УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧКИ ДЛЯ УПЛОТНИТЕЛЬНОЙ МЕМБРАНЫ
LEAKAGE DETECTION DEVICE FOR SEALING MEMBRANE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Изобретение относится к колоколообразному устройству обнаружения утечки для обнаружения утечек в уплотнительной мембране, в частности, в гофрированной уплотнительной мембране, например, в герметичном резервуаре. Эти герметичные резервуары могут быть, например, герметичными и теплоизоляционными резервуарами для хранения и/или транспортировки текучей среды, такой как криогенная текучая среда.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Документ KR 1020100050128 раскрывает способ испытания уплотнения мембраны герметичного и теплоизоляционного резервуара для хранения СПГ.
Резервуар содержит многослойную конструкцию и последовательно имеет, от наружной стороны к внутренней стороне, вспомогательное изоляционное пространство, вспомогательную уплотнительную мембрану, основное изоляционное пространство и основную уплотнительную мембрану, предназначенную для контактирования со сжиженным природным газом, содержащимся в резервуаре. Более конкретно, способ предназначен для обнаружения утечек через сварные валики, которые позволяют металлическим листам основной уплотнительной мембраны герметично соединяться вместе. Способ предусматривает впрыскивание индикаторного газа в основное изоляционное пространство, а затем перемещение оборудования обнаружения, оснащенного анализатором индикаторного газа, внутрь резервуара вдоль сварных валиков основной уплотнительной мембраны. Таким образом, если оборудование обнаружения обнаруживает присутствие индикаторного газа, можно делать вывод о наличии повреждения уплотнения в основной уплотнительной мембране. В таком способе впрыскивание индикаторного газа в основное изоляционное пространство имеет решающее значение, поскольку способ обнаружения может только обеспечивать надежные результаты, если индикаторный газ был однородно распределен по всему основному изоляционному пространству.
[0003] Кроме того, оборудование обнаружения образовано из блока всасывания индикаторного газа и детектора индикаторного газа. Блок всасывания перемещают вдоль всей длины сварного валика, используя каретку, причем каретка расположена на нижней стенке резервуара, а блок всасывания прикреплен к каретке так, чтобы располагаться на сварном валике стенки, смежной с нижней стенкой. Однако, используя это оборудование, сложно проверять все сварные валики резервуара, поскольку оборудование громоздкое и его необходимо соединять с кареткой на нижней стенке. Это оборудование также очень медленное, поскольку оборудование проверяет только маленький участок сварного валика за один раз, а узел оборудования на каретке должен быть изменен, чтобы изменять сварной валик.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Одна идея, лежащая в основе изобретения, заключается в том, чтобы предложить колоколообразное устройство обнаружения или устройство обнаружения утечки для испытания уплотнения уплотнительной мембраны резервуара, которое является надежным и простым при использовании в резервуаре.
[0005] Другая идея, лежащая в основе изобретения, заключается в том, чтобы предложить колоколообразное устройство обнаружения или устройство обнаружения утечки, которое можно быстро использовать для испытания уплотнения уплотнительной мембраны резервуара за минимальное время.
[0006] Другая идея, лежащая в основе изобретения, заключается в том, чтобы предложить способ испытания уплотнения мембраны, который является надежным и быстрым для реализации.
[0007] Согласно одному варианту осуществления изобретение предлагает колоколообразное устройство обнаружения утечки для обнаружения утечки в зоне испытания уплотнительной мембраны резервуара, причем колоколообразное устройство обнаружения содержит:
- основной корпус, предназначенный для размещения в зоне испытания;
- уплотнение, соединенное с основным корпусом и выполненное с возможностью ограничивать камеру обнаружения между основным корпусом и зоной испытания, причем уплотнение содержит периферийную уплотняющую кромку, имеющую замкнутый контур для охватывания зоны испытания;
- механическое нажимное средство, поддерживаемое основным корпусом и содержащее, по меньшей мере, один нажимной элемент, выполненный с возможностью оказывать давление на участок уплотняющей кромки, направленное к мембране, когда основной корпус расположен в зоне испытания.
