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

Введение

Глава 1 Анализ состояния проблемы автоматизации контроля герметичности и постановка задачи исследования 9

1.1 Основные термины и определения, используемые в настоящем исследовании 9

1.2 Особенности контроля герметичности газовой арматуры 11

1.3 Классификация газовых методов испытания и анализ возможности их применения для контроля герметичности газовой арматуры 15

1.4 Обзор и анализ средств автоматического контроля герметичности по манометрическому методу 24

1.4.1 Первичные преобразователи и датчики для автоматических систем контроля герметичности 24

1.4.2 Автоматизированные системы и устройства контроля герметичности 30

Цель и задачи исследования 39

Глава 2 Теоретическое исследование манометрического метода испытания на герметичность 40

2.1 Определение режимов течения газа в объектах испытания... 40

2.2 Исследование компрессионного способа испытания на герметичность 42

2.2.1 Исследование временных зависимостей при контроле герметичности компрессионным способом 43

2.2.2 Исследование чувствительности контроля герметичности компрессионным способом с отсечкой 45

2.3 Исследование способа сравнения с непрерывной подачей испытательного давления 51

2.3.1 Схема контроля герметичности по способу сравнения с непрерывной подачей испытательного давления 52

2.3.2 Исследование временных зависимостей при контроле герметичности по способу сравнения 54

2.3.3 Исследование чувствительности контроля герметичности по способу сравнения с непрерывной подачей испытательного давления 65

2.3.4 Сравнительная оценка чувствительности контроля герметичности компрессионным способом с отсечкой и способом сравнения 68

Вы воды к главе 2 72

Глава 3 Экспериментальное исследование параметров схем контроля герметичности, выполненных на основе способа сравнения 75

3.1 Экспериментальная установка и методика исследования 75

3.1.1 Описание экспериментальной установки 75

3.1.2 Методика исследования схем контроля герметичности 78

3.2 Экспериментальное исследование схемы контроля герметичности на основе способа сравнения 81

3.2.1 Определение характеристики p = f(t) линий схемы контроля герметичности 81

3.2.2 Исследования временных характеристик линий схемы контроля герметичности по способу сравнения 86

3.2.3 Исследование статической характеристики измерительной линии схемы контроля герметичности 91

3.3. Экспериментальное исследование устройства для контроля герметичности, выполненного на основе способа сравнения 97

3.3.1 Исследование модели устройства для контроля герметичности с дифференциальным манометрическим датчиком 97

3.3.2 Оценка точностных характеристик устройств для контроля герметичности, выполненных по схеме сравнения 100

3.4 Вероятностная оценка достоверности сортировки изделий при контроле герметичности по способу сравнения 105

3.4.1 Экспериментальное исследование распределения величины давления, эквивалентного утечке пробного газа в партии изделий 105

3.4.2 Статистическая обработка результатов эксперимента по оценке достоверности сортировки 108

4.3 Разработка датчиков герметичности с улучшенными рабочими характеристиками 126

4.3.1 Конструкция датчика герметичности 127

4.3.2 Математическая модель и алгоритм расчета датчика герметичности 130

4.4 Разработка автоматизированного стенда для контроля герметичности.133

4.4.1 Конструкция автоматизированного многопозиционного стенда 133

4.4.2 Выбор параметров схем контроля герметичности 142

4.4.2.1 Методика расчета параметров схемы контроля герметичности по компрессионному способу с отсечкой 142

4.4.2.2 Методика расчета параметров схемы контроля герметичности по способу сравнения 144

4.4.3 Определение производительности автоматизированного стенда для контроля герметичности 146

4.4.4 Определение параметров герметизирующих уплотнений для автоматизированного стенда 149

4.4.4.1 Методика расчета уплотняющего устройства с цилиндрической манжетой 149

4.4.4.2 Методика расчета торцевого кольцевого уплотнения 154

Общие выводы и результаты 157

Список литературы 159

Приложение 168

Введение к работе

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 герме-

тичности 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.

Особенности контроля герметичности газовой арматуры

Приведенные в диссертации разработки и исследования связаны с газовой арматурой, при изготовлении которой существующими стандартами и техническими условиями регламентируется стопроцентный контроль параметра "герметичность" и допускается определенная утечка рабочей среды . 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 - гермети-ком, 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 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. Допустимый объем коммутационных каналов и емкостей контролирующего устройства не более (1 ±0,1) дм3. Время контроля 120 с.

Утечку сжатого воздуха в лабораторных условиях в соответствии с рекомендуется контролировать с помощью волюмометрического устройства (рис. 1.2). Устройство состоит из измерительной бюретки 1, к которой по каналу 2 подходит воздух под давлением, резервного сосуда 3, сосуда 4 для поддержания необходимого уровня и места подключения испытуемого крана 5. Допускается осуществлять контроль с помощью других устройств, пофешность которых не превышает пофешности волюмометрического устройства ±10 см3/ч. Контроль утечки осуществляется посредством измерения вытесненного объема воды.

К газовой арматуре среднего и высокого давления, которую необходимо испытывать на герметичность, относятся пневмораспределители, переключатели, регулируемые дроссели и другие устройства пневмоаппаратуры, типовые конструкции которых приведены на рис. 1.3 и 1.4. На рис. 1.3 показан пневмораспреде-литель с цилиндрическим золотником типа П-РОЗП1-С, Пневмораспределитель крановый с плоским золотником типа В71-33

каналом 1 для управляющего сигнала, цилиндрического золотника 2, корпуса 3, крышки с каналом 4, соединяющим с атмосферой, рабочего канала 5 и уплотни-тельного кольца 6. На рис. 1.4 показан пневмораспределитель крановый с плоским золотником типа В71-33, состоящий из корпуса 1, крышки 2, плоского поворотного золотника 3, рукоятки 4, валика 5, рабочих каналов 6, 7, 8, 9, канала 10, соединяющего с атмосферой и канала для подвода сжатого воздуха 11. Наличие регламентированной утечки в пневмоаппаратуре объясняется тем, что в ее конструкциях содержатся плоские золотники, цилиндрические золотники с уплотняющим зазором, клапанные и крановые устройства, которые предполагают перетечки сжатого воздуха из одной полости в другую или утечки в атмосферу через зазоры и неплотности. Величина допустимой утечки конкретного пневмоаппарата устанавливается разработчиком на основании ГОСТ и указывается в его технической характеристике. Значения допустимой утечки для различных типов пневмоаппара-тов при установленном для данного устройства номинальном давлении сжатого воздуха приведены в таблице 1.1 . Пневмоаппаратура применяется в системах управления различным промышленным оборудованием, поэтому повышенные утечки рабочей среды и, как следствие, падение давления могут привести к несрабатыванию устройства или вызвать ложное срабатывание, т. е. привести к аварийной ситуации, поломке оборудования.

