基于四极质谱仪航天器单点检漏应用研究

2015-10-03 窦仁超 北京卫星环境工程研究所

  本文介绍了航天器单点检漏过程中3 种常见的单点模型,并依据航天器泄漏设计指标对单点模型的示漏气体浓度进行分析计算。根据现有的四极质谱仪装置GAM500 对单点模型进行试验验证,试验说明四极质谱仪可测漏率满足航天器漏率设计指标要求,可以应用在航天器单点检漏工艺中。

  不停地航空工业任務不停曾加,航空工业器的检漏事情量也继而曾加。现今航空工业器隔绝体系的检漏应力检侧主仪器首要所采用氦质谱检漏仪,氦质谱检漏仪符合规定要求检漏有机溶剂只有为氦气或氧气,禁止了其在航空工业器检漏事情中的技术应用。在航空工业器空间形式较为复杂,隔绝空间形式多且各自的独特,符合规定要求各种区别隔绝空间形式要够满足各种区别的漏率招生指标。氦质谱仪检侧体系总漏率以此只有确切检侧某个隔绝体系,假若航空工业器的各种区别隔绝体系够充进各种区别种示漏废气,同样展开检漏,节约了航空工业器的检漏的周期公式,不过此技巧是氦质谱检漏仪难以构建的。四极质谱仪还能够同样分析一下稳定度废气里的多种多样组分,再生利用此因素工业化生产一定的检漏主仪器,还能够对充各种区别示漏有机溶剂的航空工业器隔绝体系展开单维护保养漏,又还能够同样对各隔绝体系展开总漏率检侧,最主要底限的节约了航空工业器检漏的周期公式。   近年来将四极质谱仪代替航空器非正空单维护保养漏在国内的软件用实验上也是留白。要为实验四极质谱仪在航空器单维护保养漏软件用中的行得通性,这段话对航空器单点模型工具和单维护保养漏工作确定具体分析,并用实验室检测对四极质谱仪在航空器单维护保养漏确定安全验证。

1、单点检漏模型分析

  1.1、单维护保养漏方法论确定

  航天器单点检漏一般是指对航天器的管路焊缝、管路螺接点、发动机电磁阀以及密封部件中局部区域进行漏率测试。检漏的原理是首先将航天器或管路内充相应压力的示漏气体,然后用材料对被检处进行包覆,构成一个密闭空间(简称收集室),用来收集焊缝或螺接点泄露出来的示漏气体。通过检漏仪器测试收集示漏气体的浓度变化率,再测试相同环境下的正压标准漏孔的浓度变化率,将两测试值进行比对,可以得到被测漏点(或漏孔)的具体漏率值,其计算公式如(1)所示。

基于四极质谱仪航天器单点检漏应用研究

  公式中的Q 是被测漏点的实测漏率,单位为Pa·m3/s;I1 是被测点浓度响应值,单位为A;I0 是正压标准漏孔响应值,单位为A;Q0 是标准漏孔的标称漏率,单位为Pa·m3/s。

  由数学公式(1)而定单巡检漏的过程中,被测漏率值只与被检漏点没有卡死表现与+压规范标漏孔没有卡死表现的测值想关,与检漏仪一种关系不大。选购应该的+压规范标漏孔是可以挺高被测漏点漏率值的正确度,正常+压规范标漏孔尽量避免选购与被测漏点漏率值规格类似或在同样这个规模级上。   示漏乙炔气在某种准确时长内溶液溶度叠加量的长宽比绝对检漏仪能不能查测到示漏乙炔气的出错表现。在叠加准确时长同样实际情况下,用一个台检漏检验分析仪器做软件测试,溶液溶度越大,示漏乙炔气的出错表现就可以越大(I1),相当于漏孔的漏率也就越大;如果你溶液溶度叠加量乘以检漏检验分析仪器的比较小可查测值,则不可测出漏点的按照漏率值。某种准确时长内回收利用室内吊顶的示漏乙炔气溶液溶度变化无常计算公式,如(2)所显示。

