Проверка на херметичността на спирателните кранове по време на работа на газова инсталация. Контрол на херметичността. Газови методи Контрол на херметичността на клапаните на газовите горелки

Един от начините за решаване на проблема с автоматизирането на контрола на херметичността на кухи продукти, например спирателни вентили, е разработването на многопозиционен регулируем стенд за автоматичен контрол на херметичността на продуктите със сгъстен въздух, използвайки манометричния метод . Има много дизайни на такива устройства. Известно е устройство за автоматично управление на запечатването на продукта, съдържащо маса със задвижване, еластичен уплътняващ елемент, устройство за отхвърляне, източник на сгъстен газ, копирна машина и устройство за захващане на продукта.

Въпреки това автоматизацията на процеса се постига поради значителната сложност на конструкцията на машината, което намалява надеждността на нейната работа.

Известна е автоматична машина за контрол на херметичността на кухи продукти, съдържаща уплътнителни възли със сензори за изтичане, система за подаване на тестов газ, механизми за движение на продукта и механизъм за отхвърляне.

Недостатъкът на тази машина е сложността на технологичния процес за наблюдение на плътността на продуктите и ниската производителност.

Най-близо до изобретението е стенд за изпитване на продукти за течове, съдържащ ротор, задвижване за неговите стъпаловидни движения, контролни блокове, поставени върху ротора, всеки от които съдържа сравнителен елемент, свързан с отхвърлящ елемент, уплътнителен елемент за продукта съдържащ изходна тръба и задвижване за нейното движение, което е направено под формата на копир с възможност за взаимодействие с изходящата тръба.

Това устройство обаче не позволява увеличаване на производителността, тъй като това намалява надеждността на тестването на продуктите.

Фигура 1.6 показва автоматизирано устройство за проверка на течове, базирано на камерния метод. Състои се от камера 1, в кухината на която се поставя контролираният продукт 2, свързан към въздушния агрегат 3 чрез спирателен вентил 4, мембранен сепаратор 5 с мембрана 6 и кухини А и В, струя елемент NOR-NOR 7. Кухина А на мембранния сепаратор 5 е свързана с кухината на камера 1, а кухина B през дюза 8 е свързана с изход 9 ИЛИ на струен елемент 7. Към другия му изход 10 НЕ ИЛИ пневматичен усилвател 11 с пневматична лампа 12. Кухината B е допълнително свързана чрез канал 13 към контролния вход 14 на струйния елемент 7, атмосферните канали 15 на които са оборудвани с щепсели 16.

Устройството работи по следния начин. Контролираният продукт 2 се захранва с налягане от блока за подготовка на въздух 3, който при достигане на тестовото ниво се прекъсва от клапан 4. В същото време, когато се подава захранване към струйния елемент 7, поток от въздух през изход 9 ИЛИ и дюза 8 преминава в кухина В на мембранния сепаратор 5 и през канал 13 - към управляващия вход 14 на струйния елемент 7. По този начин, при липса на изтичане от контролирания продукт 2, струйният елемент 7 е в стабилно състояние под въздействието на собствената си изходна струя. Ако има теч от продукт 2, налягането се повишава във вътрешната кухина на камера 1. Под въздействието на това налягане мембраната 6 се огъва и блокира дюзата 8. Налягането на въздушната струя на изхода 9 на струйния елемент 7 се увеличава. В същото време струята изчезва на управляващ вход 14 и тъй като струйният елемент ИЛИ - НЕ ИЛИ е моностабилен елемент, той преминава в стабилното си състояние, когато струята излезе през изход 10 НЕ ИЛИ. В този случай усилвателят 11 се задейства и пневматичната лампа 12 сигнализира за изтичане на продукта 2. Същият сигнал може да бъде изпратен към системата за управление на струйното сортиране.

Това устройство е изградено върху елементи на реактивна пневматична автоматизация, което повишава неговата чувствителност. Друго предимство на устройството е неговата простота на дизайн и лекота на конфигуриране. Устройството може да се използва за наблюдение на херметичността на газови фитинги, като се използват методи за компресия при ниско изпитвателно налягане, ако мембранният сепаратор се използва като сензор, свързан директно към продукта, който се наблюдава. В този случай наличието на ненормално изтичане може да се наблюдава чрез отваряне на мембраната и дюзата.

Фигура 1.6? Устройство за проверка на течове

Фигура 1.8 показва устройство, което осигурява автоматизация на контрола на херметичността на пневматично оборудване, например електрически пневматични клапани, т.е. продукти, подобни на газовите фитинги, разгледани в дисертацията.

Тестовият продукт 1 е свързан към източник на налягане 2, електромагнитният байпасен клапан 3 е монтиран между изхода 4 на продукта 1 и изпускателната линия 5. Електромагнитният спирателен вентил 6 с неговия вход 7 е свързан по време на тест към изхода 4 на продукта 1 и изхода 8 към пневматичния вход 9 на преобразувателя 10 на системата за измерване на течове 11, която е направена под формата на термичен разходомер. Система 11 също съдържа вторичен блок 12, свързан към управляващия вход 13 на преобразувателя 10, чийто пневматичен изход 14 е свързан към изпускателната линия 5. Блокът за управление на клапана 15 съдържа мултивибратор 16 и блок за закъснение и генериране на импулси 17 . Единият изход на мултивибратора 16 е свързан към управляващия вход 18 на спирателния вентил 6, а другият - към управляващия вход 19 на вентила 3 и блока 17, който е свързан по време на процеса на управление към задвижването 20 на тестовия продукт 1. Линията за калибриране 21 се състои от регулируема дроселна клапа 22 и спирателен вентил 23. Тя е свързана паралелно към продукт 1 и се използва за конфигуриране на устройството.

Контролът на течовете се извършва по следния начин. Когато блокът за управление на клапана 15 е включен, на изхода на мултивибратора 16 се появява импулс, който отваря клапана 3 и блока за забавяне и генериране на импулси 17. Същият импулс отваря тестовия продукт 1 след зададено време на забавяне чрез прилагане на електрически сигнал от блок 17 към задвижване 20. В този случай тестовият газ се освобождава през клапан 3 в изпускателната линия 5. След време, зададено от мултивибратор 16 , импулсът се отстранява от клапан 3, затваряйки го, и се подава към вход 18 на спирателен вентил 6, отваряйки го. В този случай газът, чието наличие е причинено от изтичане от продукта 1, навлиза в системата за измерване на течове 11 и, преминавайки през нея, генерира електрически сигнал в преобразувателя 10, пропорционален на газовия поток. Този сигнал влиза във вторичния блок 12 на системата за измерване на течове, в който се коригира и се записва количеството газов поток през затворения тестов продукт 1. След времето, зададено от мултивибратора, необходимо на системата за измерване на течове да достигне стационарен режим, цикълът на изпитване се повтаря.

Недостатъците на това устройство включват следното. Устройството е предназначено за контрол на херметичността на газова арматура само от един тип, оборудвана с електромагнитно задвижване. В даден момент се контролира само един продукт, тоест процесът е нископроизводителен.

Фигура 1.8 показва схема на автоматизирано устройство за наблюдение на изтичане на газ по метода на компресия с пневмоакустичен измервателен преобразувател. Устройството се състои от междинни блокове, които осигуряват контрол на големи течове (повече от 1/min) и пневматично-акустичен блок за контрол на малки течове (0,005...1)/min. Пневмоакустичният блок на преобразувателя има две манометрични степени на усилване, състоящи се от микроманометри 1, 2 и акустико-пневматични елементи 3, 4, свързани помежду си чрез разпределителен елемент 5. Резултатите от измерването се записват от вторично устройство 6 на тип EPP-09, свързан към блока чрез разпределител 7. Контролираният продукт 8 е свързан към източника на изпитвателно налягане чрез спирателен кран К4. Устройството работи в непрекъснато-дискретен автоматичен режим, което се осигурява от блок за логическо управление 9 и клапани -. Контролираният продукт 8, използвайки блок 9, се свързва последователно към блоковете и съответно се отварят клапаните и, където се определя предварителната стойност на изтичането на тестов газ. При малка стойност на изтичане (по-малко от 1/min), продуктът се свързва чрез вентил към пневматично-акустичен блок, където окончателно се определя стойността на изтичане, която се записва от вторично устройство 6. Устройството осигурява контрол на изтичане на газ с грешка не повече от ±1,5%. Захранващото налягане и тръбата на елемента - тръба в блока е 1800 Ра.

Това устройство може да се използва за автоматичен контрол на газови арматури с широк диапазон от допустими течове на газ. Недостатъците на устройството са сложността на конструкцията поради големия брой измервателни единици, както и едновременното наблюдение само на един продукт, което значително намалява производителността на процеса.

Фигура 1.8 Автоматизирано устройство за наблюдение на изтичане на газ по метода на компресия.

Устройствата, които осигуряват едновременно тестване на няколко продукта, са обещаващи за наблюдение на херметичността на газовите фитинги. Пример за такива устройства е автоматична машина за наблюдение на плътността на кухи продукти, показана на фигура 1.14. Съдържа рамка 1, монтирана върху стелажи 2 и покрита с корпус 3, както и въртяща се маса 4 със задвижване 5. Въртящата се маса е снабдена с лицева плоча 6, върху която осем слота 7 за продукти 8 са равномерно разположени Слотовете 7 са подвижни и имат изрези 9. Уплътнителните възли 10 са фиксирани върху рамката 1 със стъпка два пъти по-голяма от размера на гнездата 7 на лицевата плоча 6. Всеки уплътнителен блок 10 съдържа пневматичен цилиндър 11 за преместване на продукта 8 от гнездото 7 към уплътнителния възел и обратно, на пръта 12, на който е монтирана скоба 13 с уплътнително уплътнение 14. Освен това уплътнителният възел 10 съдържа глава 15 с уплътнителен елемент 16, който комуникира чрез пневматични канали с устройство за подготовка на въздух 17 и със сензор за изтичане 18, който е мембранен сензор за налягане с електрически контакти. Механизмът за отхвърляне 19 е монтиран на рамката 1 и се състои от въртящ се лост 20 и пневматичен цилиндър 21, чийто прът е шарнирно свързан с лоста 20. Добрите и бракуваните продукти се събират в подходящи контейнери. Машината има система за управление, на дисплей 22 се извежда текуща информация за нейната работа.

Машината работи по следния начин. Контролираният продукт 8 се монтира в позицията за зареждане в слота 7 на лицевата плоча 6 на въртящата се маса 4. Задвижването 5 извършва стъпаловидно завъртане на масата с 1/8 от пълен оборот на определени интервали от време. За да се контролира херметичността чрез задействане на пневматичния цилиндър 11 на един от уплътнителните модули 10, продуктът 8 се повдига в скобата 13 и се притиска към уплътнителния елемент 16 на главата 15. След това се подава изпитвателно налягане от пневматичната система , който след това се отрязва. Падането на налягането в продукта 8 се записва от сензора за течове 18 след определено време за наблюдение, което се задава от стъпката на таблица 4. Таблица за спиране 4 служи като сигнал, позволяващ извършването на съответната операция в позиции I - VIII, докато масата стои. Така, когато масата се завърти на една стъпка, на всяка от нейните позиции се извършва една от следните операции: зареждане на продукта; повдигане на продукта към запечатващия блок; контрол на плътността; спускане на продукта в слота на лицевата плоча; разтоварване на годни продукти; отстраняване на дефектни продукти. Последните стигат до позиция VIII, докато лостът 20 под действието на пръта на пневматичния цилиндър 21 се завърта в пантата и с долния си край преминава през изреза 9 на гнездото 7, отстранявайки продукта 8, който попада в бункерът под собственото си тегло. Полезните продукти се разтоварват по същия начин на позиция VII (устройството за разтоварване не е показано).

Недостатъците на устройството са: необходимостта от повдигане на продукта от лицевата плоча в уплътнителния възел за контрол на херметичността; използване на мембранен преобразувател за налягане с електрически контакти като сензор за теч, който има характеристики с ниска точност в сравнение с други видове сензори за налягане.

Проведените проучвания показват, че един от обещаващите начини за подобряване на манометричния метод за контрол на плътността е комбинираното използване на мостови измервателни вериги и различни преобразуватели от диференциален тип.

Веригата за измерване на пневматичен мост за устройства за наблюдение на течове се основава на два делителя на налягането (фиг. 1.9).

Фиг.1.9

Първият делител на налягането се състои от постоянен дросел fli и регулируем дросел D2. Вторият се състои от постоянен дросел D3 и контролен обект, който също може да се счита за дросел D4. Единият диагонал на моста е свързан към източника на изпитвателно налягане pk и атмосферата, вторият диагонал е измервателният диагонал, към него е свързан PD преобразувателят. За избор на параметрите на елементите и конфигуриране на мостовата верига, състояща се от ламинарни, турбулентни и смесени дросели, се използва следната връзка:

където R1 R2, R3, R4 са съответно хидравличните съпротивления на елементите D1, D2, D3, D4.

Като се вземе предвид тази зависимост, възможността за използване както на балансирани, така и на небалансирани мостови вериги, както и фактът, че хидравличното съпротивление на захранващите канали е малко в сравнение със съпротивлението на дроселите и следователно може да бъде пренебрегнато, тогава въз основа на горната пневматична мостова схема е възможно да се изградят устройства за наблюдение на херметичността на различни обекти. В същото време контролният процес е лесно автоматизиран. Чувствителността на устройството може да се увеличи чрез използване на ненатоварени мостови вериги, т.е. монтирайте преобразуватели с R = в измервателния диагонал. Използвайки формули за газовия поток в подкритичен режим, получаваме зависимости за определяне на налягането в междудроселните камери на ненатоварен мост.

За първия (горен) клон на моста:

за второто (долно) разклонение на моста:

където S1, S2, S3, S4 са площите на напречното сечение на канала на съответния дросел; Pv, Pn - налягане в междудроселната камера на горния и долния клон на моста, pk - изпитвателно налягане.

Разделяйки (2) на (3), получаваме

От зависимостта (4) следват редица предимства на използването на мостова верига в устройства за контрол на херметичността чрез манометричен метод: съотношението на налягането в междудроселните камери не зависи от теста ...

Нека разгледаме схематичните диаграми на устройства, които осигуряват контрол на херметичността по манометричен метод, който може да бъде изграден на базата на пневматични мостове и различни видове преобразуватели на диференциално налягане към електричество и други видове изходни сигнали.

На фиг. Фигура 1.10 показва схема на контролно устройство, в което се използва манометър за диференциално налягане на водата в измервателния диагонал на моста.

Фигура 1.10 Диаграма на контролно устройство с мостов измервателен диагонал - манометър за диференциално налягане на водата

Изпитвателното налягане pk се подава към две линии чрез постоянни дросели. Едната линия - дясната е измервателна, налягането в нея се променя в зависимост от количеството на теча в контролирания обект 4. Втората линия - лявата, осигурява еталонно обратно налягане, чиято стойност се задава от регулируем дросел 2. Като този елемент могат да се използват типични устройства: конус - конус, конус - цилиндър и т.н. И двете линии са свързани към диференциален манометър 5, в който разликата във височините на колоните течност h е мярка за спада на налягането p в линии и в същото време позволява да се прецени количеството на теча, т.к е пропорционален на него:

Процесът на отчитане на показанията на манометъра за диференциално налягане на водата може да бъде автоматизиран чрез използване на фотоелектрични сензори, фиброоптични преобразуватели и оптоелектронни сензори. В този случай водният стълб може да се използва като цилиндрична леща, която фокусира светлинния поток и при липса на вода го разсейва. Освен това, за по-лесно отчитане, водата може да бъде оцветена и да служи като пречка за светлинния поток.

Това устройство осигурява високо прецизно измерване на течове и следователно може да се използва за калибриране на други измервателни уреди и сертифициране на тестови течове.

На фиг. Фигура 1.11 показва устройство за измерване на течове в обект 4, в което в измервателния диагонал на моста се използва струен пропорционален усилвател 5. Изпитвателното налягане pk през постоянни дросели 1 и 3 се подава към линията за обратно налягане и измервателната линия, свързана към съответните контролни входове на усилвателя. Под въздействието на налягането на струята, излизаща от усилвателя, стрелката 6, натоварена с пружина 7, се отклонява.Отклонението на стрелката съответства на количеството на изтичане. Броенето се извършва по градуирана скала 8. Устройството може да бъде оборудвано с двойка затварящи електрически контакти, които се задействат, когато изтичането надвиши допустимата граница. Използването на струен пропорционален усилвател улеснява настройката на устройството към дадено ниво на утечка и повишава точността на управление.

Фигура 1.11 Схема на управляващо устройство със струен пропорционален усилвател

Въпреки това, като се има предвид, че усилвателят има хидравлично съпротивление Ry0, мостовата верига е натоварена, което намалява нейната чувствителност. В този случай, като регулируем дросел за настройка 2, препоръчително е да използвате резервоар с мехурчета 9, пълен с вода и тръба 10, единият край на който е свързан към дросела 1, образувайки с него линия за обратно налягане, а вторият край има изход към атмосферата и е потопен в резервоара. Независимо от стойността на изпитвателното налягане pk в тръба 10, ще се установи налягане pp, което се определя от връзката:

където h е височината на водния стълб, изместен от тръбата.

По този начин регулирането на обратното налягане в мостовата верига се извършва чрез задаване на подходящо h и дълбочина на потапяне на тръбата. Това регулируемо дроселно устройство осигурява висока прецизност при настройване и поддържане на обратното налягане. В допълнение, това е практически безплатно. Въпреки това, управляващите дросели от този тип могат да се използват в схеми, работещи при ниско налягане (до 5-10 kPa) и главно в лабораторни условия.

Използването на мостови вериги с пневмоелектрически мембранни преобразуватели в устройства за наблюдение на течове осигурява тяхната работа в широк диапазон от налягания pk с достатъчна точност. Диаграмата на такова устройство за управление е показана на фиг. 1.12.

Състои се от постоянни дросели 1 и 3, както и регулируем дросел 2. Към измервателния диагонал на моста е свързан мембранен преобразувател 5, като едната му камера е свързана към измервателната линия на моста, а втората към линия за обратно налягане. В началото на процеса на наблюдение на херметичността на обект 4 мембрана b е в покой, балансиран от наляганията в междудроселните камери на моста, което се фиксира чрез затваряне на дясната двойка електрически контакти 7. Ако обектът тече, т.е. когато се появи теч, ще възникне разлика в налягането в камерите на преобразувателя, мембраната ще се огъне и контактите 7 ще се отворят. Ако течът изглежда повече от допустимото, степента на деформация на мембраната ще осигури затварянето на лявата двойка електрически контакти 8, което ще съответства на дефектен продукт.