При испытании на герметичность пневмоаппаратуры возникают сложности, обусловленные многообразием конструкций, широким диапазоном допустимой утечки индикаторной среды (0,0001...0,004) м3/мин; различной величиной испытательного давления (0,16...1,0) МПа и времени контроля (от десятков секунд и более). Кроме того, загрязнение индикаторной среды (сжатого воздуха) не должно превышать 1 класс по ГОСТ 17433-91, температура окружающей среды 20±5С. Погрешность средств измерения и контроля, по которым определяется величина утечки, не должна превышать ±5 % . Для контроля герметичности пневмоаппаратуры применяются датчики (сигнализаторы) давления и специально разработанное оборудование. Анализ этих устройств приведен в разделе 1.4.

Исследование чувствительности контроля герметичности компрессионным способом с отсечкой

Чувствительность контроля герметичности - это наименьшая утечка пробного газа, которая может быть измерена в процессе испытания изделия . Исследуем зависимость чувствительности контроля герметичности компрес Таблица 2.2 Временные зависимости при различных последовательностях режимов истечения газа из глухой камере Варианты соотношения давлений Последовательность изменения режимов истечения в переходном процессе Временные зависимости сионным способом с отсечкой от испытательного давления р0 при заданных У и рд при различных режимах истечения газа через дроссель, т. е. при соответствующих утечках газа через неплотности объекта испытания. Выразим утечку газа У через массовый расход G Предположим, что независимо от режима истечения газа при величине про 47 водимости f утечка равна Уд, а при проводимости / утечка равна У. Для турбулентного надкритического режима после подстановки в (2.15) формулы (2.5) получим:При одинаковой продолжительности испытания /, -(в результате преобразования (2.19) и (2.20) получим соотношение (2.21) Подставляя (2.21) в (2.18), получим соотношение Так как в (2.23) ЛУ будет иметь одинаковую абсолютную величину не зависимо от соотношений Уд У или Уд У, то для упрощения расчетов примем, что Уд У. Тогда (2.23) можно представить в виде выражения- отклик давления рА на изменение утечки АУ. Если в зависимости (2.25) величину Арт принять равной порогу чувствительности рп манометрического измерительного устройства, то получим формулу для определения самого малого изменения утечки Уч, которое может быть зафиксировано при контроле герметичности исследуемым способом. В соответствии с определением эта величина У, является чувствительностью контроля герметичности компрессионным способом с отсечкой при турбулентном надкритическом режиме

Преобразование (2.25) относительно р0 позволяет получить выражение для определения испытательного давления в зависимости от чувствительности Уч контроля герметичности при турбулентном надкритическом режиме Подставив в зависимость (2.35) вместо Д/?от порог чувствительности рп манометрического измерительного устройства, получим формулу для определения чувствительности Уч контроля герметичности компрессионным способом с отсечкой при турбулентном докритическом режиме Преобразование (2.36) относительно р0 позволяет получить выражение для определения испытательного давления в зависимости от чувствительности Уч контроля герметичности при турбулентном докритическом режиме ґ Ґ у л у, При одинаковой продолжительности испытания /, = / в результате преобразования (2.41) и (2.42) получим соотношение

Исследование способа сравнения с непрерывной подачей испытательного давления Общие положения и схема испытания на герметичность по способу сравнения с отсечкой источника пробного газа рассмотрены в разделе 1.3.2. Однако, как показал анализ, перспективным для дальнейшего исследования является способ сравнения с непрерывной подачей испытательного давления. Это объясняется тем, что запорная, распределительная и переключающая газовая арматура в реальных условиях функционирует под постоянным рабочим давлением и по техническим характеристикам допускает определенную величину утечки . Поэтому для испытания на герметичность данного класса устройств целесообразно применять именно схему контроля с непрерывной подачей испытательного давления, как наиболее соответствующую реальным условиям их функционирования. Кроме того, устраняется необходимость отсечки источника давления при каждом испытании, что существенно упрощает конструкцию контрольного устройства и облегчает автоматизацию процесса испытания. 2.3.1 Схема контроля герметичности по способу сравнения с непрерывной подачей испытательного давления представлена схема, поясняющая контроль герметичности по способу сравнения с непрерывной подачей испытательного давления. Схема состоит из измерительной линии ИЛ и линии ЭЛ эталонного давления, входы которых Схема контроля герметичности по способу сравнения с непрерывной подачей испытательного давления подключены к общему источнику испытательного давления pQ, а выходы соединены с атмосферой. Линия эталонного давления содержит входное пневматическое сопротивление (дроссель) проводимостью /J, емкость с регулируемым объемом Гэ и выходное пневматическое сопротивление с регулируемой проводимостью /2, которые предназначены для настройки схемы. Измерительная линия содержит входное пневматическое сопротивление проводимостью /т, и объект испытания ОИ, который можно представить в виде емкости объемом Ки, имеющей течь эквивалентную пневматическому сопротивлению проводимостью f4. Измерительная и эталонная линии образуют пневматический измерительный мост. Сравнение давлений в линиях схемы осуществляется посредством дифференциального манометрического измерительного устройства ИУ, включенного в диагональ пневматического моста. В данной схеме измерительное устройство имеет проводимость /= 0, поэтому давления /г, и рн в линиях не зависят друг от друга. Каждая линия схемы представляет собой проточную емкость. При контроле герметичности по схеме, приведенной на рис. 2.2, под утечкой понимается объемный расход газа через все сквозные неплотности объекта испытания при установившемся режиме течения пробного газа в линиях схемы. Такой режим соответствует одинаковому массовому расходу газа через входное и выходное сопротивление в линии.