[0008] Благодаря этим признакам колоколообразное устройство обнаружения можно быстро размещать в зоне испытания, так чтобы уплотнение могло образовывать камеру обнаружения по всей зоне испытания. Кроме того, механическое нажимное средство позволяет прижимать уплотняющую кромку к одному или нескольким участкам, особенно там, где есть риск уплотнению отсоединяться от уплотнительной мембраны, чтобы повышать надежность обнаружения возможной утечки колоколообразным устройством обнаружения.
[0009] Предпочтительно колоколообразное устройство обнаружения способно обнаруживать индикаторный газ. Согласно одной возможности, предлагаемой изобретением, этот индикаторный газ необязательно впрыскивают в зону, где исследуют уплотнение, он может вводиться в зону другим путем.
[0010] Кроме того, благодаря колоколообразному устройству обнаружения утечки согласно изобретению, теперь можно легко достигать разрежение менее 100 Па в камере обнаружения, например, порядка от 50 до 60 Па (0,5-0,6 мбар).
[0011] Согласно другим предпочтительным вариантам осуществления, такое колоколообразное устройство может иметь один или несколько из следующих отличительных признаков.
[0012] Согласно одному варианту осуществления нажимной элемент представляет собой эластично деформируемый элемент, который оказывает давление на участок уплотняющей кромки путем эластичной деформации.
[0013] Таким образом, эластичность нажимного элемента позволяет во время его эластичной деформации вызывать действие ответной силы на уплотняющую кромку в направлении уплотнительной мембраны.
[0014] Согласно одному варианту осуществления нажимной элемент ориентируют перпендикулярно контуру периферийной уплотняющей кромки.
[0015] Согласно одному варианту осуществления уплотняющая кромка имеет рабочее состояние, когда в камере обнаружения применяют разрежение, при этом участок уплотняющей кромки удерживают между основным корпусом и уплотнительной мембраной, по меньшей мере, на части периферии камеры обнаружения, предпочтительно по всей периферии упомянутой камеры.
[0016] Согласно одному варианту осуществления колоколообразное устройство обнаружения утечки имеет удлиненную форму, длина которой больше или равна 0,5 м, предпочтительно больше или равна 1 м, более предпочтительно больше или равна 2 м.
[0017] Согласно одному варианту осуществления механическое нажимное средство содержит множество нажимных элементов, выполненных с возможностью оказывать давление на множество участков уплотняющей кромки, причем эти участки расположены на двух концах уплотняющей кромки в продольном направлении.
[0018] Согласно одному варианту осуществления изобретения, участки уплотняющей кромки, прижимаемые механическими нажимными средствами, расположены на двух концах уплотняющей кромки в продольном направлении, то есть на двух концах колоколообразного устройства, учитывая, что упомянутое устройство имеет, в общем, продольную форму.
[0019] Таким образом, механическое нажимное средство прикладывает давление на различные зоны, где существует риск отсоединения уплотнения, а именно к концам уплотнения.
[0020] Согласно одному варианту осуществления уплотняющая кромка содержит, по меньшей мере, одну впадину, форма которой соответствует форме гофра мембраны, причем впадина предназначена для охвата гофра.
[0021] Согласно одному варианту осуществления уплотняющая кромка содержит, по меньшей мере, две впадины, например три впадины.
[0022] Благодаря этим признакам можно размещать колоколообразное устройство обнаружения на уплотнительной мембране, содержащей гофрированные листы, причем одна или более впадин позволяют колоколообразному устройству охватывать гофры.
[0023] Согласно одному варианту осуществления участок уплотняющей кромки, прижимаемый механическим нажимным средством, расположен в основании впадины.
[0024] Благодаря этому признаку колоколообразное устройство обнаружения может размещаться на уплотнительной мембране, содержащей гофрированные листы, причем одна или более впадин позволяют колоколообразному устройству охватывать гофры.
[0025] Таким образом, механическое нажимное средство прикладывает давление на зону, где существуют риски отсоединения уплотнения из-за изменения наклона впадины.
[0026] Согласно одному варианту осуществления механическое нажимное средство содержит множество нажимных элементов, выполненных с возможностью оказывать давление на множество участков уплотняющей кромки, причем участки расположены в основаниях впадины или впадин.
[0027] Таким образом, механическое нажимное средство прикладывает давление на различные зоны, где существует риск отсоединения уплотнения, а именно к основанию одной или более впадин.
[0028] Согласно одному варианту осуществления участок уплотняющей кромки расположен на вершине впадины.