Фигура 1.12 Схема на управляващо устройство с пневматичен мембранен преобразувател

Връзката между хода на мембраната и разликата в налягането в камерите при липса на твърд център и малка деформация се установява от връзката:

където r е радиусът на мембраната, E е еластичният модул на материала на мембраната,

Дебелина на мембраната

Като се вземат предвид зависимостта и изтичането Y според формулата, зависимостта, можете да изберете структурните елементи и работните параметри на този преобразувател.

В допълнение към електрическите контакти преобразувателите с плоски мембрани могат да се използват заедно с индуктивни, капацитивни, пиезоелектрични, магнитоеластични, пневматични, тензодатчици и други изходни преобразуватели с малки премествания, което е голямото им предимство. В допълнение, предимствата на преобразувателите за налягане с плоски мембрани са структурна простота и високи динамични свойства.

На фиг. Фигура 1.13 показва диаграма на устройство, предназначено да контролира херметичността при ниско и средно изпитвателно налягане.

Фигура 1.13 Диаграма на управляващо устройство с тримембранен усилвател с два входа

Тук в пневматичен мост, състоящ се от постоянни дросели 1 и 3, регулируем дросел 2, сравнителен елемент 5 се използва в измервателния диагонал, направен на двувходов тримембранен усилвател USEPPA тип P2ES.1, сляпата камера A от които е свързан към линията за противоналягане, а сляпата камера B е свързана с измервателната линия. Изходът на сравнителния елемент е свързан към индикатор или пневматично-електрически преобразувател 6. Сравнителният елемент се захранва отделно от моста и при по-високо налягане. С помощта на регулируема дроселна клапа 2 разликата в налягането между измервателната линия и линията за противоналягане се настройва пропорционално на максимално допустимия теч. Ако по време на наблюдение количеството на изтичане през обект 4 е по-малко от допустимото, тогава налягането pi в измервателната линия ще бъде по-високо от обратното налягане pm и няма да има сигнал на изхода на елемента за сравнение. Ако стойността на изтичане надвишава допустимата стойност, тогава налягането в измервателната линия ще стане по-малко от обратното налягане, което ще доведе до превключване на елемента за сравнение и на изхода му ще се появи високо налягане, което ще принуди индикатора или пневмоелектрическото конвертор за работа. Действието на тази схема може да се опише със следните неравенства. За контролни обекти с приемлива стойност на изтичане:

За контролни обекти с изтичане над допустимото:

Това устройство може да се използва в автоматизирани стендове за контрол на херметичността на спирателните кранове. Допълнително предимство е лекотата на изпълнение на дизайна с помощта на стандартни пневматични елементи за автоматизация.

На фиг. Фигура 1.14 показва устройство за измерване и наблюдение на течове в обект 4, в което към измервателния диагонал на моста е свързан диференциален силфонен преобразувател 5. Изпитвателното налягане pk се подава през постоянен дросел 1 към силфон 6 на линията за обратно налягане и през постоянен дросел 3 към маншон 7 на измервателната линия. Стойността на налягането, съответстваща на допустимото изтичане, се задава от регулируема дроселна клапа 2.

Силфони 6 и 7 са свързани помежду си чрез рамка, върху която е монтирана система за индикация, състояща се от стрелка 8 със скала 9 и двойка регулируеми затварящи електрически контакти 10. Устройството е конфигурирано в съответствие със зависимостта:

Фигура 1.14 Диаграма на управляващо устройство с диференциален мембранен преобразувател

Ако възникне теч, налягането p в силфона 7 започва да намалява и той се свива, а духоните 6 ще се разтегнат, т.к. rp остава постоянен, рамката ще започне да се движи и стрелката ще показва количеството на теча. Ако изтичането надвиши допустимата граница, тогава съответното движение на силфона ще затвори електрическите контакти 10, което ще даде сигнал за дефекта на изпитвания обект.

Това устройство може да работи при средно и високо изпитвателно налягане. Може да се използва в автоматизирани стендове за наблюдение на херметичността на спирателни кранове за високо налягане, където се допускат относително високи стойности на течове и се изисква измерване на техните абсолютни стойности.

1. Използването на пневматични мостови вериги във връзка с различни видоведиференциални преобразуватели значително разширява възможностите за използване на манометричния метод за автоматизиране на мониторинга на течове.
2. Автоматизираните устройства за контрол на херметичността, базирани на мостови схеми, могат да бъдат реализирани с помощта на стандартни логически елементи, както и с последователни диференциални сензори, използвани за наблюдение на различни технологични величини, което значително ускорява тяхното създаване и намалява разходите.

Проверка на херметичността на спирателните вентили, монтирани последователно пред горелката, извършва се преди запалване на горелката след прочистванеизход за газ. Процедурата за проверка зависи от степента на автоматизация на горелката и нейната топлинна мощност и се определя от проекта. Тестът се провежда чрез създаване на разлика в налягането от двете страни на вентила и наблюдение на промяната в налягането.

Тест за течовев ръчен режим(фиг. 109). При проверка на херметичността на два спирателни вентила 1,2, монтирани последователно пред горелката, е необходимо да се контролира налягането между тях. За да направите това, пред крана на предпазния тръбопровод 5 е монтиран фитинг, към който е свързан манометърът 4.

Работен ред:

Монтирайте манометър на фитинга (спирателният вентил пред горелката е затворен, а вентилът на предпазния тръбопровод е отворен);

Затворете крана на предпазния тръбопровод и ако монтираният манометър не показва промяна в налягането, тогава първият спирателен кран по газовия поток е запечатан;

При затворени спирателни вентили пред горелката отворете и отново затворете първия по протежение на газовия поток. Манометърът ще покаже налягане на газа, равно на налягането в захранващия газопровод, и ако това налягане не се промени, тогава вторият спирателен вентил по газовия поток и клапанът на предпазния тръбопровод са запечатани. Ако спирателните вентили текат, запалването на горелките е забранено.

Проверката може да се извърши и с помощта на спирателните кранове на изхода, като в този случай е възможно да се проверят както вентилите на самия изход, така и защитния изключващ прекъсвач.

Тест за течовев автоматичен режим .

Пред горелката и на предпазния тръбопровод е монтиран спирателен кран с електрическо задвижване, а вместо манометър има реле за следене на теча (датчик за налягане).

Проверката се извършва подобно на ръчния режим режим(фиг. 109), но с автоматично управление.

Проверка на херметичносттапри инсталиране на двоен електромагнитен вентил и блок за контрол на течовете пред горелката(фиг. 110). Тестът за херметичност се извършва преди всяко пускане на горелката. Ако двойният електромагнитен клапан не е запечатан 1 подаването на газ спира. Когато не работи, и двата електромагнитни клапана са затворени.

Устройство за контрол на течове 2 се състои от: електромагнитен клапан 3 , вътрешна помпа 4 и вграден пресостат (сензор за налягане) 5 , които се поставят последователно на байпаса на първия клапан по протежение на газовия поток.

Преди проверка на херметичността налягането на газа пред двойния електромагнитен вентил съответства на работното налягане ( R роб). В началото на теста електромагнитният клапан 3 отваря и вътрешна помпа 4 създава по-голямо газово налягане ( R con) в контролния участък между магнитните клапани, в сравнение с налягането на газа в изходящия газопровод. Когато се достигне необходимото управляващо налягане, помпата се изключва. Вграденият пресостат следи тестовата зона и ако налягането не се променя, тогава и двата клапана на двойния електромагнитен вентил са запечатани.

Горивните камери и димоотводите на газифицираните инсталации трябва да бъдат вентилирани преди пускане в експлоатация. Времето за вентилация се определя чрез изчисление и се определя от инструкцията, но не по-малко от 10 минути, а за автоматизираните горелки - от програмата за стартиране (запалване).

Преди да пуснете газ в горелката, проверете херметичността на спирателните вентили пред горелката. Спирателният кран на газопровода пред горелката се отваря след запалване на запалителното устройство.

Стартов газ след консервация, ремонт, сезонно спиранекотелно помещение или производство

Пускането на газ след консервация, ремонт, сезонно спиране, както и първоначалното пускане на газ след завършване на монтажните работи се извършва от предприятието собственик или специализирана организация (съгласно договора). Включването на газово оборудване се документира в акт, изготвен с участието на представител на експлоатиращата организация.

Преди да стартирате газ и газови мрежи, е необходимо:

Проверете оборудването;

Проветрете помещението;

Извършва контролно изпитване под налягане на газопроводи;

Отстранете щепсела на газопровода;

Продухване на газопроводи с газ;

Вземете газова проба и се уверете, че прочистването е приключило. Продухването е газоопасна работа и се извършва съгласно разрешение за работа.

Спри секотелно помещение (производство) за консервация (за ремонт, сезонно спиране)

Преди спиране на газова инсталация за ремонт се извършва външен оглед на достъпни места за проверка на техническото състояние и уточняване на обема на работата. Изключването на газовото оборудване се документира в акт, изготвен с участието на представител на експлоатиращата организация.

Оперативна процедура:

Съгласно инструкциите, оборудването се спира (ако е необходимо, хидравлично разбиване);

Газопроводите трябва да бъдат изключени и продухани с въздух. Вътрешният газопровод се изключва чрез монтиране на щепсел на газопровода зад спирателния вентил. Това е газоопасна работа и се извършва съгласно разрешение за работа.

Спирателните вентили на продухващите тръбопроводи трябва да останат в отворено положение след изключване на газопровода.

Когато газоснабдителната система или индивидуалното оборудване, използващо газ, е изключено дълъг периодили за ремонтиПрепоръчително е потребителят да уведоми доставчика поне три дни предварително.

Задвижванията на спирателните вентили са изключени (свалени са предпазителите) и заключени, ключовете за които се предават на смени, а на спирателните вентили са окачени предупредителни знаци.

Извършената работа при изтегляне от резервагазова инсталация

Заключение от резерв на газова инсталация е газоопасна работа и се извършва съгласно разрешение за работа или в съответствие с производствени инструкции. Работата се извършва от екип от работници, състоящ се от най-малко двама души под ръководството на специалист:

· Махам от себе си, събличам мъниче на клона към газова инсталация

· редът на включване на горелките на газовите инсталации зависи от конструкцията на горелките, разположението им върху газовото оборудване, вида на запалителното устройство, наличието и вида на автоматиката за безопасност и управление.

· последователността от действия при запалване на горелки се определя в съответствие с изискванията на производствените инструкции, разработени въз основа на съществуващите стандарти и инструкции.

Въвеждане в експлоатация на газова инсталация (виж Фиг. 96) произведени съгласно писмена заповед на лицето, отговорно за безопасната експлоатация на съоръженията за потребление на газ, в съответствие с производствените инструкции . Персоналът трябва да бъде предупреден предварително от отговорното лице за началния час на работата.

Преди запалване на газов котел трябва да се провери херметичността на спирателните кранове пред горелките в съответствие с действащите инструкции.

Ако има признаци на замърсяване с газ в котелното помещение, не се допуска включването на електрическо оборудване, запалването на котела и използването на открит огън.

Преди стартиране на газта е необходимо:

С помощта на газов анализатор или миризма проверете стаята и се уверете, че няма замърсяване с газ;

Съгласно експлоатационната документация се уверете, че няма забрана за въвеждане в експлоатация;

Проверете положението на спирателните вентили на газопровода към инсталацията: всички клапани, с изключение на клапаните на продухващите тръбопроводи, предпазните тръбопроводи, пред сензорите за измерване и автоматизация, трябва да бъдат затворени;

Уверете се, че оборудването за изгаряне на газово гориво, пещи, газопроводи, въздуховоди, спирателни и контролни устройства, инструменти, арматура, димоотводи и вентилатори е в изправност, както и проверете за наличието на естествена тяга;

Уверете се, че клапаните на празните модули са затворени;

Продухайте газопровода на общия котел (обща работилница), ако първата инсталация е пусната в експлоатация;

Включете димоотвода и вентилатора; преди да включите димоотвода за вентилация на горивната камера и димоотводите, трябва да се уверите, че роторът не докосва корпуса на димоотвода, за който роторът се завърта ръчно;

Газов старт:

Отворете спирателния кран на клона на газопровода към инсталацията; фиксирайте превключвателя за безопасно изключване в отворено положение; отворете автоматичния контролен клапан с 10%; прочистете изхода към инсталацията, вземете газова проба от фитинга на продухващия тръбопровод;

Уверете се, че няма изтичане на газ от газопроводи, газово оборудване и арматура чрез измиване или използване на устройство (детектор за течове);

Проверете с манометър дали налягането на газа отговаря, а при използване на горелки с принудително подаване на въздух допълнително дали налягането на въздуха съответства на зададеното налягане;

Проветрете горивната камера, димоотводите и въздуховодите за 10-15 минути. и регулирайте тягата на котела, който се нагрява, настройвайки вакуума в горната част на пещта на 20-30 татко (2-3 мм вода ул.), а на ниво газови горелки поне 40-50 татко(4-5 мм вода Изкуство.);

Затворете въздушната клапа;

Проверете херметичността на спирателните вентили, монтирани пред горелката;

С помощта на преносим газов анализатор вземете проба въздух от горната част на горивната камера, за да се уверите, че в нея няма газ.

Запалване на газови горелки.

Газовите горелки трябва да се запалват от поне двама оператори.

Ръчно запалванегорелки с принудителен въздух:

Отворете крана на преносимия запалител и запалете газа, който излиза от запалителя;

Когато запалителят работи постоянно, го вкарайте в горивната камера до гърлото на включената основна горелка;

Затворете крана на предпазния тръбопровод;

Отворете първия спирателен вентил по протежение на газовия поток пред горелката и след това бавно отворете втория спирателен вентил по протежение на газовия поток, пускайки газ в горелката;

След като газът се запали, увеличете леко подаването му, за да направите пламъка стабилен;

Отворете леко въздушната клапа;

Чрез увеличаване на подаването на газ, след това на въздух, като същевременно контролирате вакуума в пещта, доведете работата на горелката до минимален режим според режимната карта;

Извадете запалителя от горивната камера и затворете крана пред него;

Стартирайте останалите горелки по същия начин.

Запалването на газова инсталация се извършва в сроковете, посочени в инструкцията.

Защитата и автоматичното управление се пускат в действие съгласно инструкциите.

Информацията за извършената работа се записва в дневник.

Запалване на инжекционни горелкисе произвежда по същия начин, и тъй като Ако няма вентилатор, тогава горивната камера се вентилира без вентилатор. След като газът се запали, отворете въздушната шайба,

регулирайте вакуума в пещта и, като увеличите подаването на газ, докато контролирате вакуума в пещта, доведете работата на горелката до минимален режим според режимната карта.

Запалване на горелки с помощта на ключ за запалване:

Завъртете ключа за управление на газовата инсталация в положение “Запалване”. В този случай запалителят се задейства: релето за време се включва, газовият електромагнитен клапан (SSV) на запалителя се отваря, устройството за запалване се включва (когато пламъкът на запалителя изгасне, електродът за управление на пламъка на запалителя дава импулс за отклонение на трансформатора за високо напрежение);

Ако пилотният пламък е стабилен, затворете клапана на предпазния газопровод и отворете напълно спирателния вентил пред основната горелка.

Кадрови действия при аварии (инциденти) на горелки

Ако пламъкът излезе, скочи или изгасне по време на запалване или по време на процеса на регулиране, е необходимо:

· незабавно спрете подаването на газ към тази(те) горелка(и) и запалителното устройство;

· проветрете горивната камера и димоотводите най-малко 10 минути;

· открийте причината за проблема;

· доклад на отговорното лице;

· след отстраняване на причините за проблемите и проверка на херметичността на спирателния кран пред горелката, по указание на отговорното лице, повторно запалване съгласно инструкциите.

Започнетев работата на блока за хидравлично разбиване (GRU) и запалванепърва горелка

А.Блокът за хидравлично разбиване е пуснат в експлоатация в съответствие с производствената инструкция.

b.Пускането в експлоатация на газова инсталация се извършва в съответствие с производствените инструкции.

V.Преди да запалите първата горелка, кранът на тръбопровода за продухващ газ трябва да бъде отворен.

Върши работаизпълнени приизход на газова инсталация да резервирам

Спирането (виж фиг. 96) на газово оборудване във всички случаи, с изключение на аварийните, се извършва по писмени инструкции на техническия ръководител в съответствие с производствените инструкции. При необходимост се провежда обучение на персонала.

Работен ред:

Превключете режима на работа на горелките на инсталацията на минимум, съгласно режимната карта;

Фиксирайте превключвателя за безопасно изключване в отворено положение;

- За горелки с принудителен въздухза подаване на въздух затворете въздушната клапа пред горелката и след това втория спирателен вентил по протежение на газовия поток по газопровода към горелката и инжекционна горелказатворете втория спирателен вентил към горелката по протежение на газовия поток и след това въздушната шайба;

Визуално проверете дали горенето е спряло;

Затворете управляващия спирателен кран и отворете крана на предпазния тръбопровод;

По същия начин изключете останалите горелки на инсталацията;

Затворете спирателните кранове на изхода към инсталацията;

Отворете линията за продухване и предпазната линия;

Затворете предпазния капак;

Отворете леко въздушната клапа (шайба) и проветрете горивната камера за 10 минути;

Изключете вентилатора (ако има такъв) и димоотвода, затворете въздушната клапа (шайба) и клапата;

Направете запис в дневника.

Спирането на газифицирани котли с автоматично регулиране и безопасност и комплексна автоматизация се извършва в съответствие с производствените инструкции.

10.Поддръжка и ремонт

TR 870. Задължителни изисквания. инсталирани към газоразпределителните мрежи по време на фазата на експлоатация (включително поддръжка и рутинни ремонти)

За да се установи възможността за експлоатация на газопроводи, сгради и конструкции и технологични устройства на газоразпределителните и газовите мрежи след сроковете, посочени в проектната документация, трябва да се извърши тяхната техническа диагностика.