Методика исследования схем контроля герметичности

Экспериментальное исследование проводилось с использованием серийных промышленных образцов запорных кранов бытовых газовых плит (при низком испытательном давлении), запорной и распределительной аппаратуры пневмоавтоматики (при среднем и высоком испытательном давлении), а также моделей течей. При этом использовалась следующая методика: 1. Длина пневмолинии от выхода блока подготовки воздуха до стабилизатора w Рис. 3.3 Специальная аппаратура для экспериментального исследования: а - переменная емкость; б - дроссель диаметром 0,1 мм; в - контрольные течи: 1 - цилиндр; 2 - крышка; 3 - поршень; 4 - фиксатор объема; 5 -входной штуцер; 6 - выходной штуцер; 7 - цанговый зажим; 8 - трубка сменная (внутренний диаметр 0,1 мм) давления на входе экспериментальной установки составляла не более 1,5 м. 2. При испытаниях обеспечивалась стабилизация пробного газа (сжатого воздуха) от колебания сетевого давления. 3. Загрязненность пробного газа не превышала требований 1 класса по ГОСТ 17433-80. 4. Установка величины испытательного давления, подаваемого на модели схем и устройства контроля герметичности, производилась регулировочным винтом стабилизатора давления экспериментальной установки. 5. Измерение величины испытательного давления на входе моделей схем и устройства контроля герметичности осуществлялась образцовыми манометрами класса 0.4 с пределами измерения 0... 1; 0... 1,6; 0...4 кгс/см. 6. Измерение давления в эталонной и измерительной линиях моделей схем и устройства контроля герметичности осуществлялось образцовыми манометрами класса 0.4 с пределами измерения 0...1; 0...1,6; 0...4 кгс/см и жидкостным микроманометром с относительной погрешностью измерения 2 %. 7. В исследованиях при среднем (до 1,5 кгс/см «0,15 МПа) и высоком испытательном давлении (до 4,0 кгс/см « 0,4 МПа) задание требуемой утечки осуществлялось посредством регулируемых дросселей, предварительно оттарированных по ротаметру с относительной погрешностью измерения 2,5 %. 8. В исследованиях при низком испытательном давлении (до 0,3 кгс/см" « ЗОкПа) задание требуемой утечки осуществлялось посредством контрольных течей, изготовленных в виде металлических щелевых капилляров из латуни марки Л63 (рис. 3.3, в). Капилляры были получены сверлением отверстия диаметром 1мм и последующим сплющиванием концевого участка длиной «20 мм. Тарировка контрольных течей осуществлялась воздухом при давлении 15 кПа посредством вольюметрического устройства с относительной погрешностью 2 %. 9. Задание пневматической емкости эталонной и измерительной линий схем контроля герметичности осуществлялось посредством набора постоянных емкостей, а установка равных емкостей в линиях - посредством переменных (регули 81 руемых) емкостей. 10. Измерение перепада давления между линиями в модели контрольного устройства осуществлялось дифференциальным манометрическим датчиком с относительной погрешностью измерения 2 % и пределами измерения 0...25 кПа и 0...40 кПа. 11. При снятии временных характеристик отсчет времени осуществлялся по электронному секундомеру с относительной погрешностью измерения 0,5 %. 12. Измерения соответствующих параметров (ри, Ар, I) для каждой исследуемой характеристики или параметра модели схемы или устройства контроля герметичности проводились с повторением отсчетов не менее 5 раз. 13. Обработка результатов каждого эксперимента осуществлялась нахождением средних значений параметров для каждого опыта. По полученным данным строились соответствующие характеристики. Описание пунктов методики исследования отдельных характеристик приведены в соответствующих разделах данной главы. Исследование характеристики р = /(/) линий схемы контроля герметичности Для проверки принятой математической модели (2.48) и работоспособности схемы контроля герметичности, выполненной на основе способа сравнения с непрерывной подачей испытательного давления был проведен эксперимент по определению характеристики р = f(J) - изменения давления в ее линиях за времяконтроля при высоком и низком испытательном давлении, которые используются при контроле герметичности в различной газовой арматуре. В разделе 2.3.1 было показано, что данная схема контроля содержит две линии, каждую из которых можно представить в виде проточной емкости. В исследовании использовалась экспериментальная установка, приведенная на рис. 3.2, а также рекомендации главы 2, что все параметры измерительной и эталонной линий схемы должны быть равны, поэтому эксперимент проводился только с измерительной линией. Для этого вентили 15, подсоединяющие эталонную линию к источнику испытательного давления и измерительную линию - к дифференциальному манометрическому устройству 14, были перекрыты.

Для определения характеристики р = /(/) проточной емкости линии при вы ч соком испытательном давлении использовался образцовый манометр 8 с верхним пределом измерения 4,0 кгс/см (400 кПа) класс 0.4 и электронный секундомер. В эксперименте были заданы следующие параметры: испытательное давление/?о=400 кПа; величина утечки воздуха У = 1,16-10-5 м3/с; суммарный объемпроточной емкости и пневматических каналов V «0,5дм3. Величина утечки воздуха У устанавливалась оттарированным по ротаметру переменным дросселем 10 типа П2Д.1М, при этом контрольная течь 9 была перекрыта вентилем 15. В интервале интенсивного нарастания давления показания манометра 8 снимались через 10 с. Для построения экспериментальной характеристики р = /(/) в качестве значений изменения давления были приняты среднеарифметические значения из пяти опытов.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Контроль герметичности конструкций и их узлов проводится в целях выявления течей, обусловленных наличием сквозных трещин, непроваров, прожогов и т.п. в сварных соединениях и металлических материалах.
1.2. Контроль герметичности основан на применении пробных веществ и регистрации их проникновения через течи в конструкции при помощи различных приборов - течеискателей и других средств регистрации пробного вещества.
1.3. В зависимости от свойств пробного вещества и принципа его регистрации контроль проводится газовыми или жидкостными методами, каждый из которых включает в себя ряд способов, различающихся технологией реализации данного принципа регистрации пробного вещества. При этом в зависимости от применяемого способа при контроле герметичности определяется место расположения течи или суммарное натекание (степень негерметичности). Перечень применяемых методов и способов контроля приведен в Таб.1
1.4. Величина течи или суммарного натекания оценивается потоком воздуха через течь или все течи, имеющиеся в изделии, при нормальных условиях из атмосферы в вакуум. Соотношения единиц измерения потока приведены в справочном Приложение 1.
1.5. Под системой контроля понимается сочетание определенных способа и режимов контроля и способа подготовки изделия к контролю.
1.6. Пороговая чувствительность системы контроля характеризуется величиной минимальных выявляемых течей или суммарного натекания.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ И ВЫБОР СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ

2.1. Все системы контроля по чувствительности разделены на пять классов герметичности, приведенных в табл. 2.
2.2. Класс герметичности устанавливается проектной (конструкторской) организацией в соответствии с требованиями действующих Правил контроля в зависимости от назначения, условий работы изделия и выполнимости способов контроля и подготовки, отнесенных к данному классу, и указывается в конструкторской документации.
2.3. Выбор конкретной системы контроля определяется назначенным классом герметичности, конструкционными и технологическими особенностями изделия, а также технико-экономическими показателями контроля.
2.4. В соответствии с назначенным классом герметичности контроль проводится по технологии технологических карт контроля, в которых указаны конкретные способы контроля и подготовки изделия под контроль. В случае отступлений от требований настоящей методики документы должны быть согласованы с головной отраслевой материаловедческой организацией.

3. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

3.1. При испытании герметичности оборудование, приборы и материалы должны выбираться в соответствии со справочными приложениями 2 и 3. Допускается применение не указанных в приложениях отечественного и импортного оборудования, приборов и материалов, удовлетворяющих требованиям настоящего документа.
3.2. Параметры и технические характеристики оборудования, приборов и материалов, применяемых при контроле герметичности, должны соответствовать паспортным значениям, государственным стандартам и техническим условиям.
3.3. Метрологической поверке подвергаются приборы, в паспортах которых указаны объем и характер поверок. Поверки проводятся органами Госстандарта на соответствующих предприятиях. Периодичность поверок проводится в соответствии с требованиями паспорта на прибор.
3.4. Течеискатели независимо от выбранного способа контроля должны быть настроены на оптимальную чувствительность в соответствии с указаниями технического описания и инструкции по их эксплуатации.

4. ГАЗОВЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ

4.1. Требования по подготовке поверхности конструкций, подлежащих контролю герметичности газовыми методами

4.1.1. Если на поверхность изделия, сборочной единицы наносится защитное покрытие, следует проводить перед указанной операцией.
Примечание . В случае технической невозможности допускается проводить после нанесения защитных покрытий, что должно оговариватьея в производственно-технической документации (ПТД).
4.1.2. Поверхность изделий, сборочных единиц, сварных соединений изделий, подлежащих проверке на герметичность, не должна иметь следов ржавчины, масла, эмульсии и других загрязнений.
4.1.3. Органические загрязнения с доступных участков поверхности изделия следует удалять промывкой органическими растворителями с последующим кантованием изделия или барботированием залитого растворителя. Объем заливаемого растворителя должен быть не менее 100% свободного объема изделия.
4.1.4. В качестве очищающих жидкостей следует использовать спирт, ацетон, уайт-спирит, бензин, хладон-113 или другие органические растворители, обеспечивающие качественное удаление органических загрязнений.
4.1.5. После очистки растворитель следует слить и полость изделия продуть сухим чистым воздухом до полного удаления запаха растворителя.
4.1.6. Качество очистки должно быть проконтролировано протиркой контролируемой поверхности чистой белой безворсовой тканью с последующим ее осмотром. Отсутствие загрязнений на ткани свидетельствует о качественной очистке поверхности.
4.1.7. При соответствующем указании в техническом процессе качество очистки должно быть проконтролировано осмотром участка поверхности изделия или сварного соединения в лучах ультрафиолетового света, а при недопустимости поверхности для осмотра в лучах ультрафиолетового света - куска бязи после протирки им поверхности. Отсутствие светящихся пятен на контролируемой поверхности или куске бязи при освещении их ультрафиолетовым светом свидетельствует о качественной очистке поверхности.
4.1.8. Окончательную операцию подготовки - осушку поверхности изделий и полостей возможных сквозных дефектов от влаги и других жидких сред - следует проводить непосредственно перед контролем герметичности. После осушки в целях сохранения чистоты изделий работы следует проводить в чистой спецодежде (халате или спецовке) и в перчатках из бельевой ткани.
4.1.9. В качестве нагревательных средств следует использовать электропечи, индукторы, калориферы, установки, стенды для пропаривания и т.п. Для нагрева можно использовать метод электросопротивления с применением переменного или постоянного тока.
4.1.10. При осуществлении осушки без вакуумирования длительность выдержки при требуемой температуре должна быть не менее 5 мин. Температура определяется заданным классом герметичности.
4.1.11. В случае невозможности выполнения контроля герметичности изделий непосредственно после осушки хранить осушенное изделие допускается не более 5 сут. при следующих условиях:

контролируемые участки должны быть защищены от попадания загрязнений и жидких сред защитными материалами;
на поверхности контролируемого изделия не должна конденсироваться влага атмосферного воздуха. Для предотвращения явления конденсации влаги (например, при внесении изделий в помещение, температура воздуха в котором выше температуры поверхности изделия, понижении температуры воздуха в помещении, при охлаждении изделия при подаче в него пробного газа из баллона) необходимо принимать меры, руководствуясь справочными таблицами соотношений температуры окружающего воздуха, относительной и абсолютной влажности. Например, при относительной влажности воздуха 80% и температуре 20°С температура поверхности изделия не должна быть менее 17°С;
влажность воздуха в помещении для хранения осушенных изделий не должна превышать 80%.

4.1.12. При необходимости транспортирования изделий следует исключить возможность загрязнения и конденсации влаги на поверхности изделия.

4.2. Контроль герметичности гелиевыми течеискателями

4.2.1. Пороговая чувствительность гелиевых течеискателей и способов контроля. Рабочая шкала.