[0029] Согласно одному варианту осуществления изобретения все участки уплотняющей кромки, расположенные в основаниях впадины, прижаты множеством нажимных элементов механического средства.
[0030] Согласно одному варианту осуществления, по меньшей мере, один, часть или нажимные элементы содержат изогнутую полосу, по меньшей мере, один из концов которой упирается в основание впадины.
[0031] Предпочтительно, по меньшей мере, один, часть или нажимные элементы содержат изогнутую полосу, два конца которой упираются в основание двух смежных впадин.
[0032] Благодаря этому признаку, легче располагать колоколообразное устройство обнаружения утечки, поскольку изогнутая полоса будет позволять правильно распределить давление впадин уплотняющей кромки на два смежных гребня мембраны, независимо от любых незначительных изменений расстояния между этими двумя смежными гребнями или приблизительного расположения колоколообразного устройства обнаружения утечки на ребристой мембране одним или несколькими операторами.
[0033] Согласно одному варианту осуществления механическое нажимное средство содержит несущий элемент, протяженный по всей длине основного корпуса, над упомянутым основным корпусом и прикрепленный к нему.
[0034] Согласно одному варианту осуществления изогнутые полосы распределены по уплотняющей кромке и прикреплены к несущему элементу средствами крепления.
[0035] Согласно одному варианту осуществления изогнутые полосы выполнены с возможностью эластично деформироваться так, чтобы при их деформации прикладывать упругую ответную силу на уплотняющую кромку.
[0036] Согласно одному варианту осуществления средства крепления содержат множество штифтов, каждый штифт содержит стержень, свободно установленный на корпусе, причем стержень содержит конец, упирающийся в одну из изогнутых полос; корпус прикреплен к несущему элементу, а также содержит пружину, соединяющую стержень с корпусом, причем пружина действует между корпусом и стержнем, чтобы располагать конец стержня в упор на изогнутую полосу, при этом пружина выполнена с возможностью вызывать действие ответной силы на изогнутую полосу так, чтобы изогнутая полоса поджимала уплотняющую кромку к основанию гофра.
[0037] Согласно одному варианту осуществления механическое нажимное средство содержит множество концевых нажимных элементов, причем концевые нажимные элементы расположены на двух концах уплотняющей кромки в продольном направлении, то есть на двух концах колоколообразного устройства, учитывая, что упомянутое устройство имеет продольную форму.
[0038] Таким образом, длина колоколообразного устройства согласно изобретению может составлять, по меньшей мере, один (1) метр, а ширина от 10 до 20 сантиметров (см), предпочтительно от 14 см до 16 см.
[0039] Колоколообразное устройство обнаружения утечки согласно настоящему изобретению способно, когда его используют в зоне мембраны, содержащей гребни, испытывать множество гребней (одну или несколько сварных точек, присутствующих на упомянутом гребне или на упомянутых гребнях), то есть, по меньшей мере, три (3) гребня и почти до десяти гребней. Также возможно рассмотреть соединение множества колоколообразных устройств обнаружения одно рядом с другим или одно за другим, чтобы образовывать большую/более существенную длину зоны испытания, причем только один вакуумный насос затем может использоваться для создания требуемого вакуума в этих колоколообразных устройствах обнаружения утечки, которые соединены вместе.
[0040] Такое колоколообразное устройство обнаружения может весить от 3 кг до 25 кг, предпочтительно от 5 кг до 10 кг, в частности, в зависимости от используемых материалов, его длины и ширины.
[0041] Согласно одному варианту осуществления, по меньшей мере, один или концевые нажимные элементы содержат концевой штифт, причем концевой штифт содержит стержень, свободно установленный на корпусе; удлиненный опорный элемент прикреплен к концу стержня, при этом удлиненный опорный элемент упирается в уплотняющую кромку, а корпус прикреплен к несущему элементу, концевой штифт также содержит пружину, соединяющую стержень с корпусом, при этом пружина действует между корпусом и стержнем для того, чтобы располагать удлиненный опорный элемент к уплотняющей кромке, причем пружина выполнена с возможностью вызывать действие ответной силы на удлиненный опорный элемент так, чтобы удлиненный опорный элемент поджимал уплотняющую кромку к зоне, подлежащей исследованию.