Сроковете за по-нататъшна експлоатация на обекти на техническо регулиране на този технически регламент трябва да бъдат установени въз основа на резултатите техническа диагностика .

Автоматичната система за контрол на течове е проектирана да открива течове в спирателни соленоидни вентили и да предотвратява стартирането на газовата горелка, ако бъдат открити течове. За да проверите вентилите за течове, два спирателни вентила трябва да бъдат монтирани последователно на горелката.

Правилата за безопасност PB 12-529-03 изискват горелките, работещи с природен газ и имащи мощност над 1,2 MW, да бъдат оборудвани с верига за наблюдение на течове. Ако мощността на горелката е неизвестна, тя може да се изчисли чрез количеството поток на природен газ през горелката. При калоричност на природния газ от 35,84 MJ/Nm3, всеки 10 Nm3 обем консумиран природен газ съответства на 0,1 MW мощност на горелката.

Нека разгледаме типичен алгоритъм за работа на машина за контрол на течове, използвайки примера на машината TC 410 от KromSchroder. Автоматичният тестер за течове проверява клапаните V1 и V2 за течове на няколко етапа. И двата клапана се проверяват за течове, но само един от клапаните може да бъде отворен в даден момент. Контролът на налягането, въз основа на резултатите от измерването на който се определя херметичността на клапаните, се извършва от външен регулируем сензор за налягане с нормално отворен контакт. Автоматичният тестер за течове TC 410 може да извърши проверка на вентила преди запалване на горелката или след изключване на горелката.

На първия етап от изпитването клапаните V1 и V2 са затворени, няма газ в интервалното пространство и контактите на датчика за налягане са отворени. Налягането на входния газ е равно на стойността Pe, сензорът за налягане е конфигуриран да работи, когато налягането се повиши до стойност Pz > Pe/2.

Електромагнитната намотка на вентил V1 се захранва със захранващо напрежение от машината за контрол на течовете (обикновено 220V AC). Клапанът се отваря за кратко време, интервалното пространство се запълва с газ при налягане Pe. Сензорът за налягане се задейства, тъй като Pz = Pe >Pe/2.

След това намотката на вентил V1 се изключва, вентил V1 се затваря и създава затворен обем заедно със затворения клапан V2. Автоматичното управление на уплътнението стартира таймер с време на задържане Tw. През това време налягането на газа в затворения обем не трябва да пада под стойността Pe/2. Ако има теч през клапан V2 и налягането на газа падне под нивото Pe/2, машината за контрол на теча генерира сигнал за повреда и блокира запалването на горелката. Ако налягането на газа в затворен обем не е паднало под праговата стойност, тогава спирателният вентил V2 е запечатан и веригата преминава към тестовия клапан V1.

Клапан V2 се отваря за кратко време (TL=2 сек), освобождавайки газ от интервалното пространство. През това време налягането на газа в идеалния случай трябва да падне почти до нула и контактите на сензора за налягане трябва да се отворят.

Клапан V2 се затваря и таймерът Tm стартира. Ако вентилът V1 е спукан, налягането на газа в пространството на интервала ще започне да се увеличава, което ще задейства сензора за налягане и ще генерира сигнал за повреда от машината за наблюдение на теча. Запалването на горелката ще бъде блокирано. Ако сензорът за налягане не работи в рамките на време Tm, това означава, че клапан V1 е запечатан. В този случай се генерира сигнал за готовност “OK” и горелката може да стартира.

Ако поради изисквания за безопасност или технология изпускането на природен газ през горелката по време на теста за течове е забранено, тогава изпускането се извършва към свещта през спомагателен клапан.

Времето Ttest може да се регулира от сервизния персонал. За запечатваща машина TC 410-1 може да варира в рамките на 10...60 секунди, за машина TC 410-10 - 100...600 секунди. Времето за тестване е сумата от времената на изчакване Tw и Tm и времето за прочистване TL. Настройките се правят с помощта на джъмпери. Или като в машината AKG-1 на компанията Proma с цифрови ключове за набиране. Времето за изпитване зависи от входното налягане на газа, обема, който се изпитва, и размера на допустимото изтичане. Изтичане Vut (в l/h) не повече от 0,1% от максимален потокгаз (в Nm3/h) през горелката.

Тестваният обем Vtest се състои от газовите обеми на вентилите, които са дадени в спецификациите на клапаните, и обема на тръбопровода, който ги свързва. Автоматичните устройства за контрол на течове се предлагат както за вграден монтаж, така и за монтиране директно върху спирателни вентили. В този случай има вграден сензор за налягане за измерване на интервалното налягане.

Можете да намерите повече информация в раздела.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано на http://www.allbest.ru

АНОТАЦИЯ

Магистърската теза включва разработване и изследване на автоматизирани системи за изпитване на течове, използващи манометричен метод за спирателно и разпределително газово оборудване.

Извършен е преглед и анализ на методите за контрол на херметичността на спирателно-разпределителните газови съоръжения

Разгледани са основните етапи на проектиране на устройства за контрол на херметичността на спирателната и разпределителната газова арматура. Извършено е моделиране на манометричния метод за контрол на херметичността на газоразпределителните съоръжения.

Разработен е дизайн на стенд за провеждане на тестове за течове на спирателна и разпределителна арматура.

Обяснителната записка съдържа 100 страници, 35 фигури, 3 таблици, 3 приложения, 43 библиографски заглавия.

Графичната част е направена в Power Point и представена на 14 слайда.

Въведение

ГЛАВА 2. Основни етапи на проектиране на устройства за контрол на херметичността на спирателни и разпределителни газови вентили

2.1 Алгоритъм за проектиране на автоматизирано оборудване

за тестване на течове

2.2 Схеми и принципи на работа на устройства за контрол на херметичността по манометричен метод

2.3 Моделиране на манометричния метод за контрол на херметичността на газоразпределителната арматура

ГЛАВА 3. Разработване на дизайн на стенд за проверка на течове на спирателна и разпределителна арматура

3.1 Оформление и технически спецификациистойка

3.2 Принцип на работа на стенда за проверка на херметичност на спирателни и разпределителни газови вентили

3.2.1 Предварително продухване

3.2.2 Скоба - фиксиране на продукта

3.2.2.1 Изчисляване на схемата за затягане, фиксиране и уплътнение на вентила

3.2.2.2 Конструкция на блока за затягане, фиксиране и уплътнение на клапана

3.3.3 Ротация

3.2.4. Позициониране

3.2.5 Тест за течове

3.2.6 Регламент

3.2.7 Разкопчаване - отключване

3.2.8 Управление и дисплей

3.3 Разработване на автоматизиран технологичен процес за проверка на течове

Заключение

Списък на използваната литература

ВЪВЕДЕНИЕ

При производството на оборудване (спирателни кранове, пневматични вентили, кранове и др.), В които работната среда е сгъстен въздух или друг газ, съществуващите стандарти и технически спецификации регулират 100% контрол на параметъра "херметичност". Това се обяснява с факта, че основният възел - работният елемент на такова оборудване е подвижна, трудна за запечатване двойка: макара - корпус; дюза - клапа; сферични, седлови и конусни кранове, както и стационарни уплътнителни елементи, които често работят при условия на високо налягане. Изтичането на това оборудване, т.е. наличието на теч, който надвишава допустимата граница, може да доведе до сериозни аварии, повреди и други негативни резултати при работата на сложното, скъпо оборудване, в което се използва.

Мониторингът на плътността на конструкциите се използва в различни области на науката и технологиите. Широкото разпространение на този вид контрол доведе до разработването на различни методи и средства за контрол с различна чувствителност и области на рационално използване.

Може да се счита, че един от най-актуалните проблеми на настоящето - повишаването на чувствителността на контрола - е решен фундаментално в редица случаи. Създадено е оборудване за откриване на течове, което прави възможно откриването на течове, сравними с междумолекулното разстояние, и регистрирането на течове, граничещи с пропускливостта на материалите.

Проблемът за повишаване на производителността и надеждността на оборудването за откриване на течове, опростяването му и разширяването на оперативните му възможности остава актуален. Трябва да се има предвид, че надеждността на оборудването не определя ясно надеждността на тестовете. От съществено значение е качеството на подготовка на изпитваните обекти, правилен избороборудване, тестови режими и условия на околната среда. Това от своя страна налага необходимостта от решаване на проблеми от методологичен и технологичен характер. По-специално възникват проблеми при разработването на рационални методи за наблюдение на обекти с помощта на няколко метода за откриване на течове, създаване на промишлено спомагателно оборудване, което прави възможно икономичното използване на добре известни методи за наблюдение на течове в производствени условия.

Въпросите на механизацията и автоматизацията при откриване на течове стават все по-важни. В най-добрите примери за оборудване за откриване на течове процесът на наблюдение е почти напълно автоматизиран. Въпреки това са създадени няколко специални устройства, производствени линии и конвейерни инсталации, в които процесите на подготовка, пълнене или прилагане на индикаторни вещества, наблюдение и обективно регистриране на състоянието на плътност на контролирания продукт са механизирани и автоматизирани.

Целта на магистърската теза е разработването и изследването на автоматизирани устройства и системи за управление за проверка на течове на спирателно и разпределително газово оборудване.

Цели на изследването:

Анализ на известни методи за изпитване на херметичност на спирателни и разпределителни газови съоръжения.

Проучване на системи, използвани за проверка на течове на спирателно и разпределително газово оборудване.

Моделиране на параметрите на сензор за налягане, използван при тестване на течове на спирателно и разпределително газово оборудване.

Разработка на стенд за проверка на херметичност на спирателни и разпределителни газови съоръжения.

херметичност на спирателните вентили

ГЛАВА 1. Преглед и анализ на методите за контрол на херметичността на спирателното и разпределителното газово оборудване

1.1 Основни термини и определения

В съответствие с изискванията и препоръките, дадени в научната и техническата литература и нормативната документация за продукти и конструкции, работещи или контролирани при свръхналягане на газ, в това изследване са приети следните термини и определения.

Изтичането е сквозен дефект в стената на продукта или в ставите на неговите елементи, през които може да премине газ.

Поток през изтичане - количеството газ в обемни единици, преминаващо през изтичане за единица време при ефективен спад на налягането. Дебитът през теча в повечето случаи се определя по формулата

където V е вътрешният обем на изпитвания продукт с едно изтичане;

Промяна в налягането на газа (спад на налягането);

t - време за изпитване.

Теч - поток през теч при нормализиран спад на налягането, който се приема за стойност, равна на физическата атмосфера (10,1 MPa).

Течът е общият поток през теч в продукт или конструкция: . Единици - , . Разрешено е течът да се изразява в единици обемен поток - , .

Херметичността е способността или свойството на продукта да не позволява на газа да преминава през стените и ставите на неговите елементи. Херметичността на конструкциите, работещи при свръхналягане, е стойност, пропорционална на обема и обратно пропорционална на изтичането, което съответства на връзката

където е общият вътрешен обем на продукта;

Пълно изтичане.

Физическият смисъл на херметичността е времето, необходимо за промяна на налягането във вътрешния обем на продукта с една единица - s/Pa.

Изпитването за течове - за продукти, работещи под налягане - е вид безразрушителен тест, състоящ се от измерване или оценка на общото изтичане на изпитвано вещество, проникващо през течове, за сравнение с допустимата стойност на изтичане. Извършват се тестове за течове, за да се определи степента на теч на продуктите, както и да се идентифицират отделни течове.

Степента на изтичане е количествена характеристика на херметичността. Характеризира се с газов поток, потребление, спад на налягането за единица време и други подобни величини, намалени до работни условия.

Работно вещество (работна среда) е газът, с който продуктът се запълва по време на работа.

Тествано вещество (индикаторна среда, индикаторно вещество) - газ или друго вещество, предназначено да проникне през течове в продукта по време на изпитване с последващо регистриране чрез визуални, химични или инструментални методи. Тестваното вещество може да бъде един газ или смес от газове, например сгъстен въздух.

Чувствителността на контрола за херметичност е най-малкото изтичане на работната среда, което може да се регистрира при изпитването на продукта с изпитвано вещество.

Контролен (калибриран) поток е устройство, с помощта на което се получава поток от изпитвано вещество, постоянен във времето и известен по големина.

Термините и определенията, пряко свързани с изследването, се разглеждат и обясняват в процеса на представяне на съответния материал.

1.2 Характеристики на наблюдение на херметичността на разпределителните и спирателните газови вентили

Под газовата арматура, разгледана в тази работа, се отнася до устройства, предназначени за използване в различни системи, в които работната среда е газ или смес от газове под налягане (например природен газ, въздух и др.), за извършване на функции за прекъсване, разпределение и др.

Газовите фитинги включват: клапани, разпределители, клапани и други средства за промишлена пневматична автоматизация с високо (до 1,0 MPa) и средно налягане (до 0,2...0,25 MPa), спирателни вентили за битови газови печки, работещи при ниско налягане (до 3000 Pa).

На проверка за херметичност се подлагат както готовите продукти, така и техните компоненти, отделни компоненти и т. н. В зависимост от предназначението на продуктите, условията, при които се експлоатират и конструктивните особености, към тях се предявяват различни изисквания по отношение на тяхната херметичност.

Херметичността на газовата арматура се разбира като нейната способност да не позволява на работната среда, подадена под свръхналягане, да преминава през стените, връзките и уплътненията. В този случай се допуска определено количество изтичане, чийто излишък съответства на изтичането на продукта. Наличието на теч се обяснява с факта, че основният възел - работният елемент на такива устройства е движеща се, трудна за запечатване двойка: макара-корпус, дюза-клапа, сферични, конусообразни или седалкови клапани и др. В допълнение, дизайнът на устройството, като правило, съдържа фиксирани уплътнителни елементи: пръстени, маншети, уплътнения, смазочни материали, чиито дефекти също могат да причинят изтичане. Изтичането на газовата арматура, т.е. наличието на изтичане на работна среда над допустимата граница, може да доведе до сериозни аварии, повреди и други негативни последици в работата на оборудването, в което се използва.

Спирателният вентил (фиг. 1.1) е важен компонент на битовите газови печки. Предназначен е да регулира подаването на природен газ към горелките на печката и да го прекъсва в края на работа. Конструктивно кранът е устройство с въртящ се вентилен елемент 1, монтиран в разделен корпус 2, който има канали за преминаване на газ. Интерфейсът между частите на крана трябва да бъде запечатан, за да се осигури максимална възможна плътност. Уплътнението се извършва със специална графитна смазка - уплътнител, произведена в съответствие с TU 301-04-003-9. Некачественото уплътнение води до изтичане на природен газ по време на работа на печката, което в условията на ограничено пространство в битовите помещения е опасно от експлозия и пожар, освен това се нарушава екологията (човешката среда).

В съответствие с GOST се установяват следните изисквания при изпитване на херметичността на спирателния вентил. Тестовете се провеждат със сгъстен въздух под налягане (15000±20) Pa, тъй като по-високото налягане може да повреди уплътнителната смазка. Изтичането на въздух не трябва да надвишава 70 cm3/h.

1.3 Принципи на проектиране за пневматични и хидравлични тестови операции

Хидравличните (пневматичните) изпитвания като основна форма на контрол на продуктите на спирателната арматура представляват експериментално определяне на количествените и качествени показатели на свойствата на продукта в резултат на въздействието върху него по време на неговата работа, както и по време на моделиране на предметът.

Основата за проектиране на технологичните операции е тяхната класификация, която създава условия за организиране на специализирани работни места, зони и отдели и осигурява възможност за механизиране на отчитането, извличането и съхранението на информация. Фигура 1.2 показва класификацията на пневматичните и хидравличните изпитвания според контролираната характеристика (първи етап) и според метода на изпитване (втори етап). Границите между класификационните групи, представени на фигура 1.2, не са установени веднъж завинаги. В зависимост от задачите, поставени от инженера, проектиращ тестовата експлоатация, те могат да бъдат комбинирани. Поради това е препоръчително да се извърши изпитване на херметичност, като се използва луминисцентен метод и тестове за якост на едно и също оборудване. В случаите, когато предпазните мерки позволяват, хидравличните тестове за течове могат да бъдат заменени с пневматични тестове.

Изборът на метод за изпитване се определя от разходите за провеждането му, необходимата точност на измерване, размера на икономическите щети от пропуснат дефект и други фактори.

Фигура 1.2 - Класификация на пневматични и хидравлични

тестове на контролирани характеристики

Целите на изпитването са различни на различните етапи на проектиране и производство на спирателни кранове. Основните цели на тестовете включват:

а) избор на оптимални дизайнерски и технологични решения при създаване на нови продукти;

б) довършване на продуктите до необходимото ниво на качество;

в) обективна оценка на качеството на продуктите при пускането им в производство и по време на производствения процес;

г) гарантиране на качеството на продуктите по време на международната търговия.

Тестовете служат като ефективно средство за подобряване на качеството, тъй като ни позволяват да идентифицираме:

Дефекти в конструкцията и технологията на производство на спирателната арматура, водещи до неизпълнение на определени функции при работни условия;

Отклонения от избрания проект или възприетата технология;

Скрити дефекти в материалите или структурните елементи, които не могат да бъдат открити чрез съществуващите методи за технически контрол;

Резерви за подобряване на качеството и надеждността на разработения конструкторски и технологичен вариант на продукта.

Въз основа на резултатите от тестването на продуктите в производството, разработчикът определя причините за намаляване на качеството.

Всички спирателни вентили подлежат на хидравлично изпитване след производството им.

Продуктите, чието производство е завършено на мястото на монтажа и транспортирани до мястото на монтаж на части, се подлагат на хидравлично изпитване на мястото на монтажа.

Спирателните вентили, които имат защитно покритие или изолация, се подлагат на хидравлично изпитване преди нанасяне на покритието или изолацията.

Спирателните вентили с външен корпус се подлагат на хидравлично изпитване преди монтажа на корпуса.

Хидравличното изпитване на спирателните вентили, с изключение на лятите, трябва да се извърши с изпитвателно налягане Ppr, MPa, определено по формулата:

където P е проектното налягане на спирателните вентили, MPa (kgf / cm2);

[d20], [dt] - допустими напрежения за материала на спирателния вентил или неговите елементи, съответно, при 200 C и проектна температура, MPa (kgf / cm2).

Хидравличното изпитване на отливките трябва да се извършва с изпитвателно налягане Ppr, MPa, определено по формулата:

Изпитването на отливки е разрешено да се извършва след сглобяване и заваряване в сглобена единица или готов продукт с изпитвателно налягане, прието за продукти със спирателна арматура, при 100% контрол на отливките чрез неразрушителни методи.