4.2.1.1. Пороговая чувствительность течеискателей характеризуется минимальным потоком пробного вещества, который течеискатель может зарегистрировать. Пороговая чувствительность гелиевых течеискателей должна быть не менее 1,3.10-10 м3* Па/с (1.10-6 л×мкм рт.ст./с). Пороговая чувствительность способа контроля характеризуется минимальным потоком или количеством пробного вещества, который фиксируется в схеме проведения контроля.
4.2.1.2. Пороговая чувствительность гелиевых течеискателей определяется в начале каждой смены по методике, приведенной в Приложение 4 .
4.2.1.3. Пороговая чувствительность способа контроля определяется после испытания изделия, партии однотипных изделий или имитатора, конструкции которого согласовывается с ГОМО по методике, приведенной в Приложение 5.
4.2.1.4. Пороговая чувствительность способов вакуумной (гелиевой) камеры и термовакуумного должна быть не ниже 6,7.10-10 м3×Па/с (5.10-6 л×мкм рт.ст./с), способов обдува гелием и гелиевого щупа - не ниже 6,7.10-9 м3×Па/с (5.10-5 л×мкм рт.ст.с).
4.2.1.5. Если пороговая чувствительность способа контроля ниже значений, указанных в п. 4.2.1.4, то изделие или партия изделий должны подвергаться повторному контролю.
4.2.1.6. Признаком наличия сквозного дефекта является увеличение показаний прибора над средними фоновыми показаниями на величину, равную разности максимального и минимального значений фона в схеме испытаний. Эта величина не должна превосходить 50 мВ для всех способов контроля (кроме способа щупа) и 100 мВ для способа щупа.

Примечания :
1. Средние фоновые показания перед началом испытания любым способом не должны быть более 2/3 рабочей шкалы.
2. Если фоновые показания превышают указанную величину, следует использовать схему компенсации фона.

4.2.2. Способ гелиевой (вакуумной камеры).

4.2.2.1. Сущность способа гелиевой или вакуумной камеры заключается в том, что контролируемое изделие помещается в герметичную металлическую камеру. К камере или изделию подсоединяется через систему вспомогательной откачки течеискатель, после чего в камеру (способ гелиевой камеры) или в изделие (способ вакуумной камеры) подается под давлением гелий. При наличии течи гелий в результате перепада давлений поступает в вакуумируемый объем, соединенный с течеискателем. Схема контроля способом вакуумной камеры приведена на Рис.1.

Рис. 1. Схема установки для контроля способом вакуумной камеры
1 - гелиевый течеискатель,
2 - натекатель,
3 - баллон с аргоном,
4 - камера,
5 - изделие,
6 - мановакуумметр,
7 - редуктор,
8 - баллон с гелием,
9 - вакуумный насос,
10 - вакуумный клапан ,
11 - калиброванная течь
4.2.2.2. При проектировании и изготовлении гелиевой (вакуумной) камеры должны учитываться следующие требования:

для ускорения откачки форма камеры рекомендуется цилиндрической (допускается изготовление камеры по конфигурации конструкции);
должна быть предусмотрена герметичность фланцевых соединений, а также герметичность места вывода из самой конструкции или технологического переходника от конструкции к баллону с гелием;
контролируемая конструкция не должна соприкасаться с внутренней поверхностью камеры.

4.2.2.3. Порядок проведения контроля:

контролируемое изделие подготавливается в соответствии с требованиями подразд. 4.1;
изделие помещается в металлическую камеру, внутренняя поверхность которой предварительно очищается и просушивается;
после уплотнения крышки камеры и установки манометра проводится откачка полости камеры (изделия) до остаточного давления 7 - 8 Па [(5-6) .10 -2 мм рт. ст.;
перед заполнением контролируемого изделия (камеры) гелием полость его предварительно откачивается до давления не выше 700-1400 Па (5-10 мм рт. ст.);
после достижения в камере (изделии) требуемого остаточного давления открывается входной клапан течеискателя и отключается система вспомогательной откачки;
в случае постепенного уменьшения давления в камере масс- спектрометра необходимо проводить подачу сухого азота в камеру масс-спектрометра с применением регулирующих натекателей;
в случае увеличения давления в камере масс-спектрометра необходимо частично приоткрыть клапан системы вспомогательной откачки или прикрыть входной клапан течеискателя;
в полость изделия (камеры) подается гелий или воздушно-гелиевая смесь в пропорциях, устанавливаемых технологической картой на контроль;
проводится выдержка изделия (камеры) под давлением.

4.2.2.4. Длительность выдержки изделия (камеры) под давлением должна быть при вакуумируемом объеме до 0,1 м3 - не менее 5 мин, от 0,1 до 0,5 м3 - не менее 10 мин, свыше 0,5 до 1,5 м3 - не менее 15 мин, свыше 1,5 до 3,5 м3 не менее 20 мин, свыше 3,5 - 40 мин.
4.2.2.6. Удалять гелий следует продуванием полости изделия (камеры) сухим сжатым воздухом или ее откачкой.
Допускается сбор удаляемого гелия для использования при последующем контроле.
4.2.2.5. При необходимости контроля участка изделия или отдельного сварного соединения на контролируемый участок или сварное соединение допускается установить локальную камеру.
Порядок контроля аналогичен указанному в п. 4.2.2.3.
Длительность выдержки под давлением устанавливается в зависимости от откачиваемого объема в соответствии с п. 4.2.2.4.
4.2.2.7. При контроле замыкающего сварного шва изделия проводится вакуумирование изделия и подача гелия в полость изделия с последующей заваркой замыкающего шва в потоке гелия. После заварки необходимо провести испытание замыкающего шва способом локальной вакуумной камеры. Длительность контроля определяется объемом камеры в соответствии с п. 4.2.2.4.
4.2.2.8. Количественную оценку суммарного потока пробного вещества через течи в изделии следует проводить по методике, изложенной в приложении 6 (справочном) .

4.2.3. Способ опрессовки гелием замкнутых оболочек.

4.2.3.1. Контроль способом опрессовки замкнутых оболочек заключается в том, что изделие или замыкающий шов помещаются в специальную камеру, в которой создается давление гелия. При наличии негерметичности в шве гелий проникает в замкнутый объем изделия. Далее проводится контроль изделия накоплением гелия в вакуумной камере, в которую помещается изделие.
4.2.3.2. Контроль герметичности замыкающего сварного шва способом опрессовки рекомендуется проводить для изделий, имеющих небольшие объемы (до 10 л) .
4.2.3.3. Контроль должен проводиться в такой последовательности:

изделие помещается в опрессовочную камеру и выдерживается под давлением гелия в течение определенного времени;
после опрессовки изделие вынимают из камеры, обдувают сжатым воздухом или азотом наружную поверхность изделия для очистки от гелия и выдерживают на воздухе 1 - 2 ч;
перед установкой изделия внутреннюю полость камеры, присоединенной к течеискателю, откачивают вспомогательным насосом. Фиксируют фоновые показания выходного прибора течеискателя при давлении в камере 1 - 7 Па [(1 - 5) .10 -2 мм рт. ст.] с отключенным вспомогательным насосом;
опрессованное гелием изделие помещают в вакуумную камеру и откачивают камеру с изделием до давления не более 1 - 7 Па, отключают вспомогательный насос и накапливают гелий в камере в течение не менее 1 ч, после чего открывают входной клапан течеискателя и фиксируют показания течеискателя.
Превышение сигнала выходного прибора течеискателя на 1 В и более над фоновыми показаниями является признаком течи в замыкающем шве изделия.