[0042] Согласно одному варианту осуществления второй конец оснащен удлиненным опорный элементом, причем удлиненный опорный элемент выполнен с возможностью передавать упругую ответную силу на зону уплотняющей кромки, соответствующую длине удлиненного опорного элемента.
[0043] Согласно одному варианту осуществления второй конец первого концевого штифта и второй конец второго концевого штифта, смежного первому концевому штифту, прикреплены вместе с помощью удлиненного опорного элемента.
[0044] Согласно одному варианту осуществления, по меньшей мере, один или концевые нажимные элементы содержат множество регулировочных элементов, образующих ряд элементов, причем регулировочный элемент содержит стержень, идущий к уплотняющей кромке, и регулируемый конец в продольном направлении стержня, чтобы соприкасаться с уплотняющей кромкой после регулировки.
[0045] Согласно одному варианту осуществления нажимной элемент содержит изогнутую полосу, содержащую, на одном из ее концов, который соприкасается с уплотняющей кромкой, цилиндрическую втулку.
[0046] Таким образом, цилиндрическая втулка позволяет равномерно прикладывать давление механического нажимного средства к части уплотняющей кромки.
[0047] Согласно одному варианту осуществления уплотнение содержит кожух, который, по меньшей мере, частично покрывает основной корпус и который прикреплен к основному корпусу, причем периферийная уплотняющая кромка соединена с кожухом так, чтобы продолжать упомянутый кожух, и изогнута противоположно основному корпусу.
[0048] Согласно одному варианту осуществления цилиндрическая втулка содержит продольное направление, причем продольное направление цилиндрической втулки по существу перпендикулярно кожуху, так, чтобы цилиндрическая втулка выступала из кожуха на одном конце уплотняющей кромки.
[0049] Согласно одному варианту осуществления уплотняющая кромка содержит изогнутую часть, по существу перпендикулярную кожуху, причем изогнутая часть имеет поперечный размер сечения, который больше или равен 1 см, предпочтительно больше или равен 1,5 см, более предпочтительно больше или равен 2 см.
[0050] Согласно одному варианту осуществления уплотнение выполнено из эластомерного материала, твердость по Шору А которого составляет от 20 до 50.
[0051] Благодаря этим признакам уплотнение выполнено из материала, который является достаточно гибким, чтобы деформироваться механическим нажимным средством.
[0052] Согласно одному варианту осуществления эластомерный материал уплотнения выбирают из полиуретанового эластомера и этилен-пропилен-диеновой мономерной (EPDM) резины. Эластомерный материал уплотнения также может быть изготовлен из силикона, нитрила или Viton.
[0053] Согласно одному варианту осуществления основной корпус содержит жесткую центральную часть, а уплотнение содержит кожух, герметично нанесенный к периферийной стенке жесткой центральной части.
[0054] Согласно одному варианту осуществления жесткая центральная часть содержит углубление на нижней поверхности, которое предназначено поворачиваться к зоне испытания.
[0055] Согласно одному варианту осуществления жесткая центральная часть содержит канал, соединяющий углубление с верхней поверхностью жесткой центральной части для присоединения вакуумного насоса.
[0056] Согласно одному варианту осуществления изобретение предлагает устройство обнаружения утечки для испытания уплотнения герметичного и теплоизоляционного резервуара, причем устройство обнаружения утечки содержит:
- колоколообразное устройство обнаружения утечки, как описано выше;
- вакуумный насос, соединенный с камерой обнаружения;
- аппаратуру для анализа, соединенную с камерой обнаружения для анализа количества газа, присутствующего в камере обнаружения.
[0057] Согласно одному варианту осуществления изобретение предлагает узел обнаружения утечки в зоне испытания уплотнительной мембраны резервуара, причем узел содержит:
- колоколообразное устройство обнаружения утечки, как описано выше, или устройство обнаружения утечки, как описано выше;
- уплотнительную мембрану, содержащую зону испытания;
причем колоколообразное устройство обнаружения утечки расположено на зоне испытания так, чтобы уплотняющая кромка охватывала зону испытания.
