壓降檢漏的影響因素
壓降法是常用的檢漏方法。一般認(rèn)為用壓降法進(jìn)行檢漏測試時(shí)，*內(nèi)部容積、壓力計(jì)和溫度計(jì)的測量精度及測試周期有關(guān)。本文通過試驗(yàn)證明，進(jìn)行檢漏測試時(shí)，艙體內(nèi)部溫度的不均衡性同樣是漏率判讀的重要影響因素，小可檢漏率同被檢件的在對大型復(fù)雜艙體結(jié)構(gòu)并提出了解決方案。
1、前言
壓降法是常用的檢漏方法，廣泛地應(yīng)用在密封產(chǎn)品的檢漏測試中，在國防工業(yè)產(chǎn)品檢漏中的應(yīng)用也極為廣泛。根據(jù)某型號(hào)大型艙體的工作壓力和漏率設(shè)計(jì)指標(biāo)，*終選擇用壓降法進(jìn)行檢漏。經(jīng)選擇合適的壓力計(jì)、溫度計(jì)，并進(jìn)行誤差分析確測試系統(tǒng)精度滿足漏率指標(biāo)后，在多次檢漏中卻發(fā)現(xiàn)有時(shí)在經(jīng)過測試周期后，經(jīng)計(jì)算得到的密封系統(tǒng)的壓力值不下降反而升高了，這是不可能的。為找到原因，并合理地解釋此現(xiàn)象，我們分析了影響因素并進(jìn)行了測試試驗(yàn)，驗(yàn)證了艙體內(nèi)部溫度的不均衡是造成檢漏失敗的主要原因。
2、壓降檢漏法
2.1、定義
壓降檢漏法是被檢件中充入規(guī)定壓力的氣體后，在規(guī)定測試時(shí)間內(nèi)測量壓力的變化，計(jì)算出漏率的方法。*小可檢漏率與被檢件的保壓時(shí)間、內(nèi)部有效容積和測試設(shè)備有關(guān)。
2.2、原理
將被檢件內(nèi)部充入一定壓力的氣體，使被檢件內(nèi)外形成規(guī)定的壓力差。經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定時(shí)間后，在規(guī)定的測試周期內(nèi)按一定的時(shí)間間隔讀取被檢件內(nèi)部的壓力和溫度，經(jīng)計(jì)算得到被檢件的漏率，原理圖見圖1。
2.3、計(jì)算公式
2.3.1、壓降檢漏的漏率一般按式1 進(jìn)行計(jì)算
Q=V/t ×(P1- T1/T2 ·P2)...............(1)
式中:
Q---流量漏率，Pa.m3/s ;
V---被檢件的內(nèi)部容積， m 3 ;
t---測量周期，s ;
P1---被檢件內(nèi)部壓力初值，Pa ;
T1---被檢件內(nèi)部溫度初 值，K ;
P2---被檢件內(nèi)部壓力終值，Pa ;
T2---被檢件內(nèi)部溫度終值，Ka
2.3.2、當(dāng)漏率指標(biāo)為規(guī)定時(shí)間內(nèi)的壓降值時(shí)，按式2計(jì)算漏率。
△P=P1-T1/T2·P2...............(2)
式中：
△P 一規(guī)定時(shí)間內(nèi)的壓降值，Pa;
P1、P2、T1、T2同上。
3、型號(hào)測試介紹
3.1、型號(hào)檢漏主要技術(shù)指標(biāo)
(4)被檢件內(nèi)部容積:約16m3 ;
(5)允許壓降值△ P≤ -500Pa/24h ;
(6)檢漏壓力:100kPa(表壓):
3.2、壓力計(jì)和溫度計(jì)技術(shù)指標(biāo)
(1)壓力計(jì)測量范圍:O Pa ~250kPa( 絕壓);
(2)壓力計(jì)分辨率:1Pa ;
(3)壓力計(jì)精度:10Pa ;
(7)溫度計(jì)分辨率:0.01 ℃;
(8)溫度計(jì)精度:0.05℃
3.3、測試系統(tǒng)不確定度分析
3.3.1、不確定度計(jì)算公式
由式2可得，測試系統(tǒng)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式3進(jìn)行計(jì)算。
μc---合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度， Pa ;
μP1---壓力初值測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，Pa;
μT1---溫度初值測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，℃;
μT2---溫度終值測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，℃;
μp2---壓力終值測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，Pa。
3.3.2、測試系統(tǒng)不確定度計(jì)算
根據(jù)型號(hào)檢漏某次的測試值，得到壓力初值P1為199.730kPa,溫度初值T1為22.63℃，壓為終值P2為199. 873kPa, 溫度終值T2為22.75℃,μp1 = u p2=10Pa, μT1 =μT2=0.05℃,則得到:
3.3.3、結(jié)論
因測試系統(tǒng)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于允許的壓降值，因此在理想狀態(tài)下，測試系統(tǒng)能滿足測試精度的需要，應(yīng)不會(huì)出現(xiàn)壓降值為負(fù)值的現(xiàn)象
4、現(xiàn)象分析及驗(yàn)證
4.1、其它影響因素
4.1.1、以上結(jié)論是建立在被檢型號(hào)內(nèi)部的檢漏氣體為理想的非可凝氣體的假設(shè)上，而在實(shí)際測試中是在環(huán)境條件下向其內(nèi)部充入100kPa的高純氮?dú)?，即測試氣體中含有50%的空氣。所以，水蒸氣分壓的變化也可能是影響壓力測量的因素。
4.1.2、被檢型號(hào)體積較大(通常達(dá)10m3以上)、內(nèi)部較復(fù)雜。雖然檢漏測試在凈化間內(nèi)進(jìn)行，但溫度并不恒定。所以，經(jīng)過較長的穩(wěn)定時(shí)間后，在測試周期內(nèi)其內(nèi)部的溫度可能并不均衡，由此而影響溫度測量的準(zhǔn)確性。
4.2、驗(yàn)證試驗(yàn)
4.2.1、驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)
根據(jù)以上分析，在圖1的基礎(chǔ)上，在被檢型號(hào)的不同位置安裝了2個(gè)溫度傳感器，按相同要求對其進(jìn)行壓降法檢漏測試，數(shù)據(jù)見表1。同時(shí)，為避免2個(gè)溫度傳感器之間的零點(diǎn)差異，對同一溫度點(diǎn)進(jìn)行了比較測試，數(shù)據(jù)見表2。
4.2.2、數(shù)據(jù)計(jì)算
根據(jù)以上數(shù)據(jù)，分別計(jì)算了理想狀態(tài)下的壓降值△Pa、△Pb，除去水蒸氣分壓后的壓降值△P'a 、△P'b及兩點(diǎn)溫度平均后的壓降值△ P,數(shù)據(jù)見表3。
4.2.3、結(jié)論
由以上數(shù)據(jù)可以得出，對于此型號(hào)及與其情況相似的大型密封結(jié)構(gòu)的檢漏，在測試系統(tǒng)精度滿足漏率要求的情況下，水蒸氣分壓對測試結(jié)果影響不大，而準(zhǔn)確獲得被檢結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度是測試的關(guān)鍵。應(yīng)盡可能地多取測溫點(diǎn)并取其平均值進(jìn)行計(jì)算。
公安機(jī)關(guān)備案號(hào)：