Примечание . С целью исключения повышенного гелиевого фона в процессе испытаний запрещается использовать камеру, в которой проводилась опрессовка изделия гелием.
4.2.3.4. Длительность опрессовки изделия гелием должна быть при давлении 1.10 6 Па (10 кгс/см2) не менее 120 ч, 2.106 Па (20 кгс/см2) не менее 50 ч, 5.105 Па (50 кгс/см2)) не менее 13 ч.

4.2.4. Способ термовакуумных испытаний.

4.2.4.1. Сущность испытаний заключается в том, что подлежащее контролю изделие нагревается в вакуумной камере до температуры 380 - 400°С при давлении внутри и снаружи изделия не выше 0,1 Па (10 -3 мм рт.ст.), а затем контролируется при подаче гелия в нагретое изделие или в камеру, в которую оно помещено.
4.2.4.2. Порядок проведения контроля:

изделие подготавливается к контролю в соответствии с п. 4.1.1 - 4.1.7;
изделие помещается в металлическую камеру;
камера и внутренняя полость изделия вакуумируются до давления не выше 0,1 Па (10 -3 мм рт. ст.);
изделие нагревается в печах или нагревательными устройствами до температуры 380 - 400°С и выдерживается при этой температуре в течение 3 - 5 мин. Темп разогрева определяется постоянным поддержанием давления в камере и изделии не выше 0,1 Па (10 -3 мм рт. ст.) и конструкцией изделия;
открывается входной клапан течеискателя при одновременном отключении насосной группы камеры (или изделия) .
Фиксируются установившиеся фоновые показания течеискателя;
в контролируемое изделие (или камеру) подается гелий до требуемого давления;
изделие (камера) выдерживается под давлением, при этом фиксируются показания течеискателя. Длительность выдержки выбирается в соответствии с п. 4.2.3.4;
после охлаждения до температуры не выше 50°С камера открывается.

4.2.5. Способ гелиевого щупа.

4.2.5.1. Сущность способа заключается в том, что изделие заполняется гелием или гелиево-воздушной смесью до давления выше атмосферного, после чего наружная поверхность изделия контролируется специальным щупом, соединенным металлическим или вакуумным резиновым шлангом с течеискателем. В результате перепада давления гелий проникает через имеющийся сквозной дефект и через щуп и шланг попадает в камеру масспектрометра течеискателя. Определенная конструкция насадки щупа, изготовленная в соответствии с профилем контролируемой поверхности, позволяет установить место расположения сквозного дефекта в изделии. Насадка щупа должна перекрывать проверяемый участок по ширине не менее чем на 5 мм с каждой стороны. Если ширина насадки меньше, то контроль следует проводить в несколько проходов.
Схема контроля способом гелиевого щупа приведена на рис. 2

Рис. 2. Схема установки для контроля способом щупа
1 - гелиевый течеискатель,
2 - термопарная лампа,
3 - вакуумный шланг,
4 - вакуумный насос,
5 - (Note from Webmaster: nothing for 5)
6 - изделие,
7 - щуп,
8 - мановакууметр,
9 - баллон с гелием
4.2.5.2. При контроле способом щупа используются регулируемые щупы-улавливатели с конической насадкой объемом не более 1 мм3 и расстоянием регулируемой запирающей иглы от контролируемой поверхности не более 5 мм. Одним из возможных вариантов конструкторского исполнения является щуп-улавливатель по черт. 358-00-00 и 358-01-00.
4.2.5.3. К установке для контроля способом гелиевого щупа предъявляются следующие требования:

все соединения установки должны быть проверены при закрытом положении щупа способом обдува;
часть установки, предназначенная для подачи гелия в контролируемое изделие, должна быть испытана способом гелиевого щупа при давлении гелия не менее 1,5 Р, где Р - давление гелия во время контроля;
в случае применения шланга из вакуумной резины для присоединения щупа к течеискателю шланг должен быть промыт для уменьшения газоотделения раствором щелочи (15%), чистой проточной водой, дистиллированной водой и осушен спиртом - ректификатом. Наружная поверхность шланга протирается касторовым маслом;
длина магистрали, соединяющей щуп с течеискателем, должна быть минимально. возможной. Максимальная длина магистрали определяется п. 4.2.1.4 при оценке чувствительности способа по приложению 5.

4.2.5.4. Контроль следует проводить в такой последовательности:

при закрытом щупе 7 (см. рис. 2) проводится откачка шланга 3 вакуумным насосом 5 в течение 15 - 20 мин;
щуп регулируется так, чтобы при совместной работе вспомогательного вакуумного насоса и насосов течеискателя остаточное давление, измеряемое термопарной лампой 2, установленной у фланца течеискателя, было равно 25 - 30 Па [(1,8-2,2) .10-1 мм рт. cт.]. Установление рабочего давления в шланге, соединяющем щуп с течеискателем, должно проводиться одновременно регулировкой щупа и входного клапана течеискателя;
в качестве вспомогательного должен использоваться насос со скоростью откачки 1 - 3 л/с. Если используется насос с большей скоростью откачки, следует прикрывать клапан 4, обеспечивая соответствующую скорость откачки;
подготовленное к контролю изделие после глушения отверстий и фланцевых выходов откачивается до давления не выше 700 - 1400 Па (5-10 мм рт. ст.);
осуществляется подача гелия и гелиево-воздушной смеси (не менее 50% гелия) в изделие до необходимого при испытаниях избыточного давления.