[0058] Согласно одному варианту осуществления изобретение предлагает способ работы устройства обнаружения утечки, как описано выше, на зоне испытания уплотнительной мембраны резервуара, причем способ содержит следующие этапы, на которых:
- размещают колоколообразное устройство обнаружения на зоне испытания так, чтобы уплотняющая кромка полностью охватывала зону испытания;
- прикладывают давление на уплотняющую кромку с помощью механического нажимного средства для прижатия уплотняющей кромки к уплотнительной мембране;
- сбрасывают давление в камере обнаружения посредством вакуумного насоса;
- подают газы, присутствующие в камере обнаружения, к аппаратуре для анализа; и
- анализируют посредством аппаратуры для анализа газы, исходящие из камеры обнаружения, и предоставляют переменную, представляющую газы, присутствующие в камере обнаружения.
[0059] Согласно одному варианту осуществления колоколообразное устройство обнаружения утечки ориентируют в зоне испытания так, чтобы длина колоколообразного устройства для обнаружения утечки перекрывалась с зоной испытания.
[0060] Согласно одному варианту осуществления зона испытания представляет собой часть сварного валика уплотнительной мембраны.
[0061] Таким образом, колоколообразное устройство обнаружения утечки используют для подтверждения отсутствия повреждения сварного валика, которое может вызывать утечку в уплотнительной мембране.
[0062] Согласно одному варианту осуществления зону испытания располагают на гофрированной уплотнительной мембране.
[0063] Согласно одному варианту осуществления изобретение предлагает способ испытания уплотнения мембраны герметичного и теплоизоляционного резервуара, причем герметичный и теплоизолирующий резервуар имеет многогранную форму, ограниченную множеством стенок резервуара, которые закреплены на несущей конструкции, причем каждая из стенок резервуара содержит теплоизолирующий барьер, содержащий изолирующие элементы, закрепленные на несущей конструкции, при этом мембрана опирается на изолирующие элементы теплоизолирующего барьера; теплоизолирующие барьеры стенок резервуара соединены вместе и вместе ограничивают теплоизоляционное пространство; причем способ испытания уплотнения содержит следующие этапы, на которых:
- впрыскивают индикаторный газ в теплоизоляционное пространство;
- доставляют устройство обнаружения утечки, содержащее колоколообразное устройство обнаружения, выполненное с возможностью ограничивать уплотненную камеру обнаружения с мембраной, и вакуумный насос, который, с одной стороны соединен с камерой обнаружения, а с другой стороны - с аппаратурой для анализа;
- располагают колоколообразное устройство обнаружения у поверхности мембраны, противоположной теплоизоляционному пространству, причем колоколообразное устройство обнаружения располагают так, что камеру обнаружения располагают обращенной к участку сварного валика, подлежащего исследованию;
-- сбрасывают давление в камере обнаружения с помощью вакуумного насоса;
- подают газовую фазу, содержащуюся в камере обнаружения, к аппаратуре для анализа; и
- анализируют посредством аппаратуры для анализа упомянутую газовую фазу и предоставляют переменную, представляющую концентрацию индикаторного газа в упомянутой газовой фазе.
[0064] Понятно, что давление, приложенное на уплотняющую кромку перед сбросом давления в камере обнаружения, действует на поверхность упомянутой кромки снаружи камеры обнаружения. Таким образом, уплотняющая кромка, которая может быть единым элементом, ограничивает уплотненный или герметичный объем, предназначенный становиться после сброса давления, камерой сброса давления.
[0065] Согласно одному варианту осуществления изобретение предлагает устройство обнаружения утечки для испытания уплотнения мембраны герметичного и теплоизоляционного резервуара; причем устройство обнаружения утечки содержит колоколообразное устройство обнаружения, выполненное с возможностью ограничивать уплотненную камеру обнаружения с мембраной, и вакуумный насос, который, с одной стороны соединен с камерой обнаружения, а, с другой стороны - с аппаратурой для анализа.
[0066] Согласно вариантам осуществления, способ испытания уплотнения мембраны и/или устройства обнаружения утечки может содержать один или более следующих признаков.
[0067] Согласно одному варианту осуществления индикаторный газ впрыскивают в теплоизоляционное пространство посредством упомянутого способа впрыскивания индикаторного газа. Однако, согласно другому варианту осуществления индикаторный газ также можно впрыскивать в теплоизоляционное пространство, используя другой способ.
[0068] Согласно одному варианту осуществления аппаратура для анализа представляет собой масс-спектрометр.
