Raport Nr 3/2016 Test szczelności uszczelek w temperaturze pokojowej i ciekłego azotu (77K), wykonanych z płyty GAMBIT AF-GL firmy Gambit

Transkrypt

1 Wrocław Raport Nr 3/2016 Test szczelności uszczelek w temperaturze pokojowej i ciekłego azotu (77K), wykonanych z płyty GAMBIT AF-GL firmy Gambit Lubawka Sp. z o.o., ul. Wojska Polskiego 16, Lubawka. Test przeprowadzono w Instytucie Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych im. Włodzimierza Trzebiatowskiego PAN we Wrocławiu. Adres Instytutu: ul. Okólna 2, Wrocław Adres pocztowy: P Nr 1410, Wrocław 2 NIP: REGON: Tel.: Fax: intibs@int.pan.wroc.pl Osoby odpowiedzialne za przeprowadzenie testu : dr inż. Bogusław Macalik b.macalik@int.pan.wroc.pl Andrzej Sztucki a.sztucki@int.pan.wroc.pl Streszczenie: Uszczelki wykonane z płyty GAMBIT AF-GL spełniły wymagania testu. 1

2 Układ testowy Ciśnieniowy rurociąg testowy składa się z dwóch rur (sztywnej i giętkiej) zakończonych z jednej strony kołnierzami, pomiędzy którymi umieszczona jest badana uszczelka, a z drugiej zaworami kriogenicznymi, zestawem przyłączy gazowych oraz manometrem. Do pomiaru temperatury kołnierzy użyta została termopara typu T umieszczona w otworze w jednym z kołnierzy oraz multimetr. Manometr Zestaw przyłączy gazowych Zawór kriogeniczny Wylot gazu z objętości testowej Kołnierz Wlot helu do przemywania objętości testowej 2

3 Procedura śledzenia szczelności uszczelki Testowaną uszczelkę w kształcie pierścienia umieszcza się pomiędzy dwoma kołnierzami (odtworzono chropowatość (rowek) obrabianych mechanicznie powierzchni styku kołnierzy z uszczelką jak w kołnierzach fabrycznie nowych). W objętości ciśnieniowej ograniczonej przez kołnierze i wewnętrzną krawędź uszczelki wytwarzane jest ciśnienie testu. O-ring umieszczony pomiędzy kołnierzami na zewnątrz od testowanej uszczelki zamyka objętość testową, z której gaz wyprowadzany jest na zewnątrz do pomiaru jego przepływu (metodą pęcherzykową lub zmiany poziomu cieczy w U-rurce). Objętość testowa przemywana jest helem gazowym pod atmosferycznym ciśnieniem (aby uniknąć skraplania gazu w niskiej temperaturze pomiaru), którego przepływ (około 1cm 3 /min) zamykany jest na czas pomiaru nieszczelności. Po ustabilizowaniu ciśnienia i temperatury testu, jakakolwiek zmiana ciśnienia w objętości testowej (pomiędzy zewnętrzną krawędzią uszczelki, kołnierzami a O-ringiem) świadczy o przedostawaniu się gazu z objętości ciśnieniowej do objętości testowej przez nieszczelną uszczelkę. Testy zgodnie z przyjętą procedurą przeprowadzane są w temperaturze pokojowej oraz temperaturze ciekłego azotu. Ewentualne zwiększenie ilości gazu w objętości testowej śledzone jest metodą pęcherzykową. Objętość ciśnieniowa O-ring z pierścieniem nośnym Testowana uszczelka Objętość testowa Kołnierz 3

4 Procedura testowa pojedynczej uszczelki 1. Uszczelka oraz O-ring umieszczane są pomiędzy kołnierzami a kołnierze dociskane są czterema śrubami fi 16 momentem siły 110 Nm w czterech etapach 25%, 50%, 80% i 100% momentu końcowego. 2. Po upływie 5 min śruby dociągane są do poziomu 110 Nm, aby usunąć skutki ewentualnej relaksacji naprężeń. 3. Układ (objętość ciśnieniowa) napełniany jest azotem gazowym pod ciśnieniem 1,15 MPa i po ustabilizowaniu ciśnienia sprawdzana jest szczelność połączenia uszczelka-kołnierze. Wyciek helu z objętości testowej mierzona jest w cm 3 /min. Wynik testu jest pozytywny, jeśli po 10 min. wyciek gazowego helu nie przekroczy wartości 0,1 mg/ms (7,44 cm 3 /min ). 4. Układ testowy zostaje ochłodzony do temp. ciekłego azotu (77 K). 5. Po ustabilizowaniu się temperatury (zmiany mniejsze niż 1K/2min. ciśnienie w układzie testowym zwiększane jest do 1,15 MPa i po skropleniu azotu w objętości ciśnieniowej i ustabilizowaniu ciśnienia sprawdzana jest szczelność połączenia uszczelka-kołnierze. Wynik testu jest pozytywny jeżeli po 1 godz. oraz po 2 godz. wyciek gazowego helu nie przekroczy wartości 0,1 mg/ms (7,44 cm 3 /min ). 6. Ciśnienie zmniejszane jest do 1 MPa i układ podgrzewany jest do temp. pokojowej. Sprawdzana jest szczelność połączenia uszczelka-kołnierze. Wyciek helu z objętości testowej mierzona jest w cm 3 /min. Wynik testu jest pozytywny, jeśli po 10 min. wyciek gazowego helu nie przekroczy wartości 0,1 mg/ms (7,44 cm 3 /min ). 7. Przyjmuje się, że uszczelka przeszła test pozytywnie jeżeli w żadnym z badań wycieku (pkt. 3,5 i 6.) wyciek nie przekroczył wartości 0,1 mg/ms (7,44 cm 3 /min ). 4

5 5