом 4 изделия 1 и выхлопной линией 5. Электромагнитный отсечной клапан 6 своим входом 7 соединяется в процессе испытания с выходом 4 изделия 1, а выходом 8 - с пневматическим входом 9 преобразователя 10 системы 11 измерения утечки, который выполнен в виде теплового расходомера. Система 11 содержит также вторичный блок 12, подключенный к управляющему входу 13 преобразователя 10, пневматический выход 14 которого соединен с выхлопной линией 5. Блок 15 управления клапанами содержит мультивибратор 16 и блок 17 задержки и формирования импульсов. Одним выходом мультивибратор 16 подсоединен к управляющему входу 18 отсечного клапана 6, другим - к управляющему входу 19 клапана 3 и блоку 17. подсоединяемому в процессе контроля к приводу 20 испытуемого изделия 1. Тарировочная линия 21 состоит из регулируемого дросселя 22 и запорного вентиля 23. Она включена параллельно изделию 1 и служит для настройки устройства.

Контроль утечки осуществляется следующим образом. При включении блока 15 управления клапанами на выходе мультивибратора 16 появляется импульс, который открывает клапан 3 и блок 17 задержки и формирования импульсов. Этот же импульс открывает через установленное время задержки испытуемое изделие 1 путем подачи электрического сигнала с блока 17 на привод 20. При этом пробный газ стравливается через клапан 3 в выхлопную линию 5. Через задаваемое мультивибратором 16 время импульс снимается с клапана 3, закрывая его, и подается на вход 18 отсечного клапана 6, открывая его. При этом газ, наличие которого обусловленно утечкой из изделия 1, попадает в систему 11 измерения утечки и, проходя через нее, вырабатывает в преобразователе 10 электрический сигнал, пропорциональный расходу газа. Этот сигнал поступает во вторичный блок 12 системы измерения утечки, в котором он корректируется, и регистрируется величина протекания газа через закрытое испытуемое изделие 1. Через задаваемое мультивибратором время, необходимое для выхода системы измерения утечки на стационарный режим, цикл испытания повторяется.

К недостаткам данного устройства относится следующее. Устройство предназначено для контроля герметичности газовой арматуры только одного типа, снабженного электромагнитным приводом. Одновременно контролируется только одно изделие, то есть процесс малопроизводительный.

На рисунке 1.8 приведена схема автоматизированного устройства для контроля утечек газа компрессионным способом с пневмо-акустическим измерительным преобразователем . Устройство состоит из промежуточных блоков и, обеспечивающих контроль больших утечек (более 1 /мин) и пневмо-акустического блока для контроля малых величин утечек (0,005…1) /мин. Пневмо-акустический блок преобразователя имеет две усилительные манометрические ступени, состоящие из микроманометров 1, 2 и акустико-пневматических элементов 3, 4, связанные между собой через распределительный элемент 5. Запись результатов измерения осуществляется вторичным прибором 6 типа ЭПП-09, соединенным с блоком через распределитель 7. Контролируемое изделие 8 подключается к источнику испытательного давления через отсечной клапан К4. Работа устройства осуществляется в непрерывно-дискретном автоматическом режиме, что обеспечивается логическим блоком 9 управления и клапанами -. Контролируемое изделие 8 при помощи блока 9 последовательно подключается к блокам и, соответствующим включением клапанов и, где определяется предварительная величина утечки пробного газа. В случае малого значения утечки (менее 1 /мин) изделие подключается посредством клапана к пневмо-акустическому блоку, где окончательно определяется величина утечки, которая фиксируется вторичным прибором 6. Устройство обеспечивает контроль газовых утечек с погрешностью не более ±1,5 %. Давление питания и элемента трубка - трубка в блоке 1800 Па.

Данное устройство может быть применено для автоматического контроля газовой арматуры с широким диапазоном допустимых утечек газа. Недостатками устройства являются сложность конструкции из-за большого количества измерительных блоков, а также одновременный контроль только одного изделия, что существенно снижает производительность процесса.

Рисунок 1.8 Автоматизированное устройство для контроля утечек газа компрессионным способом.