Иллюстрацию метода вы можете посмотреть на видеозаписи:

Примечания:
1. В случае невозможности предварительной откачки трубопроводов или изделий камерного типа допускается проводить продув полости гелием до появления его на выходе трубопровода или изделия. Появление гелия фиксируется щупом по повышению показаний прибора над фоновым на 100 мВ и выше.
2. Для получения концентрации гелия не менее 60% под давлением 0,1 МПа (1 кгс/см2) после продува полости гелием в изделие или трубопровод подают гелий до давления 0,1 МПа (1 кгс/см2) . Для получения концентрации гелия не менее 75% давление сбрасывают до атмосферного и вновь подают гелий до давления 0,1 МПа.
3. Для изделий с тупиковыми полостями, исключающими возможность продувки и вакуумирования, время выдержки для достижения необходимой концентрации гелия определяется экспериментально в каждом конкретном случае на стенде-имитаторе.
4.2.5.5. Контроль осуществляется перемещением щупа по поверхности изделия с постоянной скоростью, равной 0,10 - 0,15 м/мин:

при движении щуп должен находиться в непосредственном соприкосновении с контролируемой поверхностью. Удаление щупа от контролируемой поверхности на 5 мм снижает выявляемость дефектов в 10 - 15 раз;
контроль следует начинать с нижних участков изделия с постепенным переходом к верхним.

4.2.6. Способ обдува гелием.

4.2.6.1. Сущность способа заключается в том, что изделие, подвергаемое контролю, подключается к течеискателю, вакуумируется до давления, позволяющего полностью открыть входной клапан течеискателя, после чего наружная поверхность изделия обдувается струей гелия.
При наличии течи в изделии гелий попадает в его полость и фиксируется течеискателем.
Схема контроля способом обдува приведена на рис. 3.

Рис. 3. Схема установки для контроля способом обдува
1 - гелиевый течеискатель,
2 - натекатель,
3 - гелиевая течь ,
4 - вакуумный насос,
5 - баллон с аргоном,
6 - вакуумный клапан ,
7 - изделие,
8 - обдуватель,
9 - камера с гелием
4.2.6.2. Контроль должен проводиться в такой последовательности:

подготовленное в соответствии с требованиями подразд. 4.1 изделие вакуумируется до давления 7 - 8 МПа [(5 - 6) .10 -2 мм рт. ст.];
при открытом на изделие входном клапане течеискателя отключается система вспомогательной откачки и проводится обдувание гелием наружной поверхности изделия. Если невозможно поддержать требуемое давление в камере масс-спектрометра при отключенной системе вспомогательной откачки, разрешается проводить контроль при не полностью перекрытом или открытом клапане системы вспомогательной откачки, при этом определять чувствительность по приложению 5 следует при том же положении клапана;
обдув следует начинать с мест подсоединения системы вспомогательной откачки к течеискателю; затем обдувается само изделие, начиная с верхних его участков с постепенным переходом к нижним;
на первой стадии испытаний рекомендуется установить сильную струю гелия, охватывающую при обдуве сразу большую площадь. При обнаружении течи уменьшить струю гелия так, чтобы она слегка чувствовалась при поднесении пистолета - обдувателя к губам, и точно определить место сквозного дефекта. Скорость перемещения обдувателя по контролируемой поверхности составляет 0,10-0,15 м/мин; при контроле изделий большого объема и протяженности следует, учитывая время запаздывания сигнала, уменьшить скорость обдува;
при наличии больших сквозных дефектов и невозможности достижения требуемого вакуума в изделии для полного открытия входного клапана течеискателя при отключенной системе вспомогательной откачки сквозные дефекты отыскивать при включенной системе вспомогательной откачки. После обнаружения больших сквозных дефектов и их устранения проводится повторный контроль с целью нахождения дефектов с малой величиной натекания.

4.2.6.3. С целью контроля всей поверхности изделия или части его в отдельных случаях контролируемую поверхность закрывают мягким чехлом. Под чехол подают гелий в количестве, примерно равном объему пространства под чехлом.
Длительность выдержки изделия под чехлом составляет 5- 6 мин.
4.2.6.4. Способ обдува допускается применять для контроля незамкнутых элементов конструкций. Для его осуществления следует использовать вакуумные камеры-присоски, накладываемые или закрепляемые на контролируемой поверхности со стороны, противоположной обдуваемой. Одна из конструкций камер приведена на рис. 4. Режимы испытания указаны в п. 4.2.6.2.

Рис. 4. Конструкция вакуумной камеры-присоски
1- крышка,
2- корпус,
3- резиновые уплотнения,
4- конструкция,
5- трубопровод,
6- сварное соединение

4.3. Контроль герметичности галоидными течеискателями. Способ галоидного атмосферного щупа

4.3.1. Настройку течеискателей, определение и проверку пороговой чувствительности галоидных течеискателей следует проводить по калиброванным галоидным течам в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации прибора завода-изготовителя.
4.3.2. Сущность способа галоидного щупа заключается в том, что испытываемое изделие, предварительно отвакуумированное, наполняется хладоном или смесью хладона с воздухом до давления выше атмосферного. В результате перепада давлений хладон проникает через имеющуюся неплотность и улавливается щупом течеискателя , соединенным электрическим кабелем с измерительным блоком течеискателя.
4.3.3. Схема установки для контроля способом галоидного щупа приведена на рис. 5.

Рис. 5. Схема установки для контроля способом галоидного щупа:
1 - баллон с фреоном;
2 - редуктор;
3 - вакуумный насос;
4 - мановакуумметр;
5 - клапан;
6 - изделие;
7 - измерительный блок течеискателя;
8 - выносной щуп течеискателя
Установка для нагнетания хладона в контролируемое изделие должна быть проверена на герметичность галоидным течеискателем при давлении насыщенных паров хладона при температуре испытаний.
4.3.4. Порядок проведения контроля:

после глушения отверстий и фланцевых выходов проходными и глухими заглушками изделие откачивается до остаточного давления не выше 700 - 1400 Па (5 - 10 мм рт. ст.);
перекрытием клапана вакуумный насос отключается и хладон подается в изделие до необходимого при испытании избыточного давления;
в случае невозможности предварительной откачки трубопроводов допускается вытеснение воздуха хладоном с фиксацией наличия хладона на удаленном конце трубопровода. Далее хладон нагнетается в трубопровод для обеспечения концентрации хладона в трубопроводе не менее 50%;
для изделий камерного типа допускается нагнетание хладона без откачки изделия при условии обеспечения концентрации хладона в изделии не менее 50%;
контроль осуществляется перемещением выносного щупа по поверхности изделия с постоянной скоростью;
при движении щуп должен находиться на минимально возможном расстоянии от поверхности. Удаление щупа от контролируемой поверхности на 5 мм снижает выявляемость дефектов в 10 - 15 раз;
контроль следует начинать с верхних участков изделия с постепенным переходом к нижним.