При пълнене на изпитвания продукт с вода, въздухът трябва да бъде напълно отстранен от него.

За хидравлично изпитване на спирателни вентили трябва да се използва вода с температура не по-ниска от пет градуса по Целзий и не по-висока от 400 ° С, освен ако в техническите спецификации не е посочена конкретна температурна стойност, разрешена за предотвратяване на крехко счупване.

По споразумение с разработчика на теста може да се използва друга течност вместо вода.

Налягането в продукта, който се изпитва, трябва да се увеличава постепенно. Скоростта на повишаване на налягането трябва да бъде посочена: за изпитване на продукта в производствената организация - в техническата документация, за изпитване на съда по време на работа - в инструкциите за монтаж и експлоатация.

Изпитващото налягане трябва да се контролира от два манометъра от един и същи тип, граница на измерване, идентични класове на точност и стойности на разделението.

Времето за задържане на изпитвания продукт под изпитвателно налягане се определя от разработчика на проекта.

След задържане под изпитвателно налягане, налягането се намалява до проектното налягане, при което се проверяват външната повърхност на изпитвания продукт и всичките му разглобяеми и заварени връзки.

Не се допуска почукване на стените на корпуса, заварени и разглобяеми съединения на изпитвания продукт по време на изпитването.

Счита се, че продуктът е преминал хидравличния тест, ако не бъде открито следното:

Течове, пукнатини, разкъсвания, изпотяване на заварени съединения и върху основния метал;

Течове в разглобяеми връзки;

Видими остатъчни деформации, спад на налягането на манометъра.

Тестваните продукти, при които по време на изпитването са открити дефекти, след отстраняването им се подлагат на повторни хидравлични изпитвания с изпитвателно налягане, установено от тези правила.

Хидравличното изпитване, извършено от производителя, трябва да се извърши на специален стенд за изпитване, който има подходяща ограда и отговаря на изискванията за безопасност и инструкциите за провеждане на хидротестове в съответствие с нормативната документация, одобрена по предписания начин.

Хидравличното изпитване при производството на продукти със спирателна арматура може да бъде заменено с пневматично изпитване, при условие че този продукт се контролира по метод, одобрен от Държавния орган за минно-технически надзор на Русия.

Пневматичните тестове трябва да се извършват в съответствие с инструкции, които осигуряват необходимите мерки за безопасност и са одобрени по предписания начин.

Пневматичното изпитване на спирателните вентили се извършва със сгъстен въздух или инертен газ.

Стойността на изпитвателното налягане се приема равна на стойността на изпитвателното хидравлично налягане. Времето за задържане на съда под изпитвателно налягане се определя от разработчика на проекта. След това налягането в изпитвания продукт трябва да бъде намалено до проектната стойност и продуктът трябва да бъде инспектиран, като се провери плътността на неговите шевове и разглобяеми връзки с помощта на сапунен разтвор или друг метод.

Стойността на изпитвателното налягане и резултатите от изпитването се въвеждат в паспорта на продукта от лицето, което е извършило тези изпитвания.

1.4 Методи и методи за контрол на херметичността

Методът за контрол на течовете се избира въз основа на конструктивните и технологичните характеристики на продукта, техническите и икономически параметри и производствените възможности.

Чувствителността на метода е избрана така, че да е възможно да се открият течове, чиято величина е приблизително с един порядък по-малка от допустимите. Числената стойност на изискванията за херметичност служи като изходен параметър за избор на рационална схема и технически режими за наблюдение на херметичността.

Класификацията на методите и средствата за контрол на плътността е представена под формата на таблица 1.1.

Първата група включва всички методи и средства, които определят изтичането през прекъсване чрез създаване в контролиран обем на свръхналягане на работна среда за изпитване под налягане с и без изпитвателен газ.

Втората група обединява многобройни методи и устройства, които определят херметичността директно в контролирания обект или във вакуумната камера, в която е поставен тестваният продукт, като регистрират промените в предварително създаден, добре дефиниран вакуум, който възниква поради проникването на тестов газ в изпуснатия обем (втора група).

Тези групи включват две подгрупи. Първият включва всички методи и средства, при които чист въздух, въздух, смесен с тестов газ, или въздух, смесен с различни радиоактивни изотопи, се използват като работна среда за изпитване под налягане.

Второ, методи и устройства, при които течен компонент, включително втечнен газ, се използва за определяне на местоположението на прекъсване. По-нататъшното разделяне се извършва в зависимост от технологията за определяне на прекъсването.

Таблица 1.1 Класификация на методите и средствата за контрол на течовете

Първа група
	Газирана каша
		Без използване на електрически уреди	Използване на електрически устройства
Сапунена емулсия; еластични филми	По показания фотоелектронни сензори	Изпотяване на течности	Индикатор Оптико-акустичен
Гмуркане във вода и гледане на мехурчетата	Чрез промяна на топлопроводимостта при контакт с изпитвателен газ	Промяна в цвета на индикаторната маса	Фотоволтаични луминесцентни
Промяна на цвета на индикаторната маса		Промяна на формата еластична пластмаса	Ултравиолетов източник
Втора група
Газовъздушна смес с маркиран газ	Газирана каша
Без използване на електрически уреди	Използване на електрически устройства	Без използване на електрически уреди	Използване на електрически устройства
Кипяща течност (индикатор)	Електронни сензори чувствителен към следи от газ	Инфрачервена връзка оптоакустичен	Регистрация на течни пари
Измерване на диференциално налягане инструментално	Според показанията на брояча тип Мюлер-Гайгер	Диференциален манометър	Показания на брояча на Мюлер-Гайгер
Бароаквариум, еластични маси	Масспектрометричен сензор	Йонизационен манометър	Сензор за пламъчна йонизация

Таблица 1.2 - Пневматични методи и средства за контрол на течове
Класификация на устройства за наблюдение на течове, използващи свръхналягане на смеси газ-въздух
класификация-		Газово-въздушни смеси
	Прекомерно налягане	Атмосферно налягане	С фреон	С амоняк		С азотен оксид	С аргон	С радиоизотопи
Според технологията на подготовка на продукта за проверка	а) Приложение сапунена емулсия на контролирана повърхност b) Потапяне на продукта в течност	Потапяне на контролирания продукт в загрята течност; евакуация на обема над течността	Създаване на свръхналягане на сместа газ-въздух в контролиран
			Непрекъснато селекция газ-въздух смеси от контролирана повърхност	Приложение към Контролирана повърхност индикатор	Непрекъснато вземане на проби от повърхността
Според метода на индикация и запис на течове	Визуално (чрез образуване на въздушни мехурчета)	Според показанията на електронен сензор, чувствителен към тестов газ	Визуално (чрез промяна на цвета на осъдената маса)	Според показанията на електронни сензори за чувствителност за тестване на газове
По чувствителност, lhmkm/s		1·10-2 - 1·10-3
Област на приложение	Неподходящи части и възли	Малки предмети	Горивни отделения, системни резервоари	Резервоари за гориво, отделения на всички системи, изработени от неръждаема стомана	Горивни отделения на всички системи	Горивни отделения на всички системи	Приложи	Автоматичен контрол на репликата продукти с малък размер
Според състоянието на развитие и внедряване в индустрията	Внедрени във всички серийни заводи	Внедрено за тестване на ограничени обеми	Започна внедряването в серийни заводи;	Използва се в много серийни и пилотни заводи	Сериен детектор за течове производство, рядко използвани	Произведена е пилотна партида детектори за течове

Таблица 1.3 - Класификация на контрола на течове означава използване на излишък

налягане на различни течности.

Класификация	Вода с хром		Керосин с фосфор	Хидравлични смеси с фосфор	Обезсолена вода с лунофор	Алкохол с фосфор	Газирана течност с азотен оксид	Газирана течност с тестов газ за газолуминесценция
Съгласно технологията на подготовка на продукта за изпитване за течове	Подготовка на контролираната повърхност в съответствие с GOST 1.41182 - 71. Създаване на свръхналягане в изпитвания обект
	Тебеширено покритие	Облъчване на контролираната повърхност с ултравиолетова светлина	Вземане на проби газ-въздух	облъчване Контролирана повърхност ултравиолетова светлина
По метод на индикация	Визуално (чрез промяна на цвета на тебеширеното покритие)	Визуално (чрез блясъка на фосфора в прекъсването)	Като се използва акустичен сензор детектор за течове	Визуално чрез блясъка на индикатора на места, където течност или газ излизат през прекъсвания
Според чувствителността,							1·10-3 - 1·10-4
Област на приложение	Безотговорно крайна единица	На продукти, при които използването на други течности е приемливо	За хидравлични смеси	За гориво едрогабаритни продукти с едновременно проверка сила		За едновременна проверка на здравината и херметичността на горивните резервоари, отделения и системи
Според състоянието на развитие и внедряване в индустрията	Използва се в индустриални фабрики	Извършено е пилотно внедряване	Не е изпълнено	Проведено изпълнение	Не е изпълнено	Планирано внедряване в индустриални фабрики	Индикаторните маси са в процес на разработка

За наблюдение на херметичността на домакинските газови уреди най-обещаващата група методи за компресия е. Компресионните методи за изпитване на течове се основават на записване на параметрите на индикаторната течност и газове, проникващи под налягане в дефектите на контролирания обект.

С хидростатичния метод течността се излива в изпитвания обект и се създава свръхналягане. След определен период от време се извършва проверка или се нанася филтърна хартия върху повърхността на тестваната връзка. Херметичността на обекта се оценява в зависимост от наличието или отсъствието на капки течност върху контролираната повърхност или петна върху филтърна хартия, използвана като индикатор. Количеството на изтичане Y, MPa/s се определя от количеството на изтеклата течност и времето на нейното събиране по формулата:

където VZh е обемът на изтеклата течност, m3;

Време за наблюдение, s.

За удобство при индикация на течове, в някои случаи върху външната повърхност на контролирания обект предварително се нанася тебеширено покритие с дебелина 40 - 60 микрона. За покритие пригответе кремообразен воден разтвор на креда и го нанесете с помощта на твърда четка за коса или друг метод на тънък равномерен слой върху повърхността и изсушете. Необходими са приблизително 0,3 литра тебеширено покритие на m2 от повърхността, която се тества.

Течните петна, особено от масло и керосин, са по-видими върху филтърна хартия и креда. Освен това е удобно да се определи обемът на изтеклата течност чрез претегляне на филтърната хартия преди и след събиране на изтеклата течност, като се използва формулата:

където m2 и m1 са съответно масата на хартията преди и след събиране на течност, kg;

Плътност на течността, s.

Чувствителността на хидростатичния метод при едно и също налягане зависи от времето, през което изпитваният обект се държи под налягане.

Зависимостта на чувствителността на метода за хидростатично изпитване от времето на експозиция и диаметъра на масленото петно е представена на фигура 1.2.

Чувствителността на контрола се увеличава с увеличаване на времето на експозиция до 10-15 минути. По-нататъшното увеличаване на времето на експозиция е неподходящо, тъй като не води до забележимо повишаване на чувствителността. Чувствителността на хидростатичния метод до голяма степен зависи от чистотата на индикаторната течност. Механичните примеси запушват каналите на течове и са центрове за образуване на слоеве на заличаване, намаляващи лумена на канала. Разтворимите примеси увеличават вискозитета на тестовия флуид, което спомага за намаляване на потока. Особено влияние оказват повърхностноактивните вещества - компоненти на смазочни материали, използвани при монтажа на хидрогазови системи, измити с керосин по време на контрола. Ако те присъстват в керосина, потокът през сравнително малък теч може да спре. Използването на замърсени индикаторни течности може да доведе до наличие на скрити течове, които не са открити по време на контролния процес, които могат да се проявят като значителни течове под въздействието на експлоатационни фактори.

Типична грешка при метода за хидростатичен контрол е погрешното приемане на петна върху тебеширеното покритие или филтърната хартия, произтичащи от лубриканта, изпъкнал от връзките, използвани по време на монтажа на системата, като дефект. Следователно, преди проверка, всички връзки трябва да бъдат почистени отвън от следи от смазка.

Фигура 1.3 - Зависимост на чувствителността D на метода за хидростатично изпитване от времето на експозиция c и диаметъра на масленото петно d, mm

При метода на пневматично изпитване контролираният обект се запълва с въздух или азот под свръхналягане, определено в техническите спецификации. Върху външната повърхност на предмета се нанася индикаторно вещество. Ако има течове, индикаторният газ прониква през тях, образувайки мехурчета в трасиращото вещество. С тях се прави качествена оценка на херметичността на обекта. Качествената оценка на общата херметичност се извършва чрез измерване на спада на налягането за определен период от време, последвано от преизчисляване към стойността на утечка Y, MPa/s, определена по формулата:

където V е контролираният обем с няколко течове, m3;

Промяна в стойността на налягането, MPa;

Време за измерване на пад на налягането, s.

Като индикаторни вещества се използват пенести емулсии или маси на основата на глицерин. Компонентите на масата трябва да бъдат добре смесени и разбити с помощта на миксер тип инсталация непосредствено преди нанасяне и на всеки час по време на процеса на нанасяне. Глицеринова маса може да се използва за контрол при температури на околната среда от 233 до 3O3 K.

Трябва да се има предвид, че времето за наблюдение не трябва да надвишава 5 минути, тъй като след това време сапуненият филм започва да изсъхва, губи еластичните си свойства и образува кухини в някои области.

Проверката на глицериновата маса, за да се идентифицират газови мехурчета, отоци и кратери по време на контрола, се извършва два пъти: първият път след 3-5 минути след нанасянето, вторият път след 20-30 минути.

Зависимостта на чувствителността на пневматичния метод от времето на наблюдение на състоянието на емулсията на пяната и диаметъра на мехурчетата е представена на фигура 1.4.

1 - диаметър 2 mm; втори диаметър - 1 мм

Фигура 1.4 - Зависимост на чувствителността - D на пневматичния метод от времето на наблюдение на състоянието на емулсията на пяната и диаметъра на мехурчетата

При пневмохидравличния метод се създава излишък от въздух или азотно налягане в изпитваната структура и тя се потапя във вана с течност. Дълбочината на потапяне във вода е 3-5 мм.

Течовете се обозначават чрез честотата и диаметъра на газовите мехурчета, появяващи се на местата на течове.

За да се получи чиста, бистра вода, към нея се добавя алуминиева стипца в размер на 500 g стипца на 3 m3 вода. След щателно смесване и накисване за един или един и половина дни, водата е готова за употреба.

Стойността на изтичане Y, MPa mm/s се определя приблизително по формулата:

където do е диаметърът на мехурчето в момента на отделяне, mm;

Време преди отделяне на мехурчето, s;

Промяна в стойността на налягането, MPa.

Времето за наблюдение на отделно мехурче не трябва да надвишава 30 минути.

Ако мехурчетата се появяват често, препоръчително е да преброите броя им за определен период от време, изразен по формулата:

където n е броят на мехурчетата.

Тогава стойността на изтичане се определя приблизително по формулата:

С увеличаване на времето на експозиция чувствителността на метода рязко се увеличава. По този начин, чрез увеличаване на времето за тестване от три на 30 минути, чувствителността се увеличава 10 пъти. Следователно, в зависимост от необходимата херметичност при използване на пневмохидравличен метод, е необходимо да се посочи времето, през което трябва да се извърши контрол на херметичността. Зависимостта на чувствителността на пневмохидравличния метод от времето за изпитване и диаметъра на мехурчето е представена на фигура 1.5.

1- диаметър 1 мм; 2 - диаметър 1,5 mm; 8 - диаметър 2 mm; 4 - диаметър 3 мм.

Фигура 1.5 - Зависимост на чувствителността - D на пневмохидравличния метод от времето t на изпитване и диаметъра на мехурчето

При наблюдение трябва да се има предвид, че на повърхността на наблюдаваната структура могат да се появят въздушни мехурчета поради разликата в температурата между повърхността на конструкцията и течността или могат да бъдат пренесени заедно с тестовия обект. Тези мехурчета трябва да бъдат премахнати.

Халогенни детектори за течове (GTI-2, GTI-3) могат да се използват за проверка на херметичността на критичните връзки. Методът включва пълнене на контролирани обекти или тръбопроводи с тестов газ под изпитвателно налягане. Течовете се определят с помощта на детектор за течове, оборудван със стрелка или друга вторична аларма. Течдетекторът има сензор, състоящ се от диод с платинени електроди, нагрят до температура 800 - 900°C. Броят на положителните йони, излъчени от нагрята платинена нишка, се записва със стрелка. Когато във въздуха има газове, съдържащи халогени, има рязко увеличаване на йонната емисия. Като тестови газове, съдържащи халогени, се използват фреон-12 или фреон-22 с налягане на наситените пари в зависимост от температурата от 2 до 15 105 N/m2. Свръхналягането на изпитвателните газове трябва да бъде с 5 104 N/m2 по-ниско от налягането на наситените пари при съответната температура. Съдържанието на фреон в газовата смес трябва да бъде най-малко 10%. Инсталацията за пневматично изпитване по метода на халогенния течдетектор включва халогенни детектори за течове GTI-2 или GTI-3, предпазен клапан, манометри за измерване на налягането на фреон и газови смеси, сонда за течове, система за затваряне клапани и вторични индикаторни устройства. Откриването на течове става чрез бавно преместване на течдетектора през тестовата зона, наблюдение на устройството и слушане на нивото на звуковите сигнали. Отклонението на стрелката на показващото устройство и увеличаването на честотата на звука показват наличието на теч.

Откриването на течове чрез акумулационен и масспектрометричен метод се извършва с помощта на хелиеви течдетектори PTI-6 и PTI-7. Работата на тези устройства се основава на способността им да откриват наличието на хелий в тестовия обект. Инсталацията за проверка на течове по този метод включва детектор за течове тип PTI-6, дистанционно устройство VPU-1, вакуумни маркучи, манометри за измерване на налягането на хелиеви и газови смеси, сонда, механична вакуумна помпа, предпазен клапан и клапанна система. Тестовият газ се засмуква от сондата през неплътни връзки в детектора за течове, чието отклонение на стрелката и промяна в честотата на звуковите сигнали показват наличие на теч в изследваната зона. Методът на натрупване се основава на проникването на газ от тестовия обем в затворена камера, създадена около този обем, последвано от откриване (регистриране) на тестовия газ от детектори за течове. Запечатаната камера може да бъде метална, пластмасова или платнена обвивка с устройства за свързване на детектори за течове. Методът на натрупване може да се използва за намиране на течове по време на работа на връзки, които са недостъпни за директно тестване не само с хелиеви детектори за течове, но и с други газови анализатори с устройства за дистанционно предаване на сигнали.