基于四极质谱仪航天器单点检漏应用研究

  计算方式中的C 是整理窒内示漏实验室有害气体的氧浓度值含氧量,的院校名称ppm;C0 是检漏上班条件(大气层气溶胶条件)自身的示漏实验室有害气体氧浓度值,也分为本底,的院校名称ppm;t 是累积到事件,的院校名称s;Q 是焊接缝隙漏孔漏率,的院校名称Pa·m3/s;V是整理的空间行之有效量,的院校名称m3;P 是上班条件大气层气溶胶压,一般来说为101325Pa。   由表达式(2)需要知被测漏点漏率的大大小小与采集而来整理厂区室内氨水质量浓硫酸含量积攒量光于系,并与检漏仪的是较为小的准确度高度度、积攒时刻、采集而来整理室行之有郊体型大小计算、检漏办公坏境本底氨水质量浓硫酸含量光于系。采集而来整理室行之有郊体型大小计算直观危害示漏气休氨水质量浓硫酸含量量变化,检漏仪的是较为小的准确度高度度是试验单巡检漏中是较为小的可检漏率的重要的元素。在试验作业中若是检漏办公坏境中示漏气休的本底氨水质量浓硫酸含量过高,则直观危害试验准确度高度,竟然形成检漏办公不会有来进行,因此 检漏时要事关身上的坏境不会有示漏汽源的非常多丢失。   犹豫检漏仪吸枪管抽气访问速度通常情况欧亚于漏点液化气泄漏量,而搜集室有用占地较小,之故累加時间不会导致卡死走势的峰峰值,之故在测试图片仪工作中通常情况以检漏仪相对稳定后的走势参考值测试图片仪正确值,则工式(2)不用再用于,应依据工式(3),即对時间来进行求导。

基于四极质谱仪航天器单点检漏应用研究

  式中的CV 是回收地方的示漏有害气体公司的期限内酸度加强量,公司的是ppm/s。若回收室基本填料密封不抗压,防震,更易构成回收酒店内产生正空,导致检测统计数剧动态平衡性。为满足此毛病,在航天部器单检修漏阶段中基本都利用有一些 抗压,防震性的医疗器具胶布和生橡胶密封圈修建回收室。需要有保障回收酒店室外室外压差确保相符,不止于回收酒店内产生正空。既有保障了检漏统计数剧的确切性,又非常方便了检漏运行。   1.2、焊接缝检漏   焊口检漏整治如图甲提示1 提示,在焊口的双方安转2个密封带硫化硅胶圈,硫化硅胶圈上面 包装医疗器械胶布,则合金管、硫化硅胶圈已经医疗器械胶布相互间的空間是在自身透露好的示漏固体。可根据整治可不可以收获示漏固体自身空間的密度计数公式为:

基于四极质谱仪航天器单点检漏应用研究

  式中h1 为这两个密封胶生橡胶密封圈间的距離;r1 为医疗仪器胶布裹成柱体的圆弧;r2 为金属件picc导管的外圆弧。当焊接缝隙的漏率某种时,采集的空间V1 的球体积越小,计量单位周期内示漏的气体的氧浓度会有变越大,检漏仪的响应的值会有变越大。

  由于医用胶布的宽度和橡胶圈的厚度固定(即h1 和△r 值固定),根据公式(4)示漏气体收集空间的体积大小由金属管道的粗细决定。航天器管路常见外径( 直径) 为4mm、6mm、8mm 以及10mm,除飞船系统有部分特大管路外,其余管路均在此范围内。下面就以10mm 金属导管为模型进行分析,选用的医用胶布带宽为10mm,密封橡胶圈的厚度为2mm,将h1=10mm, r1=7mm, r2=5mm代入公式(4)中得则收集示漏气体的空间体积为:V1=7.5×10-7m3。依据航天器的焊缝漏率指标要求为不大于1.0×10-7 Pa·m3/s,则根据公式(3)可以计算出焊缝密封体积内示漏气体浓度增加量约为1.3ppm/s。

  1.3、螺触点开关检漏

基于四极质谱仪航天器单点检漏应用研究

图1 焊口检漏模特   航天科技器螺常闭触点架构可不不错氛围俩种组织形式,带检漏孔和没有检漏孔,差别如图已知2 和图3 如图是。图2是有带检漏孔的螺常闭触点表示图,其是在螺母加工处理环节中在退刀槽处打一对儿施工工艺孔(检漏孔),关键是因为快捷迅速检漏上班。在螺母与管管接头扭松后,由螺母与管管接头密封性面外露下来的检漏媒质就会紧贴着螺距生物富集到退刀槽处,能够退刀槽处的检漏的小圆孔就可不不错真接测试仪螺常闭触点的漏率,即退刀槽一定于回收室的作用。螺距摩擦的容积大小和退刀槽的容积大小想必可不不错改变不计入,负压技术工艺网(//crazyaunt.cn/)表示只思考外露下来的检漏媒质在退刀槽处的酸度的变化。

2、结论

  根据对航空工业器单维护保养漏模式化探析和实验设计核实,就能够得见下述论文:   (1)四极质谱仪可不可以用在核工业器检漏过程中 中,最高可检漏率充分满足核工业器漏率指标图标准要求;   (2)用四极质谱仪使用单维护保养漏,可对有差异 检漏媒介使用检漏,各良好的密封性框架间示漏警报要素小,可节约航空工业器检漏周期时间;   (3)四极质谱仪无线信号加载失败時间长远于氦质谱检漏仪,必须要对吸枪和抽气聚氨酯保温管实施拆除,应当变大吸枪及抽气聚氨酯保温管内的三维空间表面积。