4.3.5. Режимы контроля галоидными течеискателями:
скорость перемещения щупа по поверхности изделия не должна превышать 0,10 - 0,15 м/мин;
давление хладона-12 или хладона-22 должно соответствовать указаниям рабочих чертежей или технологической карты на контроль. Давление хладона в изделии должно быть ниже давления его насыщенных паров.
Примечание . Давление насыщенных паров хладона-12 и хладона - 22 в зависимости от температуры приведено в справочном приложении 7.
4.3.6. После проведения контроля хладон должен быть удален из конструкции за пределы рабочего помещения откачкой до остаточного давления 130 - 650 Па (1 - 5 мм рт. ст.). После этого должны быть проведены напуск воздуха в контролируемое изделие и повторная откачка до того же давления.
Примечание . Двукратная откачка контролируемого изделия до остаточного давления 130 - 650 Па гарантирует остаточное содержание хладона-12 не более 0,01 мг/л, а хладона-22 - не более 0,006 мг/л.

4.4. Контроль герметичности пузырьковым методом

4.4.1. Пневматический способ надувом воздуха.

4.4.1.1. Сущность способа заключается в том, что контролируемое изделие заполняется пробным газом под избыточным давлением. На наружную поверхность изделия наносится пенообразующий состав. Пробный газ в местах течей вызывает образование пузырей в пенообразующем составе (пузыри или разрывы мыльной пленки при применении мыльной эмульсии; пенные коконы или разрывы пленки при применении полимерного состава).
4.4.1.2. Порядок проведения контроля:

в контролируемом изделии создается требуемое избыточное давление пробного газа;
мягкой волосяной кистью или краскораспылителем на контролируемую поверхность изделия наносится пенообразующий состав и осуществляется визуальное наблюдение.

Примечание . Компоненты пенообразующих составов приведены в приложении 8 (справочном) .
4.4.1.3. Время наблюдения за состоянием поверхности при нанесении мыльной эмульсии составляет не более 2 - 3 мин после ее нанесения на поверхность.
4.4.1.4. При нанесении полимерного состава для выявления больших дефектов (более 1.10 -4 м 3 Па/с) осмотр следует проводить непосредственно после нанесения полимерного состава. Для выявления малых дефектов время осмотра должно быть не менее 20 мин с момента нанесения состава. Пенные коконы сохраняются в течение суток.

4.4.2. Пневмогидравлический аквариумный способ.

4.4.2.1. Сущность способа заключается в том, что изделие, которое заполнено газом под избыточным давлением, погружают в жидкость. Газ, выходящий в местах течей из изделия, вызывает образование пузырей в жидкости.
4.4.2.2. Контроль осуществляется в такой последовательности:

контролируемое изделие помещается в емкость;
в изделии создается испытательное давление пробного газа;
в емкость заливается жидкость до уровня не менее 100 - 150 мм над контролируемой поверхностью изделия.

4.4.2.3. Признаком течи в изделии является образование всплывающих к поверхности жидкости пузырьков воздуха, периодически образующихся на определенном участке поверхности изделия, или строчки пузырьков.

4.4.3. Пузырьковый вакуумный способ.

4.4.3.1. Сущность способа заключается в том, что перед установкой вакуумной камеры контролируемый участок конструкции смачивается пенообразующим составом, в камере создается вакуум. В местах течей образуются пузыри, коконы или разрывы пленки, видимые через прозрачный верх камеры.
4.4.3.2. Для обеспечения полного контроля всего сварного соединения вакуум-камеру устанавливают так, чтобы она не менее чем на 100 мм перекрывала предыдущий проконтролированный участок шва.
Вакуум-камера может иметь различную форму в зависимости от конструкции контролируемого изделия и вида сварного соединения. Для стыковых сварных соединений листовых конструкций изготавливаются плоские камеры, для угловых швов - угловые, для контроля кольцевых швов трубопроводов могут быть изготовлены кольцевые камеры. Один из возможных вариантов конструкционного исполнения вакуум-камеры представлен на рис. 6.

Рис. 6. Схема вакуум-камеры для контроля герметичности:
1 - резиновые уплотнения;
2 - корпус камеры;
3 - окно;
4 - вакуумный кран;
5 - течь в сварном соединении
6 - резиновые уплотнения
4.4.3.3. Контроль осуществляется в последовательности:

на контролируемый участок незамкнутой конструкции наносится пенообразующий состав;
на контролируемый участок устанавливается вакуумная камера;
в вакуумной камере создается давление 2,5 - 3.10 4 Па (180 - 200 мм рт. ст.);
время с момента нанесения состава до момента осмотра не должно превышать 10 мин;
визуальный осмотр контролируемого участка осуществляется через прозрачный верх камеры.

Примечание . В случае применения при контроле полимерного состава картина дефектов сохраняется в течение суток.

4.5. Контроль герметичности манометрическим методом (по падению давления)

4.5.1. Для осуществления контроля манометрическим методом изделие заполняют пробным газом под давлением выше атмосферного и выдерживают в течение определенного времени.
4.5.2. Давление и время опрессовки устанавливаются техническими условиями на изделие или конструкторской (проектной) документацией.
4.5.3. Изделие считают герметичным, если падение давления пробного газа во время выдержки под давлением не превысит норм, установленных техническими условиями или конструкторской (проектной) документацией.
4.5.4. Давление газа измеряют манометрами класса точности 1,5 - 2,5 с пределом измерения на 1/3 больше давления опрессовки. На подводящей трубе должен быть установлен запорный кран для регулирования подачи газа.
4.5.5. Количественная оценка общей негерметичности проводится по формуле

где
V - внутренний объем изделия и элементов испытательной системы, м3 ;
D R - изменение давления пробного газа за время опрессовки, Па;
t - время опрессовки, с.

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

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 .