Методът за проверка на херметичността с индикаторна маса е да се нанесе маса, съдържаща вещество, чувствително към амоняк, отвън към тестовата зона и да се подаде в нея. тестван обем въздушно-амонячна смес. При понижено налягане индикаторната маса променя цвета си. Оборудването за проверка на херметичността на индикаторната маса включва пулверизатор за нанасяне на масата, цилиндър с амоняк, манометри, вентилна система и еталон за течове, със съответното оцветяване на индикаторната маса.

Сигналните методи за наблюдение на херметичността се основават на получаване на електрически сигнал или сигнал от газоанализатори към панела за наблюдение от сензори, които се задействат при директен контакт с течност, проникваща през уплътнението, или от сигнали, чувствителни към изпарения на анализаторни течности.

1.5 Автоматизиране на проверката за течове

Фигура 1.6? Устройство за проверка на течове

Фигура 1.8 Автоматизирано устройство за наблюдение на изтичане на газ по метода на компресия.

Фиг. 1.9 Пневматична мостова измервателна верига, изградена върху два делителя на налягането

където R1 R2, R3, R4 са съответно хидравличните съпротивления на елементите D1, D2, D3, D4.

За първия (горен) клон на моста:

за второто (долно) разклонение на моста:

Разделяйки (2) на (3), получаваме

От зависимостта (4) следват редица предимства на използването на мостова верига в устройства за наблюдение на херметичността чрез манометричен метод: съотношението на налягането в междудроселните камери не зависи от изпитвателното налягане, което позволява недвусмислено определяне на количество изтичане; Няма изискване за прекъсване на обекта от източника на изпитвателно налягане по време на контролния процес. Като се има предвид, че стойността S4 се определя от общата площ на дефектите (течове) в контролирания обект и следователно е свързана с количеството на общото изтичане, тогава чрез използване на регулируем дросел като D2 и избиране на необходимия S2, това е възможно да се създаде постоянен спад на налягането през дросела D1 и по този начин да се конфигурира веригата за измерване или контрол на различни нива на изтичане, т.е. значително разширява обхвата на приложение на манометричния метод за контрол на течовете.

...

Подобни документи

Етапи на развитие на автоматизацията на производството. История на създаването и усъвършенстването на средствата за измерване и контрол. Концепция и блокова схема на системи за автоматично управление, техните компоненти. Характеристики и области на използване на микропроцесорни устройства.

курсова работа, добавена на 09.01.2013 г

Принципи и критерии за проектиране на химически реактори. Същността на индустриалния процес на каталитична хидродепарафинизация. Основни реакции на хидрогениране на въглеводороди, принципи на хидротретиране. Изчисляване на реактори за хидропарафиниране на дизелово гориво.

курсова работа, добавена на 08/02/2015

Понятие, класификация и същност на безразрушителния контрол, неговото използване, физически принципи и технически средства. Основни елементи на автоматичните устройства. Принципи и методи за ултразвукова дефектоскопия, безопасност и екологичност на проекта.

дисертация, добавена на 25.07.2011 г

Разрушителни методи за изпитване за получаване на необходимите характеристики на заварено съединение. Тестване на проби чрез статично напрежение. Микроструктурен анализ с помощта на специални микроскопи. Възможности за пневматични и видове хидравлични изпитания.

тест, добавен на 28.01.2010 г

Състав на технически устройства за GPS контрол, общи средства за пряк контрол с висока точност на детайли, части и инструменти. Модули за наблюдение на части извън машината. Характеристики и възможности на координатно-измервателна машина КИМ-600.

резюме, добавено на 22.05.2010 г

Температура и температурни скали. Технически електроконтактни термометри. Блокови схеми на стабилизирани захранвания. Разработване и описание на работата на измервателния канал на микропроцесорна система за измерване и контрол на температурата.

дисертация, добавена на 30.06.2012 г

Видове суровини, използвани за производството на порцеланови плочки. Функции и задачи на отдела за управление на качеството на продуктите, отдела за технически контрол и фабричната лаборатория. Контролирани параметри на входния контрол. Характеристики на контрола на готовата продукция.

курсова работа, добавена на 21.03.2012 г

Създаване на схема на парен котел тип PK-41: система за подаване на гориво и технологични параметри. Анализ на произвежданите уреди за измерване на температура и налягане. Разработване на система за автоматичен контрол и сигнализация. Изчисляване на грешките при измерване.

дисертация, добавена на 09.05.2014 г

Изисквания към CAD, принципи на неговото развитие. Етапи и процедури на проектиране на летателни апарати. Необходимостта и проблемите на разграждането на конструкцията на самолета в процеса на неговото компютърно проектиране. Проблеми на моделирането и видове модели за проектиране на самолети.

резюме, добавено на 08/06/2010

Характеристики на безмашинния дизайн. Основи на проектирането на топилни отделения на леярни. Автоматизирани системи за проектиране на съседни обекти. Методи и алгоритми за избор и разполагане на обекти при проектиране; конфигурации на връзката.

Автореферат на дисертацията по темата "Автоматизация на контрола на херметичността на газовата арматура на базата на манометричния метод за изпитване"

Като ръкопис

Барабанов Виктор Генадиевич

АВТОМАТИЗАЦИЯ НА КОНТРОЛ НА ХЕРМЕТИЧНОСТТА НА ГАЗОВАТА АРМАТУРА ВЪЗ МАНОМЕТРИЧЕН МЕТОД ЗА ИЗПИТВАНЕ

Специалност 05 13 06 - Автоматизация и управление на технологични

процеси и производство (индустрия)

дипломни работи за конкурс научна степенкандидат на техническите науки

Волгоград - 2005г

Работата е извършена във Волгоградския държавен технически университет.

Научен ръководител - д.т.н., проф

Сердобиндев Юрий Павлович.

Официални опоненти: д-р на техническите науки, проф

Чаплыгин Едуард Иванович.

Кандидат на техническите науки, доцент Владимир Алексеевич Ярмак.

Водеща организация - FSUE Централно конструкторско бюро "ТИТАН", Волгоград

Изказваме специални благодарности на доктора на техническите науки, професор 1 Диперштейн Михаил Борисович! за съдействие при попълване на дисертационния труд.

Защитата ще се проведе на "2.?" Юни_2005 г. на заседание на дисертационния съвет K 212.028 02 във Волгоградския държавен технически университет на адрес: 400131, Волгоград, проспект Ленин, 28.

Дисертацията може да се намери в библиотеката на Волгоградския държавен технически университет.

Научен секретар на дисертационния съвет ^^ „Биков Ю. М.

1 и ОБЩА ХАРАКТЕРИСТИКА НА ТРУДА

Уместност на темата. IN промишлено производствоспирателни, разпределителни, превключващи газови арматури, съществуващата нормативна и техническа документация за тяхното приемане регламентира 100% контрол на параметъра "херметичност" По време на експлоатацията на редица конструкции на газови арматури се допуска известно изтичане на работна среда , превишаването на което се счита за изтичане на продукта.Изключването на дефекти по време на приемния контрол на газовата арматура повишава надеждността, безопасността и екологичността на цялото оборудване, в което се използва.

развитие съвременна теорияи практиката на контрол на херметичността са посветени на проучванията на Зажигин А. С., Запуни А. И., Ланис В. А., Левина Л. Е., Лемберски В. Б., Рогал В. Ф., Сажина С. Г., Трушченко А. А., Фадеева М. А., Фелдмана Л. С. Анализ на научни, технически и патентната литература показаха, че са разработени девет метода и над сто автоматизирани контролни устройства за тестване на херметичността на продукти, използвайки само газообразна тестова среда. Въпреки това информацията за автоматизацията на контрола на херметичността на газовия клапан е отразена главно в патентни материали. В научната и техническата литература обаче няма данни за тяхното изследване. Това се обяснява с факта, че има значителни проблеми и ограничения при разработването и внедряването на средства за контрол на херметичността на газовата арматура. Повечето високопрецизни методи и средства за контрол могат и са икономически целесъобразни да се използват само при единично или малко производство на големи продукти, при които трябва да се осигури пълна херметичност. Газовите арматури, например, пневматичното оборудване за автоматизация, спирателните вентили за битови печки, обикновено са малки и в тях е разрешено изтичане на работна среда, а обемът на производството му не е по-малък от серийното производство. В същото време наблюдението на херметичността на газовите фитинги е трудоемък, отнемащ време и сложен процес, така че изборът на метод за тестването му за херметичност се определя от възможността за създаване на високопроизводителна, автоматизирана проверка и скрининг оборудване, базирано на него.

Въз основа на анализ на основните характеристики на методите за изпитване на херметичност на газ беше направено заключение за перспективите за използване на метода за сравнение и метода на компресия, които прилагат манометричния метод за изпитване, за автоматизиране на контрола на херметичността на газовите фитинги. В научната и техническата литература на тези методи е обърнато малко внимание поради относително ниската чувствителност на манометричния метод за изпитване, но се отбелязва, че той е най-лесно автоматизиран. В същото време няма методи за изчисление и препоръки за избор на параметри на устройства за наблюдение на течове, направени с помощта на метод за сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане, което е най-съвместимо с работата на газови фитинги при постоянно налягане. В тази връзка, обработката и изследването на средства за контрол на херметичността на газови вентили ^4g"^IP"ZHNTSh! на базата на високопроизводително, автоматично уплътняване и управление

оборудването за сортиране е неотложен научен и практически проблем. Актуалността на работата се потвърждава от нейното изпълнение в рамките на научноизследователска работа № 35-53/302-99 от държавния бюджет „Изследване на процесите на автоматично наблюдение и управление на сложни нелинейни системи“.

Цел на работата. Разработване и изследване на средства за контрол на херметичността на газовите фитинги, за които е разрешено известно изтичане на работната среда, и създаването на тази основа на високопроизводителни, автоматизирани контролни и сортиращи устройства, както и разработването на препоръки за тяхното изчисляване и проектиране.

За постигането на тази цел бяха решени следните задачи:

1. Определете математически модели за избраните методи за прилагане на манометричния метод за изпитване на течове, което ще ни позволи да установим и проучим зависимостите за основните параметри на веригите, съответстващи на тези методи за изпитване, и да идентифицираме най-обещаващия метод за създаване на негова основа средства за контрол на херметичността на газовата арматура.

2. Провеждане на теоретично изследване на времевите характеристики на схемите за контрол на плътността за метода на компресия с прекъсване на изпитвателното налягане и метода за сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане, което ще позволи да се идентифицират начини за намаляване на продължителността на контрола.

3. Да разработим експериментална настройка и прототипи, които ще ни позволят да изследваме точността, статичните и динамичните характеристики на устройствата за наблюдение на течове.

5. Да се разработят стандартни схеми и проекти, които осигуряват автоматизация на контрола на херметичността на газовата арматура с помощта на манометричен метод, както и алгоритми за автоматизирано изчисляване на техните работни параметри и конструктивни елементи.

Изследователски методи. Теоретичните изследвания бяха проведени на базата на законите на газовата динамика, методите на изчислителната математика с помощта на съвременни изчислителни средства. Експерименталните изследвания бяха проведени чрез статистическа обработка на резултатите от измерванията и вероятностни изчисления.

Научна новост:

Предлагат се математически изрази, които установяват зависимостта на времето за контрол на херметичността чрез сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане от стойността на това налягане, стойността на контролираното изтичане, конструктивните параметри на еталонните и измервателните линии на контролното устройство при различни газодинамични режими на неговата работа.

Получени са аналитични зависимости на измервателното налягане от стойността на контролираното изтичане, чувствителността на контрола на херметичността чрез сравнение със стойността на изпитвателното налягане и изтичане при различни условия на газовия поток на входните дросели на линиите на контролното устройство.

Практическа стойност:

Разработен е дизайн на сензор за херметичност с подобрени експлоатационни характеристики за автоматизиране на манометричния метод за изпитване, защитен с RF патент № 2156967, и метод за неговото изчисляване

Разработени са проекти за автоматизиран многопозиционен стенд за изпитване на течове, използвайки сравнителен метод с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане и неговите основни устройства, защитени с RF патенти № 2141634, № 2194259; Предложени са изчислителни методи и препоръки за избор на работните параметри на тези конструкции.

Предложени са алгоритми за автоматизиран избор и изчисляване на параметрите на устройства, предназначени за автоматизирано наблюдение на херметичността, използвайки манометричния метод за изпитване.

За защита се представят:

Времеви характеристики на веригата за контрол на херметичността в сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане и резултатите от тяхното теоретично и експериментално изследване.

Резултатите от теоретично изследване на влиянието на стойността на изпитвателното налягане, стойността на изтичане върху чувствителността на контрола на течовете, използвайки метода за сравнение и сравнителна оценка на чувствителността на този метод с чувствителността на метода на компресия за контрол на течовете.

Резултати от изследванията на статичните, динамичните и точностните характеристики на устройството за наблюдение на течовете чрез сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане.

Математически модел на физическите процеси, протичащи в сензора за херметичност по време на манометричния метод за изпитване и метода за неговото изчисляване

Нови конструкции на автоматизиран многопозиционен тестов стенд за изпитване на течове, сензор за течове с подобрени експлоатационни характеристики, осигуряващ автоматизация на тестването на течове по манометричен метод за изпитване.

Апробация на работата. Основните резултати от дисертационния труд бяха докладвани и обсъдени на IV международна научно-техническа конференция "Инженерство и технология на машинния монтаж" (Жешов, Полша).

2001), на Всеруската конференция с международно участие "Прогресивни технически процеси в машиностроенето" (Толиати, 2002), на VI традиционна научно-техническа конференция на страните от ОНД "Процеси и оборудване на екологичното производство" (Волгоград, 2002). ), на Международната конференция "Актуални проблеми на дизайна и технологичната поддръжка на машиностроителното производство" (Волгоград, 2003 г.), на Междурегионалната научно-техническа конференция "Прогресивни технологии и средства за автоматизация в промишлеността" (Волгоград, 1999 г.), на конференции млади учени от Волгоградска област (Волгоград, 1997-2004), на годишните научни конференции на Волгоградския държавен технически университет (1997-2005).

Публикация. Основните материали на дисертацията са публикувани в 21 публикации, включително 3 патента на Руската федерация.

Натовареност. Дисертационният труд е представен на 158 страници машинописен текст, илюстриран с 44 фигури, 7 таблици и се състои от увод, 4 глави, общи заключения, списък с използвана литература от 101 заглавия и 2 приложения на 18 страници.

Във въведението се обосновава актуалността на работата и накратко се очертава нейното съдържание.

Първата глава предоставя основните термини и определения, използвани в изследването. Отбелязва се, че контролът на херметичността на газови фитинги, работещи под налягане, е вид безразрушителен тест, състоящ се от измерване или оценка на общото изтичане на изпитвано вещество, проникващо през течове, за сравнение с допустимата стойност на теч. В това изследване обектите на изпитване включват промишлено пневматично автоматизирано оборудване, работещо под налягане до 1,0 MPa, и спирателни вентили за битови газови печки, работещи при налягане до 3000 Pa. Разгледани са характеристиките на контрола на херметичността на газовите фитинги. Въз основа на преглед на научна, техническа и патентна литература е предложена класификация на методите за изпитване на изтичане на газ и средствата за тяхното прилагане. Предоставени са прегледи и анализи на известни конструкции на сензори, автоматизирани системи и устройства за наблюдение на течове, което позволи да се направи заключение за предимствата и перспективите на използването на манометричния метод за изпитване за създаване на автоматични системи за управление на газови арматури.

Въз основа на изложеното се формулират целта и задачите на теоретичното и експерименталното изследване.

Втората глава разглежда въпроси, свързани с теоретичното изследване на времевите зависимости и оценката на чувствителността при наблюдение на херметичността, използвайки метода на сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане.

Определят се възможните режими на протичане през уплътненията при наличие на теч в разглежданите обекти за изпитване (газова арматура), който може да бъде ламинарен и турбулентен.

Фигура 1, а показва диаграма, обясняваща контрола на херметичността чрез сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане.Диаграмата се състои от линия за измерване IL и линия за еталонно налягане EL, чиито входове са свързани към общ източник на изпитвателно налягане p0, и изходите са свързани с атмосферата. Линията за еталонно налягане съдържа входно пневматично съпротивление (дросел) с регулируем обемен капацитет и изходно пневматично съпротивление с регулируема проводимост /2, които са предназначени за настройка на веригата. Измервателната линия съдържа входно пневматично съпротивление с проводимост /3 и тестов обект OI, който може да се представи като контейнер с обем Va, имащ поток, еквивалентен на газовия поток през пневматичното съпротивление с проводимост /4. Сравнението на наляганията в линиите на веригата се извършва с помощта на устройство за измерване на диференциално налягане IU. Всеки ред на диаграмата представлява резервоар за поток.

Графичните зависимости на промените в налягането в измервателните и референтните линии на тази верига за контрол на плътността са показани на фиг. 1, б. зад-

Ориз. 1 Контрол на херметичността чрез сравнителен метод а - контролна диаграма, б - графични зависимости.

Тъмната зона, ограничена от стойностите на налягането p0 и pg, е зоната, съответстваща на допустимото изтичане , Референтната линия на налягане p е зададена на долната граница на зоната (графика 1). Ако няма изтичане в контролирания продукт, тогава постоянното налягане в измервателната линия ще бъде равно на изпитвателното налягане p0-p0 и съвпада с горната граница на затъмнената зона (графика 2). Ако стойността на изтичане е в рамките на допустимата граница, тогава постоянното налягане p"i в измервателната линия ще бъде в защрихованата област (графика 3). Ако стойността на изтичане надвишава допустимата стойност, тогава стационарното налягане p "i ще бъде под затъмнената област (графика 4). Така, регистрирането на съотношението pb и p след контролното време ¡k може да бъде преценено за количеството изтичане на газ и, следователно, за херметичността на изпитвания продукт.