Перспективными для контроля герметичности газовой арматуры являются устройства, обеспечивающие одновременное испытание нескольких изделий. Примером таких устройств является автомат для контроля герметичности полых изделий, приведенный на рисунок 1.14 . Он содержит раму 1, закрепленную на стойках 2 и закрытую кожухом 3, а также поворотный стол 4 с приводом 5. Поворотный стол снабжен планшайбой 6, на которой равномерно расположены восемь гнезд 7 под изделия 8. Гнезда 7 выполнены съемными и имеют вырезы 9. Уплотнительные узлы 10 закреплены на раме 1 с шагом в два раза большим шага гнезд 7 на планшайбе 6. Каждый уплотнительный узел 10 содержит пневмоцилиндр 11 для перемещения изделия 8 из гнезда 7 в уплотнительный узел и обратно, на штоке 12 которого установлен кронштейн 13 с уплотнительной прокладкой 14. Кроме того, уплотнительный узел 10 содержит головку 15 с уплотнительным элементом 16, которая сообщена посредством пневмоканалов с блоком 17 подготовки воздуха и с датчиком 18 утечки, который представляет собой мембранный датчик давления с электроконтактами. Механизм 19 отбраковки установлен на раме 1 и состоит из поворотного рычага 20 и пневмоцилиндра 21, шток которого шарнирно связан с рычагом 20. Годные и отбракованные изделия собираются в соответствующие бункеры. Автомат имеет систему управления, текущая информация о его работе отображается на табло 22.

Автомат работает следующим образом. Контролируемое изделие 8 устанавливается на позиции загрузки в гнездо 7 на планшайбе 6 поворотного стола 4. Привод 5 осуществляет шаговый поворот стола на 1/8 полного оборота с определенными временными интервалами. Для контроля герметичности посредством срабатывания пневмоцилиндра 11 одного из уплотнительных узлов 10 изделие 8 поднимается в кронштейне 13 и прижимается к уплотнительному элементу 16 головки 15. После этого от пневмосистемы подается испытательное давление, которое затем отсекается. Падение давления в изделии 8 регистрируется датчиком 18 утечки через определенное время контроля, которое задается шагом стола 4. Остановка стола 4 служит сигналом, разрешающим осуществление соответствующей операции на позициях I - VIII во время выстоя стола. Таким образом, при повороте стола на один шаг на каждой из его позиций осуществляются одна из следующих операций: загрузка изделия; подъем изделия к уплотнительному узлу; контроль герметичности; опускание изделия в гнездо на планшайбе; разгрузка годных изделий; удаление бракованных изделий. Последние поступают на позицию VIII, при этом рычаг 20 под действием штока пневмоцилиндра 21 поворачивается в шарнире, и своим нижним концом проходит через вырез 9 гнезда 7, удаляя изделие 8, которое под собственным весом падает в бункер. Аналогично разгружаются годные изделия на позиции VII (разгрузочное устройство не показано).

Недостатками устройства являются: необходимость подъема изделия с планшайбы в уплотнительный узел для контроля герметичности; использование в качестве датчика утечки мембранного преобразователя давления с электрическими контактами, имеющего низкие точностные характеристики по сравнению с другими типами датчиков давления.

Проведенные исследования показали, что одним из перспективных путей совершенствования манометрического метода контроля герметичности является совместное применение мостовых измерительных схем и различных преобразователей дифференциального типа.

Пневматическая мостовая измерительная схема для устройств контроля герметичности строится на двух делителях давления (рис. 1.9).

Рис.1.9 Пневматическая мостовая измерительная схема, построенная на двух делителях давления

Первый делитель давления состоит из постоянного дросселя fli и регулируемого дросселя Д2. Второй - состоит из постоянного дросселя Дз и объекта контроля, который условно также можно считать дросселем Д4. Одна диагональ моста связана с источником испытательного давления рк и атмосферой, вторая диагональ - измерительная, в неё подключается преобразователь ПД. Для подбора параметров элементов и настройки мостовой схемы, состоящей из ламинарных, турбулентных и смешанных дросселей используется зависимость:

где R1 R2,R3, R4 - гидравлические сопротивления элементов Д1, Д2, Д3, Д4 соответственно.

Учитывая данную зависимость, возможность применения как уравновешенной, так и неуравновешенной мостовой схемы, а также то, что гидравлическое сопротивление подводящих каналов мало по сравнению с сопротивлением дросселей и поэтому им можно пренебречь, то на основе приведенной пневматической мостовой схемы можно строить устройства для контроля герметичности различных объектов. При этом процесс контроля легко автоматизируется. Повысить чувствительность устройства можно за счет применения ненагруженных мостовых схем, т.е. устанавливать в измерительной диагонали преобразователи имеющие R =. Используя формулы для расхода газа при докритическом режиме получим зависимости для определения давления в междроссельных камерах ненагруженного моста.

