Исследование плотности разъемных и сварных соединений установок с гелиевым теплоносителем
Одной из важных инженерных проблем при создании установок с гелиевым теплоносителем является проблема обеспечения гелиевой плотности контура циркуляции гелия [1]. Решение этой проблемы связано с определением гелиевой проницаемости сплошных материалов (трубчатки, трубопроводов и т. д.) и герметичности различных узлов и соединений контура (арматуры, фланцевых, сварных соединений и т. п.). Условия работы определяются наличием значительного давления теплоносителя и высокой температуры. Кроме того, неизбежны термоциклические нагрузки. Для решения этой проблемы необходимо провести комплекс научно-технических и опытно-технологических работ.
В статье излагаются основные результаты экспериментальных исследований гелиевой плотности различных узлов и соединений, проведенных для обоснования технических решений, обеспечивающих герметичность контура циркуляции при работе установок с гелиевым теплоносителем.
Под герметичностью мы понимаем способность конструкции обеспечить требуемые пределы протечек газообразной или жидкой среды. При одной и той же абсолютной величине протечки герметичность конструкции возрастает с увеличением объема. Таким образом, физический смысл герметичности можно трактовать как время, необходимое для изменения давления во внутреннем объеме конструкции на единицу измерения.
К основным современным методам контроля герметичности оборудования относятся масс-спектрометрический, галогенный, химический, люминесцентно-гидравлический, акустический и некоторые другие.
При контроле герметичности чувствительность метода выбирают такой, чтобы можно было обнаруживать утечку, величина которой примерно на один порядок меньше допускаемой.
Одним из наиболее чувствительных, универсальных и широко применяемых методов контроля герметичности является масс-спектрометрический. Изделие, нагруженное внутренним давлением гелия, помещают в вакуумную камеру, соединенную с течеискателем. Герметичность определяют по повышению концентрации гелия в известном вакуумированном объеме за заданный промежуток времени. Чувствительность этого метода контроля практически определяется чувствительностью применяемого течеискателя и продолжительностью выдержки. На стенде применялся тече-искатель ПТИ-7А, что позволяло определять утечки порядка 1,33-10-13 м3*Па (10~9 л *мкм/с.)