Бяха получени уравнения за резервоар за поток с входни и изходни дросели, съответстващи на:

1 гранично условие на преход от турбулентен към ламинарен поток при ламинарен входящ дросел в зависимост от изтичането

където Ru е стационарното налягане в резервоара за потока, е диаметърът на входящия дросел;

гранично условие за прехода от ламинарен към турбулентен поток при изходния ламинарен дросел в зависимост от утечката

RLRg-RshG- 3.314-10"(2)

където ¡2 е дължината на изходния дросел;

гранично условие за преход от турбулентен към ламинарен поток при турбулентен входящ дросел в зависимост от изтичането

2 8.536-10" P0----

Определени са зависимости за изчисляване на времеви интервали за различни условия на газовия поток при входните и изходните дросели в проточен резервоар, въз основа на които, както и на уравнения (1.3), са получени зависимости за изчисляване на контролното време, представени в таблица 1. в тези зависимости се използват следните обозначения: рл - гранично налягане за входния дросел; rt2 - гранично налягане за изходящия дросел

В резултат на изследване на зависимостта на времето за изпитване r = f(/?) от налягането в резервоара за потока беше установено, че за да се намали времето за контрол на херметичността в схеми, извършени с помощта на метода за сравнение, е необходимо : намалете изпитвателното налягане; задайте обемите на референтните и измервателните линии равни и минимално възможни; задайте продължителността на мониторинга, равна на времето, необходимо за достигане на стабилно налягане в еталонната линия.

Изчислени са формули за определяне на чувствителността U и херметичността на контрола, като се използва методът за сравнение:

в турбулентен подкритичен режим на входната дроселова клапа

\Pm, + P* Po-Puy, където Ue, p^ е изтичането и постоянното налягане в еталонната линия, pi е налягането, съответстващо на прага на чувствителност на устройството за диференциален манометър;

с ламинарен поток на входящия дросел

Таблица 1 Времеви зависимости за изчисляване на контролното време

Опции за съотношение на налягането

Последователност от промени в режимите на потока на входните и изходните дросели по време на преходния процес

Времеви зависимости

Rp >Ru Ru >2 r, Ra *4r„ Ra<2рл

1.турбулентно суперкритично-ламинарен -> 2.турбулентно суперкритично-турбулентно подкритично-»Zтурбулентно суперкритично-турбулентно суперкритично-^ 4.турбулентно подкритично-турбулентно суперкритично

■ ag^!^- - - 2kt -

-(0.5яAt - 1p| D? -2A, y[Sh) - A 1p|*t - 0.5| +

Да се,. .1-^- +<7-9,2 2ЙТ 12

Uk, \ 2 , „ , | ?!г

капацитет на входящия дросел при турбулентен поток,

*,„ = - H),

/V) >/>y Ru >2/"., L,

1.турбулентно суперкритично-ламинарен ->

2 турбулентно суперкритично - турбулентно суперкритично - "Zтурбулентно подкритично - турбулентно суперкритично

-(0.5*4, - 1p|D5- 2kt + A 1p|Lt - 0.5| -

A 1n|*7 - 2^ + t 1i

Графични зависимости 4 на чувствителността на налягането, съответстващо на допустимия изтичане, U, =f(pd) за компресионния метод за контрол на изтичането И Uch =F (Pz) за контрол на изтичането, използвайки метода за сравнение при различни стойности rp

У„,х10 m/s

A "Да"

са представени на фиг. 3 и с дис- 3 34 36 38 4

личен p0 - на фиг. 4. При сравнение, Фиг. 3 Графики "^„¿^^ y,^); ! _

чувствителна оценка - ^=3000 Pa, 2-/,„=2000 Pa. Графики на зависимостта на контрола на херметичността на компонентите: уч = Ф^):3^п = 3000Ра;4-Рп = 2000Ш.

X10"*m" /s /

R>"RF>

използвайки метода на компресия и изследвания метод за сравнение, 4 беше установено, че при сходни работни 3 5 параметри, същото изпитвателно налягане и праг на чувствителност на манометричния измервателен уред 2"5, чувствителността на управляващите вериги, извършени 1,5 съгл. спрямо метода за сравнение,) е по-висок средно с 40%. o.5

Въз основа на теоретичните резултати - 3 3.2 3.4 3.6 3.8

техническо изследване на способността за- Фиг. 4 Графики на зависимост У„ =<р (рд):1-

сравнение с непрекъснато захранване - ^ - 5 "Pa; 2-р„ = 4,5-10511a; 3-d, = 4-105Pa.

чието изпитвателно налягане е _ . ., / \ . ,

Графики 1aniimoS1 и U = Ф (р«,):4 р„ = 5 -10 Pa, предложени са препоръки за изчисляване; ^"

избор на параметри като основа за 5 - p0 = 4,5 10 Pa; 6~rho =410 Pa. разработване на методология за изчисляване и проектиране на устройства за контрол на херметичността на газовата арматура по този метод.

В третата глава са представени резултатите от експериментално изследване на статичните и динамични характеристики на веригата за контрол на херметичността чрез метода на сравнение.

Изследването е проведено на специален лабораторен стенд, който е оборудван с необходимите измервателни уреди и осигурява подготовката на сгъстен въздух за чистота и стабилизиране на налягането в необходимия диапазон, както и на експериментална инсталация, която позволява симулиране на устройства за контрол на течове и изучаване на техните характеристики. Експерименталното изследване е проведено съгласно разработената методология, като се използват серийни проби от спирателни вентили за битови газови печки (при ниско изпитвателно налягане), пневматично оборудване за автоматизация (при средно и високо изпитвателно налягане), както и модели на течове.

За да се провери функционалността на веригата за контрол на плътността, извършена по метода на сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане, беше проведен експеримент за определяне на характеристиката p = /(g) - промяната на налягането в нейните линии по време на контролно време при високо (фиг. 5,а), ниско изпитвателно налягане (фиг. 5.6), които се използват за контрол на херметичността в различни газови фитинги. Анализът на получените графични зависимости показа, че разликата между изчислените и експерименталните стойности на налягането в тръбопроводния резервоар по цялата дължина на графиките е не повече от 6%.

За практическо потвърждение на възможността за използване на линии с проточен контейнер за конструиране на схеми за контрол на плътността, използвайки метода на сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане, техните експериментални характеристики p = /(?) бяха определени за различни стойности на изтичане на въздух: V,< Уя < У2. В эксперименте были приняты параметры, соответствующие техническим характеристикам 21 наименования пневмоаппаратуры, приведенным в нормативно-технических материалах. На рис. 6 приведены гра-

теоретично p, kPa -1

теоретичен

0 10 20 30 40 50 60 70 /, 0 20 40 60 80 100 120 140 t,s

Фиг. 5 Графики на характеристиката p = f(t) на дебита на линията при изпитвателно налягане: a - високо (0,4 MPa); b - ниско (15 kPa)

характеристики p = /(g), получени експериментално в интервала на малки изменения на налягането, който съответства на работния участък. Характеристика 1 съответства на стойността на теча V) = 1,12-10-5 m3 /s за подходящи продукти; характеристика 2 - теч U = 1,16-10"5 m3 / s; характеристика 3 - теч U2 = 1,23-10 ~ 5 m3 / s за дефектни продукти. Стойността съответства на времето за достигане на стабилно налягане при теч U!; стойност 12 - време за достигане на стабилно налягане в случай на теч V d Стойността r3 е времето за достигане на стабилно налягане в случай на теч V2 Така получените експериментални характеристики p = /(/) ( Фигура 6) потвърждава изводите от теоретично изследване за възможността за конструиране на устройства за контрол на херметичността по диаграма на сравнителния метод с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане.Освен това в еталонната линия трябва да се установи налягането ra, съответстващо на допустимо изтичане за наблюдавания продукт (графика 2); в измервателната линия на схемата по време на контролното време /k ще се установи налягането ra, съответстващо на изтичането в валидния (графика 1) или дефектния продукт (графика 3) , Разликата между p и pk е мярка за изтичане на газ в контролирания продукт.В този случай контролното време трябва да бъде зададено равно на времето 12 за постигане на постоянно налягане в еталонната линия, което ще съответства на изискваното (при същото време минимално приемливо) контролно време, така че как през това време се гарантира, че постоянното налягане на измервателната линия се постига с подходящ контролиран продукт, в който< Уд. В случае бракованного изделия, у которого У >ud, времето за достигане на стойността в стационарно състояние ще бъде по-дълго и може да не се поддържа по време на работа на веригата.

На фиг. 7 показва графики на характеристиките / = /(U) на линия с поток

капацитет. Анализът на представените графични характеристики / = /(U) показа, че разликата между експерименталните и изчислените времеви стойности е не повече от 5%.

Ориз. 6 Графики на характеристиките p = /(I) Фиг. 7 Графики на характеристиките /s

Експериментално изследване на характеристиките? = /(K) потвърди теоретичната препоръка, че при използване на схеми за наблюдение на херметичността, използвайки метода за сравнение, е необходимо да се осигурят равни обеми на референтните и измервателните линии, което намалява грешката на контрола. В същото време обемът на линиите трябва да бъде възможно най-малък (за предпочитане по-малък от 4-10"4m1), което позволява намаляване на времето за проверка и следователно увеличаване на производителността на устройствата за проверка и сортиране.

На фиг. На фигура 8 са показани графики на статичната характеристика рт - /(У), получена при високо (/?о~0,4 МРа), ниско (р0=15 kPa) изпитвателно налягане и различни диаметри на входните дросели. От анализа на получените характеристики

Ориз. 8 Експериментални характеристики rt = ((U) на измервателната линия на веригата за контрол на плътността: a - p0 = 0,4 MPa; b - p0 = 15 kPa

Характеристиките рк = /(У) са следните: с увеличаване на изпитвателното налягане р„ чувствителността на управляващата верига намалява, което съвпада с аналитичните зависимости; Тъй като диаметърът d на входния дросел на измервателната линия намалява, чувствителността на управляващата верига се увеличава, но в същото време обхватът на контролирано изтичане намалява, за увеличаване на което е необходимо увеличаване на изпитвателното налягане pa. Освен това стойността на налягането p>y в еталонната стойност

линията, съответстваща на допустимото изтичане U d, може да бъде зададена в зависимост от изискваната чувствителност и работните параметри на управляващата верига съгласно съответните експериментални графики ϭu = /(U). В този случай p>y ще съвпадне със стойността на pyu за даден Y4. Възможните опции за избор на p.)y за определен UD са показани с пунктирана линия в графиките на фиг. 8.

Експериментална проверка на работата и оценка на характеристиките на точността на устройството за наблюдение на течове, използвайки метода на сравнение:

Работата е извършена върху прототип на това устройство. За проверка на работата на устройството за наблюдение на течове е проведено изследване на неговата работна характеристика Dr = fit) - зависимостта на разликата в налягането в измервателната и референтната линия от продължителността на контрола при различни стойности на течове, което е показано на Фиг. 9. От анализа на получените графики характеристики Dr = /(0 следва, че за всяка стойност - Фиг. 9 Графики на работната характеристика на скоростта на утечка Y, по време на контролното време?„= 63s Преди = ДО

се установява определена стойност на спада на налягането Ap, съответстваща точно на тази стойност на утечка, по която може да се прецени годността или дефектността на контролирания продукт по отношение на параметъра "херметичност".

Ние дефинираме грешката на 5K устройства въз основа на схема за сравнение като общата средноквадратична грешка съгласно формулата

= ^ + 5d2+5y2+5р2+5„2, (6)

където SM е грешката на датчика за диференциално налягане; SD - грешка поради неидентични параметри на входните дросели; Sy е грешката при определяне на изтичане в еталонната линия; Sp - грешка поради нестабилност на изпитвателното налягане; Sa е грешката, дължаща се на разликата в пневматичните резервоари в измервателната и референтната линия. Общата грешка на устройството, изчислена по формула (6), не надвишава 3,5%, което е добър показател за точност на манометричния метод за изпитване.

Да се оцени надеждността на сортирането на продуктите по параметър

"херметичност" на оборудването за автоматичен контрол и сортиране, беше използвана инсталация, която позволява измерване на количеството изтичане в газови спирателни вентили. В резултат на измерване на изтичане в партида от 1000 продукта бяха получени експериментални данни, представени под формата на таблица и хистограма на разпределението на налягането, еквивалентно на количеството изтичане в спирателни кранове. Въз основа на вероятностно изчисление на надеждността на сортирането на продуктите според параметъра „херметичност“ се предлагат препоръки, които позволяват при настройване на устройства за автоматизиран контрол и сортиране да се предотврати навлизането на дефектни продукти в приемливи.

Четвъртата глава е посветена на практическото прилагане на резултатите от изследването.

Дадено е описание на типични схеми за автоматизация на манометричния метод за изпитване и препоръки за проектиране на автоматизирано оборудване за изпитване на течове.

Разработен е дизайн на сензор за течове с подобрени характеристики на работа (RF патент № 2156967), предназначен да автоматизира манометричния метод за изпитване на течове, позволявайки да се вземат предвид промените в налягането на изпитвателния газ в широк диапазон, както и да се зададе и следете контролното време. Предложен е математически модел на физическите процеси, протичащи в сензора по време на неговата работа, и метод за изчисляване на този сензор

За контрол на херметичността на газовите фитинги е разработен реконфигурируем многопозиционен автоматизиран стенд с оригинален дизайн (патенти на РФ № 2141634, № 2194259), който осигурява контрол и сортиране на газовите фитинги според параметъра "херметичност" с висока производителност. В автоматичен режим на стенда се извършват следните операции: затягане и уплътняване на продукта по време на теста под налягане; подаване на тестов газ към продукта и поддържане на тестовото налягане на дадено ниво с необходимата точност; поддържане на продукта под изпитвателно налягане за определено време; избор на контролно устройство в зависимост от нивото на изпитвателното налягане; свързване на тестовия блок с контролния модул; регистриране на резултатите от контрола, разединяване на тестовия блок и контролния модул, разкопчаване на продукта; изпълнение на стъпаловидно движение на въртящата се маса с необходимото време и точност.

Дадена е методика за изчисляване на параметрите на контролните модули на стенда, направена по метода на сравнение с непрекъснато подаване на пробно налягане.

Предложени са методи за изчисляване на два варианта на уплътнителни уплътнения, за да се осигури надежден монтаж на продукти върху тестови блокове на автоматизиран стенд.

Представена е номограма за определяне на производителността на автоматизиран стенд за изпитване на течове, който позволява въз основа на приетата продължителност на работния цикъл да се определи максимално възможната почасова производителност на стенда, да се избере рационален брой тестови блокове и подходящо въртене на масата скорост.

Разработени са алгоритми за избор и изчисляване на параметрите на устройството за автоматизиране на контрола на плътността на продукта.

ОСНОВНИ РЕЗУЛТАТИ И ИЗВОДИ

1. Установено е, че създаването на автоматизирани устройства за контрол на херметичността, направени по сравнителна схема с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане, е обещаващо направление за решаване на проблема с автоматизирането на приемните изпитвания в производството на газови фитинги. Възможността и ефективността на използването на такива автоматизирани устройства се основава на тяхната сравнителна простота и лекота на използване, необходимите характеристики на точност, както и на съответствието на процеса на управление на тези устройства с действителните технически условия на работа на газовата арматура.

2. Определени са времеви зависимости, чието теоретично изследване е позволило да се установи, че за да се намали времето за наблюдение на херметичността, използвайки метода на сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане, е необходимо: да се избере еталонното и измервателните линии на управляващата верига да са еднакви и минимално допустими по капацитет; намалете изпитвателното налягане; задайте продължителността на мониторинга, равна на времето, необходимо за достигане на стабилно налягане в еталонната линия.

3. Установено е, че при едни и същи изпитвателни налягания и прагове на чувствителност на използваните устройства за измерване на налягането, чувствителността на управляващата верига, базирана на сравнителния метод с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане, е по-висока от чувствителността на управляващата верига, изпълняваща метод на компресия.

4. Резултатите от проучване на схеми за контрол на херметичността, базирани на метод за сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане, разкриха несъответствие между теоретичните и експерименталните характеристики в техните работни зони от не повече от 5%, което направи възможно определянето на зависимости за избор на работни параметри на съответните контролни и сортиращи устройства.

5. Експериментално изследване на експериментален модел на устройство за контрол на херметичността с размер на отвора и изпитвателно налягане, съответстващи на техническите характеристики на серийно пневматично оборудване, потвърди възможността за създаване на автоматизирани контролни и сортиращи устройства, направени въз основа на метода за сравнение , чиято грешка не надвишава 3,5%, а чувствителността съответства на установения диапазон на чувствителност за манометричния метод за проверка на течове.

10. Всички методи за изчисляване на устройствата, използвани за автоматизиране на изпитването на течове, са представени под формата на алгоритми, което заедно със стандартните им диаграми и проекти позволява създаването на CAD оборудване за автоматизиране на манометричния метод за изпитване на течове.

1. Барабанов В.Г. Разработване на средства за автоматизация на компресионния метод за контрол на плътността // Прогресивни технологии и средства за автоматизация в промишлеността: Матер. Междурегион. Научно-технически конф., 11-14 септ. 1999 / VolgP U. - Волгоград, 1999. - С. 14-15.

2. Барабанов В.Г. Автоматизация на контрола на херметичността на газовите спирателни вентили И IV регионална конференция на младите изследователи на Волгоградска област, Волгоград, 8-11 декември 1998 г.: резюмета / VolgSTU и др. - Волгоград, 1999. - С. 95-96.

3. Барабанов В.Г. По въпроса за изучаването на манометричния метод за изпитване на херметичност // Автоматизация на технологичното производство в машиностроенето: Междууниверситетско. сб. научен тр. / VolgSTU, - Волгоград, 1999. - С. 67-> 73.

4. Барабанов В.Г. Начини за автоматизиране на контрола на херметичността на газовото спирателно оборудване // V Регионална конференция на младите изследователи "Волгоградска област, Волгоград, 21-24 ноември 2000 г.: резюмета / VolgSTU и др. - Волгоград, 2001. - стр. 67- 68.

5. Барабанов В.Г. Алгоритъм за избор на времева характеристика на диференциална верига за управление на утечка // Автоматизация на технологичното производство в машиностроенето: Междууниверситетско. сб. научен тр. / ВолгГТУ - Волгоград, 2001.-С. 92-96.