Для первой (верхней) ветви моста:

для второй (нижней) ветви моста:

где S1, S2, S3, S4 - площади проходного сечения канала соответствующего дросселя; Рв, Рн - давление в междроссельной камере верхней и нижней ветви моста, рк - испытательное давление.

Разделив (2) на (3) получим

Из зависимости (4) следует ряд преимуществ применения мостовой схемы в устройствах для контроля герметичности по манометрическому методу: отношение давлений в междроссельных камерах не зависит от испытательного давления, что позволяет однозначно определять величину утечки; не требуется отсечка объекта в процессе контроля от источника испытательного давления. Учитывая, что величина, S4 определяется общей площадью дефектов (неплотностей) в контролируемом объекте, а следовательно, связана с величиной суммарной утечки, то применив в качестве Д2 регулируемый дроссель и осуществляя им подбор необходимой S2 можно создать постоянный перепад давления на дросселе Д1 и тем самым настраивать схему на измерение или контроль различных уровней утечки, т.е. существенно расширить диапазон применения манометрического метода контроля герметичности.

...

Подобные документы

Этапы развития автоматизации производства. История создания и усовершенствования средств для измерения и контроля. Понятие и структурная схема систем автоматического контроля, их компоненты. Особенности и области использования микропроцессорных устройств.

курсовая работа , добавлен 09.01.2013

Принципы и критерии проектирования химических реакторов. Сущность промышленного процесса каталитической гидродепарафинизации. Основные реакции гидрирования углеводородов, принципы гидроочистки. Расчет реакторов гидропарафинизации дизельного топлива.

курсовая работа , добавлен 02.08.2015

Понятие, классификация и сущность неразрушающего контроля, его использование, физические принципы и технические средства. Основные элементы автоматических устройств. Принципы и методы ультразвуковой дефектоскопии, безопасность и экологичность проекта.

дипломная работа , добавлен 25.07.2011

Разрушающие методы контроля с целью получения необходимых характеристик сварного соединения. Испытание образцов статическим растяжением. Микроструктурный анализ с помощью специальных микроскопов. Варианты пневматических и виды гидравлических испытаний.

контрольная работа , добавлен 28.01.2010

Состав технических устройств контроля ГПС, распространенные средства прямого контроля с высокой точностью заготовок, деталей и инструмента. Модули контроля деталей вне станка. Характеристика и возможности координатно-измерительной машины КИМ-600.

реферат , добавлен 22.05.2010

Температура и температурные шкалы. Технические термометры электроконтактные. Структурные схемы стабилизированных источников электропитания. Разработка и описание работы измерительного канала микропроцессорной системы измерения и контроля температуры.

дипломная работа , добавлен 30.06.2012

Виды сырья, применяемые для производства керамогранитной плитки. Функции, задачи отдела управления качеством продукции, отдела технического контроля и заводской лаборатории. Контролируемые параметры входного контроля. Особенности контроля готовых изделий.

курсовая работа , добавлен 21.03.2012

Создание схемы парового котла типа ПК-41: система подачи топлива и технологические параметры. Анализ выпускаемых измерительных устройств температуры и давления. Разработка системы автоматического контроля и сигнализации. Расчет погрешностей измерения.

дипломная работа , добавлен 09.05.2014

Требования к САПР, принципы ее разработки. Этапы и процедуры проектирования самолетов. Необходимость и проблемы декомпозиции конструкции самолета в процессе его автоматизированного проектирования. Проблемы моделирования и типы проектных моделей самолета.

реферат , добавлен 06.08.2010

Особенности безмашинного проектирования. Основы проектирования плавильных отделений литейных цехов. Автоматизированные системы проектирования смежных объектов. Методы и алгоритмы выбора и размещения объектов при проектировании; конфигурации соединений.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизация контроля герметичности газовой арматуры на основе манометрического метода испытаний»

Похожие диссертационные работы по специальности «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», 05.13.06 шифр ВАК

Методы и средства технической диагностики герметичности оборудования АЭС 2000 год, доктор технических наук Давиденко, Николай Никифорович

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Барабанов, Виктор Геннадьевич

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Барабанов, Виктор Геннадьевич, 2005 год

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Подобные документы

Популярное