6. Барабанов В.Г. Автоматизация на контрола на качеството на сглобяването на газово оборудване // Оборудване и технология за сглобяване на машини (TTMM-01): Матер. IV международен Научно-технически конф. - Жешов, 2001. - С. 57-60.

7. Барабанов В.Г. Разработване и изследване на сензори за течове с подобрена производителност // VI регионална конференция

млади изследователи на Волгоградска област, Волгоград, 13-16 ноември 2001 г.: резюмета / VolgSTU и др. - Волгоград, 2002. - стр. 35-36.

8. Барабанов В.Г. Изпълнение на автоматизирани стендове за дискретно-непрекъснато изпитване на течове // Автоматизация на технологичното производство в машиностроенето: Междууниверситетско. сб. научен тр. / VolgSTU, - Волгоград, 2002. - С. 47-51.

9. Барабанов В.Г. Автоматизация на контрола на качеството на газовата арматура според параметъра „херметичност“ // Бюлетин на Автомеханичния институт: Известия на Всеруската федерация. конф. с международна, част. "Прогресивни процеси в машиностроенето" / Държавен университет в Толиати. Университет - Толиати, 2002. - № 1. - С. 27-30.

10. Барабанов В.Г. Контрол на изтичането на газ в промишлени и битови инсталации // Процеси и оборудване за екологично производство - Материали на VI традиционен научен. техн. конф. Страни от ОНД / VolgSTU и др. - Волгоград, 2002. - стр. 116-119.

11. Барабанов В.Г. Устройство за автоматично затягане и уплътняване на газови клапани по време на изпитване на течове // Автоматизация на технологичното производство в машиностроенето: Междууниверситетско. сб. научен тр. / VolgSTU - Волгоград, 2003. - стр. 75-79.

12. Барабанов В.Г. Автоматизация на контрола на изтичането на газ в спирателни вентили // Актуални проблеми на технологията на проектиране! техническа поддръжка на производство на машиностроене: Mater, междунар. конф., 16-19 септ. 2003 г / VolgSTU и др. - Волгоград. 2003. - стр. 228-230.

13. Барабанов В.Г. Разработване на автоматизирано оборудване за наблюдение на херметичността на газовото спирателно оборудване // VIII регионална конференция на младите изследователи на Волгоградска област, Волгоград, 11-14 ноември 2003 г.: резюмета / VolgSTU и др. - Волгоград, 2004. -P. 90-91.

14. Барабанов В.Г. Изследване на времевите зависимости на веригата за контрол на херметичността чрез метода на сравнение // Изв. Волжски държавен технически университет. сер. Автоматизация на технологичните процеси в машиностроенето: Междувуз. сб. научен статии. - Волгоград, 2004. - бр. 1. - стр. 17-19.

15. Dipershtein M.B., Барабанов V.G. Характеристики на конструирането на схеми за автоматизация за наблюдение на херметичността на спирателните вентили // Автоматизация на технологичното производство в машиностроенето: Междууниверситетско. сб. научен тр. / Волжски държавен технически университет. Волгоград, 1997. - С. 31 -37.

16. Dipershtein M.B., Барабанов V.G. Приложение на мостови измервателни вериги за автоматизиране на манометъра за контрол на херметичността. // Автоматизация на технологичното производство в машиностроенето: Междувуз. сб. научен тр. / VolgSTU - Волгоград, 1998. - стр. 13-24.

17. Dipershtein M.B., Барабанов V.G. Разработване на стандартен математически модел на аларми за налягане // Автоматизация на технологичното производство в машиностроенето: Междууниверситетско. сб. научен тр. / VolgSTU - Волгоград, 1999. -S. 63-67.

18. Dipershtein M.B. Барабанов В.Г. Автоматизация на контрола на качеството на газовите спирателни вентили според параметъра на плътност // Автоматизация на технологията

логическо производство в машиностроенето: Междувуз. сб. научен тр. / VolgSTU-Волгоград, 2000. - стр. 14-18.

19. Патент 2141634 RF, MKI в 01 M 3/02. Автоматизиран стенд за тестване на продукти за течове / V.G. Барабанов, М.Б. Диперштейн, Г.П. Барабанов. - 1999, БИ № 32.

20. Патент 2156967 RF, MKI v 01 b 19/08. Аларма за налягане / V.G. Барабанов, М.Б. Диперштейн, Г.П. Барабанов. - 2000 г., БИ К" 27.

21. Патент 2194259 RF, MKI в 01 M 3/02. Автоматизиран стенд за тестване на продукти за течове / V.G. Барабанов, Г.П. Барабанов. - 2002, БИ № 34.

Подписано за печат 21.0?. 2005 г. Поръчка № "522 ■ Тираж 100 бр. Печатен лист 1.0. Формат 60 х 84 1/16. Офсетова хартия. Офсетов печат.

Печатница "Политехника" на Волгоградския държавен технически университет.

400131, Волгоград, ул. Советская, 35

Руски фонд RNB

Въведение:.

Глава 1 Анализ на състоянието на проблема с автоматизацията на контрола на плътността и формулиране на проблема за изследване.

1.1 Основни термини и определения, използвани в това изследване.

1.2 Характеристики на контрола на херметичността на газовата арматура. II

1.3 Класификация на методите за изпитване на газ и анализ на възможността за тяхното използване за контрол на херметичността на газовите фитинги.

1.4 Преглед и анализ на автоматичното изпитване за течове с помощта на манометричен метод.

1.4.1 Първични преобразуватели и сензори за системи за автоматично наблюдение на течове.

1.4.2 Автоматизирани системи и устройства за наблюдение на течове.

Цел и задачи на изследването.

Глава 2 Теоретично изследване на манометричния метод за изпитване на течове.

2.1 Определяне на режимите на газовия поток в обектите за изпитване.

2.2 Проучване на компресионния метод за изпитване за течове.

2.2.1 Изследване на времевите зависимости при наблюдение на херметичността чрез метода на компресия.

2.2.2 Изследване на чувствителността на контрола на херметичността по метода на компресия с прекъсване.

2.3 Проучване на сравнителния метод с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане.

2.3.1 Схема за контрол на херметичността чрез сравнителен метод с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане.

2.3.2 Изследване на времевите зависимости при наблюдение на херметичността чрез метода на сравнение.

2.3.3 Изследване на чувствителността на контрола на плътността чрез сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане.

2.3.4 Сравнителна оценка на чувствителността на контрола на херметичността чрез метода на компресия с прекъсване и метода на сравнение.

Изводи към глава 2.

Глава 3 Експериментално изследване на параметрите на вериги за контрол на течове, извършено въз основа на метода на сравнение.

3.1 Експериментална постановка и методология на изследването.

3.1.1 Описание на експерименталната постановка.

3.1.2 Методология за изследване на схемите за мониторинг на течове.

3.2 Експериментално изследване на схемата за контрол на течовете на базата на сравнителния метод.

3.2.1 Определяне на характеристиката p = /(/) на линиите на веригата за контрол на плътността.

3.2.2 Изследване на времевите характеристики на линиите на веригата за контрол на плътността чрез метода на сравнение.

3.2.3 Изследване на статичните характеристики на измервателната линия на веригата за контрол на плътността.

3.3. Експериментално изследване на устройство за проверка на течове, базирано на метода на сравнение.

3.3.1 Изследване на модел на устройство за проверка на течове със сензор за диференциално налягане.

3.3.2 Оценка на характеристиките на точността на устройствата за изпитване на течове, извършени съгласно схемата за сравнение.

3.4 Вероятностна оценка на надеждността на продуктите за сортиране при наблюдение на херметичността чрез метода на сравнение.

3.4.1 Експериментално изследване на разпределението на стойността на налягането, еквивалентно на изтичането на тестов газ в партида от продукти.

3.4.2 Статистическа обработка на резултатите от експеримента за оценка на надеждността на сортирането.

4.3 Разработване на сензори за течове с подобрени експлоатационни характеристики.

4.3.1 Конструкция на сензора за теч.

4.3.2 Математически модел и алгоритъм за изчисляване на датчика за теч.

4.4 Разработване на автоматизиран стенд за проверка на течове

4.4.1 Проектиране на автоматизирана многопозиционна стойка.

4.4.2 Избор на параметри за вериги за контрол на течове.

4.4.2.1 Методология за изчисляване на параметрите на веригата за контрол на херметичността по метода на компресия с прекъсване.

4.4.2.2 Методология за изчисляване на параметрите на веригата за контрол на херметичността чрез метода на сравнение.

4.4.3 Определяне на производителността на автоматизиран стенд за изпитване на течове.

4.4.4 Определяне на параметрите на уплътнителните уплътнения за автоматизиран стенд.

4.4.4.1 Изчислителен метод за уплътнително устройство с цилиндрична маншета.

4.4.4.2 Метод за изчисляване на механичното пръстеновидно уплътнение.

Въведение 2005 г., дисертация по информационни науки, компютърни технологии и управление, Барабанов, Виктор Генадиевич

Важен проблем в редица индустрии са нарастващите изисквания към качеството и надеждността на продуктите. Това създава спешна необходимост от подобряване на съществуващите, създаване и внедряване на нови методи и средства за контрол, включително контрол на херметичността, който е свързан с откриването на дефекти - един от видовете контрол на качеството на системи и продукти.

При промишленото производство на спирателна и разпределителна арматура, в която работната среда е сгъстен въздух или друг газ, съществуващите стандарти и технически условия за нейното приемане обикновено регулират стопроцентов контрол на параметъра "херметичност". Основният възел (работен елемент) на такива клапани е подвижна двойка "бутало-тяло" или въртящ се вентилен елемент, които работят в широк диапазон на налягане. За уплътняване на газови фитинги се използват различни уплътнителни елементи и смазки (уплътнители). По време на работа на редица конструкции на газови арматури се допуска известно изтичане на работната среда. Превишаването на допустимото изтичане поради некачествена газова арматура може да доведе до неправилна (фалшива) работа на производственото оборудване, на което е инсталирана, което може да причини сериозна авария. При битовите газови печки повишеното изтичане на природен газ може да причини пожар или отравяне на хора. Следователно превишаването на допустимото изтичане на индикаторната среда с подходящ приемен контрол на газовите фитинги се счита за изтичане, т.е. дефектен продукт, а отстраняването на дефектите повишава надеждността, безопасността и екологичната чистота на целия възел, устройство или устройство, в което използва се газова арматура.

Контролът на херметичността на газовата арматура е трудоемък, времеемък и сложен процес. Например, при производството на пневматично мини оборудване, това отнема 25-30% от общата интензивност на труда и до 100-120% от времето за монтаж. Този проблем може да бъде решен при широкомащабно и масово производство на газова арматура чрез използване на автоматизирани методи и инструменти за управление, които трябва да осигурят необходимата точност и производителност. В реални производствени условия решаването на този проблем често се усложнява от използването на методи за контрол, които осигуряват необходимата точност, но са трудни за автоматизиране поради сложността на метода или спецификата на изпитвателното оборудване.

Разработени са около десет метода за изпитване на херметичността на продуктите, използващи само газова тестова среда, за чието прилагане са създадени над сто различни метода и средства за контрол. Развитието на съвременната теория и практика на контрол на херметичността е посветено на изследванията на А. С. Зажигин, А. И. Запуни, В. А. Ланис, Л. Е. Левина, В. Б. Лемберски, В. Ф. Рогал, С. Г. Сажина. , Трущенко А. А., Фадеева М. А., Фелдмана Л. С.

Съществуват обаче редица проблеми и ограничения при разработването и прилагането на средства за контрол на течовете. По този начин повечето високопрецизни методи могат и трябва да се прилагат само за продукти с големи размери, при които е осигурена пълна херметичност. Освен това се налагат ограничения от икономическо, проектно естество, фактори на околната среда и изисквания за безопасност на оперативния персонал. При серийно и широкомащабно производство, например на пневматично оборудване за автоматизация, газова арматура за домакински уреди, при които се допуска известно изтичане на индикаторна среда по време на изпитванията за приемане и следователно изискванията за точност на контрола са намалени, възможността на неговата автоматизация и на тази основа осигуряване на висока производителност на съответното контролно-сортировъчно оборудване, което е необходимо за 100% контрол на качеството на продукцията.

Анализът на характеристиките на оборудването и основните характеристики на най-използваните в индустрията методи за изпитване на херметичност ни позволи да заключим, че използването на метода за сравнение и метода на компресия, които прилагат манометричния метод, е обещаващо за автоматизиране на херметичността контрол на газовата арматура. В научната и техническата литература е обърнато малко внимание на тези методи за изпитване поради относително ниската им чувствителност, но се отбелязва, че те са най-лесно автоматизирани. В същото време няма препоръки за избор и изчисляване на параметрите на устройствата за наблюдение на течове, извършени съгласно схема за сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане. Ето защо изследванията в областта на газовата динамика на слепи и проточни резервоари, като елементи на контролни вериги, както и техники за измерване на налягането на газа като основа за създаване на нови видове преобразуватели, сензори, устройства и системи за автоматично управление на херметичността на продуктите, обещаващи за използване в производството на газ, е уместна и важна.

При разработването и внедряването на автоматизирани устройства за наблюдение на течове възниква важен въпрос за надеждността на операцията по контрол и сортиране. В тази връзка дисертацията извърши съответно проучване, въз основа на което бяха разработени препоръки, които позволяват по време на автоматично сортиране според параметъра „херметичност“ да се изключат дефектните продукти от влизане в подходящи. Друг важен въпрос е осигуряването на зададената производителност на автоматизираното оборудване. В дисертацията са дадени препоръки за изчисляване на работните параметри на автоматизиран стенд за проверка на течове в зависимост от изискваната производителност.

Работата се състои от въведение, четири глави, общи заключения, списък с използвана литература и приложение.

Първата глава разглежда характеристиките на наблюдението на херметичността на газовите фитинги, които позволяват известно изтичане по време на работа. Предоставен е преглед на методите за изпитване на изтичане на газ, класификация и анализ на възможността за тяхното използване за автоматизиране на контрола на газовата арматура, което позволи да се избере най-обещаващият метод - манометричният метод. Разглеждат се устройства и системи, които осигуряват автоматизация на контрола на херметичността. Формулирани са целите и задачите на изследването.

Втората глава теоретично разглежда два метода за контрол на херметичността, които прилагат манометричния метод: компресия с прекъсване на налягането и метод за сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане. Бяха определени математически модели на изследваните методи, въз основа на които бяха проведени изследвания на техните времеви характеристики и чувствителност при различни режими на газовия поток, различни мощности на линиите и съотношения на налягането, което позволи да се идентифицират предимствата на метода за сравнение . Дадени са препоръки за избор на параметри за веригите за контрол на плътността.

В третата глава статичните и времеви характеристики на линиите на веригата за контрол на херметичността се изследват експериментално с помощта на метод за сравнение при различни стойности на течове, капацитет на линията и изпитвателно налягане и е показана тяхната конвергенция с подобни теоретични зависимости. Експериментално е проверена работата на устройството за проверка на течове, направено по сравнителната схема, и са оценени точните характеристики на устройството. Представени са резултатите от оценката на надеждността на сортирането на продуктите по параметъра „херметичност“ и препоръките за настройка на съответните автоматизирани устройства за контрол и сортиране.

Четвъртата глава предоставя описание на типични схеми за автоматизация на манометричния метод за изпитване и препоръки за проектиране на автоматизирано оборудване за изпитване на течове. Представени са оригинални проекти на датчик за течове и автоматизирана многопозиционна стойка за контрол на течове. Предложени са методи за изчисляване на устройства за контрол на течове и техните елементи, представени под формата на алгоритми, както и препоръки за изчисляване на работните параметри на стенд за контрол и сортиране в зависимост от изискваната производителност.

Приложението представя характеристиките на методите за изпитване на изтичане на газ и времевите зависимости за възможни последователности от промени в режимите на газовия поток в проточен контейнер.

Заключение дисертация на тема "Автоматизация на контрола на херметичността на газовата арматура на базата на манометричния метод за изпитване"

4. Резултатите от изследване на схеми за контрол на херметичността, базирани на метод за сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане, разкриха несъответствие между теоретичните и експерименталните характеристики в техните работни зони от не повече от 5%, което направи възможно определянето на зависимостите за избор на работни параметри на съответните устройства за управление и сортиране.

5. Експериментално изследване на прототипен модел на устройство за наблюдение на херметичността при стойност на изтичане и изпитвателно налягане, съответстващи на техническите характеристики на серийното пневматично оборудване, потвърди възможността за създаване на автоматизирани устройства за управление и сортиране въз основа на метода за сравнение, грешката на която не надвишава 3,5%, а чувствителността съответства на установения диапазон на чувствителност за манометричния метод за проверка на течове.

6. Определен е метод за вероятностна оценка на надеждността на сортирането на продуктите по параметъра "херметичност" и въз основа на него са предложени препоръки за създаване на автоматизирани устройства за контрол и сортиране, базирани на метода на сравнение.

7. Предложени са стандартни схеми за автоматизация на манометричния метод за проверка на течове и препоръки за проектиране на автоматизирано оборудване за проверка на течове.

8. Разработен е дизайн на сензор за херметичност с подобрени експлоатационни характеристики, защитен с RF патент № 2156967, предложен е математически модел и метод за неговото изчисляване, което позволява да се оценят характеристиките на сензори от този тип. на етап проектиране.

9. Разработен е дизайн на автоматизиран многопозиционен стенд за проверка на течове, защитен с патенти на РФ № 2141634, № 2194259 и препоръки за определяне на работните параметри на стенда в зависимост от изискваната производителност; метод за изчисляване на устройство за наблюдение на херметичността, използвайки метод за сравнение с непрекъснато подаване на изпитвателно налягане, който се използва при проектирането на стойката, и методи за изчисляване на два вида уплътнителни устройства, които осигуряват надеждно монтиране на изпитваните продукти в предложени са работните позиции на стенда, което разширява възможностите на проектантите на автоматизирано оборудване за контрол на херметичността.

Библиография Барабанов, Виктор Генадиевич, дисертация на тема Автоматизация и управление на технологични процеси и производство (по отрасли)

1. Автоматични устройства, регулатори и изчислителни системи: Наръчник. 3-то изд. Преработено и допълнителни / Б.Д. Кошарски, Т.Х. Безновская, В.А. Бек и др.; Под общ изд. Б.Д. Кошарски - Л.: Машиностроене, 1976. - 488 с.

2. Агейкин Д.И., Костина Е.Н., Кузнецова Н.Н. Сензори за управление и регулиране: Справочни материали. 2-ро изд., преработено. и допълнителни - М.: Машиностроене, 1965.-928 с.

3. Азизов A.M., Гордов A.N. Точност на измервателните преобразуватели. -М .: Енергия, 1975.-256 с.

4. Afanasyeva L.A., Карпов V.I., Левина L.E. Проблеми на метрологичната поддръжка за контрол на плътността // Дефектоскопия. -1980 г. -№ 11. С. 57-61.

5. Бабкин В.Т., Зайченко А.А., Александров В.В. Херметичност на неподвижните връзки на хидравличните системи. М .: Машиностроене, 1977. - 120 с.

6. Барабанов В.Г. По въпроса за изучаването на манометричния метод за изпитване на херметичност // Автоматизация на технологичното производство в машиностроенето: Междууниверситетско. сб. научен тр. / VolgSTU Волгоград, 1999. - стр. 67-73.

7. Барабанов В.Г. Алгоритъм за избор на времева характеристика на диференциална верига за управление на утечка // Автоматизация на технологичното производство в машиностроенето: Междууниверситетско. сб. научен тр. / VolgSTU Волгоград, 2001. -P. 92-96.

8. Барабанов В.Г. Автоматизация на контрола на качеството на сглобяване на газово оборудване // Оборудване и технология за сглобяване на машини (TTMM-01): Матер. IV Междун. Научно-технически конф. Жешов, 2001. - стр. 57-60.

9. Барабанов В.Г. Изпълнение на автоматизирани стендове за дискретно-непрекъснато изпитване на течове // Автоматизация на технологичното производство в машиностроенето: Междууниверситетско. сб. научен тр. / ВолгГТУ.-Волгоград, 2002. С. 47-51.

10. Барабанов В.Г. Контрол на изтичането на газ в промишлени и битови инсталации // Процеси и оборудване за екологично производство: Материали на VI традиционен научен. техн. конф. Страни от ОНД / VolgSTU и др. - Волгоград, 2002. -P. 116-119.

12. Барабанов В.Г. Изследване на времевите зависимости на веригата за контрол на херметичността чрез метода на сравнение // Изв. Волжски държавен технически университет. сер. Автоматизация на технологичните процеси в машиностроенето: Междувуз. сб. научни статии Волгоград, 2004.-Кн. 1.-S. 17-19.

13. Беляев М.М., Хитрово А.А. Широкообхватно измерване на потока // Сензори и системи. 2004. -№ 1. - С. 3-7.

14. Беляев Н.М., Уваров В.И., Степанчук Ю.М. Пневмохидравлични системи. Изчисляване и проектиране / Ed. Н.М. Беляева. М.: По-високо. училище, 1988. -271 с.

15. Белошицки А.П., Ланина Г.В., Симулик М.Д. Анализ на грешката на метода "балон" за измерване на ниски дебити на газ. //Измервателна техника. 1983.-№ 9.-С.65-66.

16. Бойцова Т.М., Сажин С.Г. Надеждност на автоматичния контрол на херметичността на продукта. // Откриване на дефекти. 1980. -№ 12. - С. 39-43.

17. Бридли К. Измервателни преобразуватели: Справочник: Прев. от английски М.: Енергия, 1991. - 144 с.

18. Вакуумна технология: Наръчник / E.S. Фролов, В.Е. Минайчев, А.Т. Александрова и др.; Под общ изд. Е.С. Фролова, В.Е. Минайчева. М .: Машиностроене, 1985. - 360 с.

19. Vigleb G. Сензори: Per. с него. -М .: Мир, 1989. -196 с.

20. Власов-Власюк O.B. Експериментални методи в автоматизацията. М .: Машиностроене, 1969. -412 с.

21. Водяник В.И. Еластични мембрани. М .: Машиностроене, 1974. -136 с.

22. Гусаков Б.А., Кабанов В.М. Просто устройство за броене на мехурчета при тестване на пневматични агрегати за течове // Измервателно оборудване. 1979. No Ю-С. 86-87.

23. Гусев В.И., Заводко И.В., Карпов А.А. Чувствителни елементи на Хол от хелиев арсенид и сензори на тяхна основа // Инструменти и системи за управление. 1986,-№8.-С. 26-27.

24. Dipershtein M.B., Барабанов V.G. Характеристики на конструирането на схеми за автоматизация за наблюдение на херметичността на спирателните вентили // Автоматизация на технологичното производство в машиностроенето: Междууниверситетско. сб. научен тр. / VolgSTU.- Волгоград, 1997.-P. 31-37.

25. Dipershtein M.B., Барабанов V.G. Разработване на стандартен математически модел на аларми за налягане // Автоматизация на технологичното производство в машиностроенето: Междууниверситетско. сб. научен тр. / VolgSTU.- Волгоград, 1999. С. 63-67.

26. Диперштейн М.Б. Барабанов В.Г. Автоматизация на контрола на качеството на газовите спирателни вентили според параметъра на плътност // Автоматизация на технологичното производство в машиностроенето: Междууниверситетско. сб. научен тр. / ВолгГТУ-Волгоград, 2000.-С. 14-18.

27. Дмитриев V.N., Gradetsky V.G. Основи на пневматичната автоматизация. М .: Машиностроене, 1973. - 360 с.

28. Дмитриев V.N., Чернишев V.I. Изчисляване на времевите характеристики на проточни пневматични камери // Автоматика и телемеханика. 1958. - Т. XIX, № 12. -СЪС. 1118-1125.

29. Жигулин Ю.Н. Контрол на херметичността на големи контейнери // Измервателна техника. 1975. - № 8 - С. 62-64.

30. Залманзон JI.A. Аерохидродинамични методи за измерване на входни параметри на автоматични системи. М.: Наука, 1973. - 464 с.

31. Залманзон JI.A. Проточни елементи на пневматични устройства за контрол и управление. М.: Академия на науките на СССР, 1961. - 268 с.

32. Zapunny A.I., Feldman JI.C., Rogal V.F. Контрол на херметичността на конструкциите. Киев: Техшка, 1976. - 152 с.

33. Продукти на машиностроенето и уредостроенето. Методи за изпитване на течове. Общи изисквания: GOST 24054-90. М.; 1990. - 18 с.

34. Карандина В.А., Дерябин Н.И. Нов блок за наблюдение на течове UKGM-2 // Инструменти и системи за управление. 1973. -№9- С. 49-50.

35. Каратаев Р.Н., Копирин М.А. Разходомери за постоянно диференциално налягане (ротаметри). М .: Машиностроене, 1980. - 96 с.

36. Коган И.ІІІ., Сажин С.Г. Проектиране и настройка на пневмоакустични измервателни уреди. М .: Машиностроене, 1980. - 124 с.

37. Колман-Иванов E.E. Автоматични машини за химическо производство. Теория и изчисление - М.: Машиностроение, 1972. 296 с.

38. Контролно-измервателни машини и уреди за автоматични линии. / М.И. Коченов, Е.Л. Абрамзон, А.С. Гликин и др.; Под общ изд. M.I. Коче-нова. М .: Машиностроене, 1965. - 372 с.

39. Кремлевски П.П. Разходомери и броячи на количество: Наръчник, 4-то издание, преработено. И допълнителни JI.: Машинно инженерство. Ленингр. отдел, 1989. - 701 с.

40. Кузнецов М.М., Усов Б.А., Стародубов В.С. Проектиране на автоматизирано производствено оборудване. М .: Машиностроене, 1987. -288 с.

41. Левина Л.Е., Сажин С.Г. Обща характеристика и проблеми на съвременната техника за откриване на течове. // Откриване на дефекти. 1978. -№ 6. - С. 6-9.

42. Левина Л.Е., Сажин С.Г. Манометричен метод за контрол на плътността. // Откриване на дефекти. 1980. - № 11. - С. 45-51.

43. Левина Л.Е., Пименов В.В. Методи и оборудване за контрол на херметичността на вакуумно оборудване и измервателни уреди. М .: Машиностроене, 1985.-70 с.

44. Lembersky V.B. Принципи на проектиране на операции за пневматично и хидравлично изпитване // Измервателна техника. 1979. - № 1. - стр. 44-46.

45. Lembersky V.B., Vinogradova E.S. Относно влиянието на режима на изтичане върху интерпретацията на резултатите от контрола на течовете. // Откриване на дефекти. 1979. № 6. - С. 88-94.

46. Лепетов V.A., Юрцев L.N. Изчисления и проектиране на изделия от каучук. -Л.: Химия, 1987.-408 с.

47. Макаров Г.В. Уплътнителни устройства. Л.: Машиностроене, 1973232 стр.

48. Безразрушителен контрол: В 5 кн. Книга 1. Общи въпроси. Контрол чрез проникващи вещества: Практическо ръководство / A.K. Гурвич, И.Н. Ермолов, С.Г. Сажин и др.; Изд. В.В. Сухорукова. М .: Висше училище, 1992. - 242 с.

49. Безразрушителен контрол и диагностика: Наръчник / V.V. Клюев, Ф.Р. Соснин, В.Н. Филинов и др.; Под общ изд. В.В. Клюева. М .: Машиностроене, 1995. - 488 с.

50. Осипович Л.А. Сензори за физични величини. М .: Машиностроене, 1979. - 159 с.

51. Битови газови печки. Общи технически условия: GOST 18460-91. -М.; 1991.-29 с.

52. Минипневматично оборудване: Насочващи материали / E.A. Рагулин, А.П. Пет врати, A.F. Караго и др.; Под общ изд. ИИ Кудрявцев и В.Я. Сирицки. -М.: НИИМАШ, 1975. 84 с.

53. Пневматични устройства и системи в машиностроенето: Справочник / E.V. Herts, A.I. Кудрявцев, О.В. Ложкин и др.; Под общ изд. Е.В. Херц. М .: Машиностроене, 1981. - 408 с.

54. Пневматични изпълнителни механизми. Общи технически изисквания: GOST 50696-94. М.; 1994.-6 стр.

55. Проектиране на пневматични устройства за линейни измервания BV-ORTM-32-72: Насочващи материали / A.E. Авцин, В.И. Демин, Г.И. Иванова и др., М.: НИИМАШ, 1972. - 308 с.

56. Рабинович С.Г. Грешка в измерването. Л.: Енергия, 1973. -262 с.

57. Rogal V.F. За повишаване на надеждността на манометричния контрол на херметичността // Дефектоскопия. 1978. № 9. - С. 102-104.

58. Сажин С.Г. Акустично-пневматични измервателни устройства за наблюдение на течове на газ и течност // Измервателна техника. 1973. № 1 - с. 48-50.

59. Сажин С.Г., Лемберски В.Б. Автоматизация на контрола на херметичността на масово произвежданите продукти. Горки: Волго-Вятска книга. издателство, 1977. -175 с.

60. Сажин С.Г. Класификация на високоефективно оборудване за контрол на херметичността на продуктите. // Откриване на дефекти. 1979. - № 11. - С. 74-78.

61. Сажин С.Г. Оценка на инерционността на тестови системи за контрол на плътността на продукта. // Откриване на дефекти. 1981. -№ 4. - С. 76-81.

62. Сажин С.Г., Столбова Л.А. Автоматизирани устройства за следене на херметичността на продуктите. // Откриване на дефекти. 1984. -№ 8. - С. 3-9.

63. Тръбопроводни връзки. Методи за изпитване на херметичност: GOST 25136-90.-M.; 1990.-21 с.

64. Ръководство за вероятностни изчисления / V.G. Абезгауз, А.Б. Трон, Ю.Н. Копейкин, И.А. Коровина. М.: Воениздат, 1970. - 536 с.

65. Средства за контрол на херметичността: В 3 тома Т. 1. Насоки за развитие на средства за контрол на херметичността / Ed. КАТО. Зажигина. М .: Машиностроене, 1976.-260 с.

66. Средства за контрол на херметичността: В 3 тома Т. 2. Индустриални средства за контрол на херметичността / Ed. КАТО. Зажигина. М .: Машиностроене, 1977. -184 с.

67. Техника за откриване на течове. Термини и определения: ГОСТ 26790-91.- М.; 1991, - 18 с.

68. Универсална система от промишлени пневматични елементи за автоматизация: Каталог. М .: Централен изследователски институт по приборостроене, 1972. - 28 с.

69. Шкатов Е.Ф. Пневматичен резисторен преобразувател на диференциално налягане // Измервателна техника. 1983. - № 8. - С. 36-37.

70. Електрически измервания на неелектрически величини / A.M. Туричин, П.В. Навицки, Е.С. Левшина и др.; Под общ изд. П.В. Навицки. J1.: Енергетика, 1975.-576 с.

71. Елементи и устройства за пневматична автоматизация с високо налягане: Каталог / E.A. Рагулин, А.В. Никитски, А.П. Пет врати и др.; Под общ изд. ИИ Кудрявцева, А.Я. Оксененко. М.: НИИМАШ, 1978. - 156 с.

72. А. С. 157138 СССР, MKI G 01 L; 42 k, 30/01. Устройство за контрол на херметичността на контейнери / P.M. Смелянски. 1964, БИ № 19.

73. A. S. 286856 СССР, MKI G 01 L 5/00. Устройство за тестване на продукти за течове / S.G. Сажин. 1972, БИ № 35.

74. A. S. 331267 СССР, MKI G 01 L 19/08. Аларма за налягане / I.V. Керин, С.И. Романенко, Н.И. Туманов В.Н. Стафеев, С.Ф. Яковлева. 1972, БИ № 9.

75. А. С. 484427 СССР, MKI G 01 M 3/26. Устройство за следене на изтичане на газ / B.C. Белобородое, В.Н. Стафеев, С.Ф. Яковлева. 1975, БИ № 34.

76. A. S. 655921 СССР, MKI G 01 M 3/02. Устройство за контрол на херметичността на заключващи елементи на пневматично оборудване / A.P. Гридалов, А.П. Махов, Ю.П. Мосалев. 1979, БИ № 13.

77. A. S. 676887 СССР, MKI G 01 M 3/02. Устройство за изпитване на продукти за плътност / S.G. Сажин, Г.А. Живчиков, С.Т. Стариков и др., 1979, БИ № 28.

78. A. S. 705292 СССР, MKI G 01 L 19/08. Аларма за налягане / G.P. Барабанов, А.А. Липатов, Ю.А. Осински. 1979, БИ № 47.

79. A. S. 1024773 СССР, MKI G 01 M 3/02. Устройство за наблюдение на течове на газ / S.G. Сажин, М.А. Фадеев, В.М. Мясников и др., 1983, БИ № 23.

80. A. S. 1167465 СССР, MKI G 01 M 3/02. Автоматично устройство за проверка на плътността на кухи продукти / L.M. Верятин, В.Е. Галкин, О.Е. Денисов и др., 1985, БИ № 26.

81. A. S. 1177707 СССР, MKI G 01 M 3/02. Манометричен метод за определяне на общото изтичане на газ от продукти / V.M. Мясников, А.И. Юрченко. -1985, БИ № 33.

82. A. S. 1303864 СССР, MKI G 01 L 19/08. Аларма за налягане / G.P. Барабанов, И.А. Морковин, Ю.А. Осински. 1987, БИ № 14.

83. A. S. 1670445 СССР, MKI G 01 M 3/02. Стенд за тестване на продукти за плътност / Ю.В. Захаров, А.Г. Суворов, А.И. Сутин и др., 1991, БИ № 30.

84. A. S. 1675706 СССР, MKI G 01 L 19/08, 19/10. Аларма за налягане / G.P. Барабанов, А.Г. Суворов. 1991, БИ № 33.

85. Патент 2141634 RF, MKI G 01 M 3/02. Автоматизиран стенд за тестване на продукти за течове / V.G. Барабанов, М.Б. Диперштейн, Г.П. Барабанов. 1999, БИ № 32.

86. Патент 2156967 RF, MKI G 01 L 19/08. Аларма за налягане / V.G. Барабанов, М.Б. Диперштейн, Г.П. Барабанов. 2000, БИ № 27.

87. Патент 2194259 RF, MKI G 01 M 3/02. Автоматизиран стенд за тестване на продукти за течове / V.G. Барабанов, Г.П. Барабанов. 2002, БИ № 34.

88. Приложение 63-34333 Япония, MKI G 01 M 3/32. Устройство за следене на течове с автоматично компенсиране на грешката при измерване / заявител K.K.Kosumo keiki No 56-14844; приложение 09.18.81; публ. 19.07.89 г., бюлетин. № 6 -859.

89. Приложение 63-53488 Япония, MKI G 01 M 3/26. Устройство за проверка на течове / заявител Obaru Kiki Kote K.K. № 55-67062; приложение 22.05.80; публ.2410.88, Бул. № 6 1338.

90. Приложение № 63-63847 Япония, MKI G 01 M 3/32. Метод за откриване на теч / заявителят K.V. Fukuda. -No 57-61134; приложение 04/14/82; публ. 06.12.88, Бюлетин. № 6- 1577.

91. Pat. 3739166 Германия, IPC G 01 M 3/06. Устройство за контрол на течове / Magenbaner R., Reimold O., Vetter N.; заявител и притежател на патент Bayer GmbH Sondermaschinen Entwicklung und Vertnieb, 7300 Esslingen, DE. приложение 11/19/87; публ. 06/01/89, Бюлетин. № 22.

92. Ensberg ES, Wesley J.C., Jensen T.N. Теч телескоп. // Rev. Sci. инстр., -1977. -v. 48, № 3. С. 357-359.

93. Holme A.E., Shulver R.L. Управлявана с микропроцесор вакуумна инсталация за изпитване на течове за тестване на течове в производствена линия. //Процес. 8-ми междун. Вак. конгр. Триен, запознай се. Вътр. Union Vac. Sci., Technol. And Appl., Кан, 22-26 септември 1980 г. V.2, - P. 360-363.

94. Lentges J.G. Опит с напълно автоматични инсталации за изпитване на течове He, използвани в широкомащабно серийно производство. //Процес. 8-ми междун. Вак. конгр. Триен, запознай се. Вътр. Union Vac. Sci., Technol. And Appl., Кан, 22-26 септември, 1980.- V.2, P. 357-359.