[0069] Согласно одному варианту осуществления колоколообразное устройство обнаружения имеет удлиненную форму.
[0070] Согласно одному варианту осуществления колоколообразное устройство обнаружения содержит жесткую центральную часть и уплотнение, которые скреплены друг с другом и расположены для ограничения камеры обнаружения с мембраной, подлежащий исследованию.
[0071] Согласно одному варианту осуществления уплотнение содержит кожух, прикрепленный к жесткой центральной части, и периферийную уплотняющую кромку, которая продолжает кожух.
[0072] Согласно одному варианту осуществления кожух уплотнения имеет основание, которое покрывает верхнюю поверхность жесткой центральной части, и периферийную стенку, которая соответствует периферии жесткой центральной части.
[0073] Согласно одному варианту осуществления периферийная уплотняющая кромка изогнута наружу колоколообразного устройства обнаружения и выполнена с возможностью изгибаться и прижиматься к мембране, когда в камере обнаружения сбрасывают давление.
[0074] Согласно одному варианту осуществления участок сварного валика пересечен, по меньшей мере, одним гофром мембраны.
[0075] Согласно одному варианту осуществления периферийная уплотняющая кромка имеет форму, чтобы адаптироваться к геометрии упомянутого, по меньшей мере, одного гофра.
[0076] Согласно одному варианту осуществления участок сварного валика пересечен, по меньшей мере, двумя параллельными гофрами, например, тремя гофрами, мембраны, причем периферийная уплотняющая кромка имеет форму, чтобы адаптироваться к геометрии упомянутых гофров.
[0077] Согласно одному варианту осуществления периферийная уплотняющая кромка содержит, по меньшей мере, две впадины, форма которых соответствует форме гофра мембраны, выступающего внутрь резервуара, причем упомянутые впадины предназначены для охвата упомянутого гофра.
[0078] Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере один гофр мембраны выступает к внутренней стороне резервуара, причем колоколообразное устройство обнаружения расположено на мембране так, чтобы впадины охватывали гофр.
[0079] Согласно одному варианту осуществления периферийная уплотняющая кромка содержит, по меньшей мере, две выступающие зоны, форма которых соответствует форме гофра мембраны, выступающего к наружной стороне резервуара.
[0080] Согласно одному варианту осуществления колоколообразное устройство обнаружения расположено на мембране так, чтобы выступающие зоны были вставлены в гофр.
[0081] Согласно одному варианту осуществления уплотнение выполнено из эластомерного материала, твердость по Шору А которого составляет от 20 до 50.
[0082] Согласно одному варианту осуществления эластомерный материал уплотнения выбирают из полиуретанового эластомера, силикона, нитрила и Viton.
[0083] Согласно одному варианту осуществления колоколообразное устройство обнаружения оснащено зажимной системой, способной прижимать периферийную уплотняющую кромку к мембране, подлежащей испытанию.
[0084] Согласно одному варианту осуществления перед сбрасыванием давления камеры обнаружения, зажимную систему активируют так, чтобы обеспечить герметизацию камеры обнаружения.
[0085] Согласно одному варианту осуществления, когда уплотнение содержит, по меньшей мере, две впадины с формой, которая соответствует форме гофра мембраны, выступающей к наружной стороне резервуара и проходящей через участок сварного валика, зажимная система содержит зажим на каждой из впадин, причем каждый зажим содержит два ответвления соответственно расположенные на каждой стороне впадины и выполненные с возможностью прикладывать зажимную силу от периферийной уплотняющей кромки к гофру мембраны.
[0086] Согласно одному варианту осуществления в камере обнаружения сбрасывают давление до значения абсолютного давления, находящегося в диапазоне от 10 Па до 1000 Па, предпочтительно ниже 100 Па абсолютного значения.
[0087] Согласно одному варианту осуществления газовую фазу анализируют в течение времени, которое больше или равно 5 секундам.
[0088] Согласно одному варианту осуществления переменную, представляющую концентрацию индикаторного газа в упомянутой газовой фазе сравнивают с пороговым значением, а уплотнение участка сварного валика считают дефектным, когда переменная, представляющая концентрацию индикаторного газа в упомянутой газовой фазе, выше упомянутого порога.
[0089] Согласно одному варианту осуществления устройство обнаружения утечки дополнительно содержит камеру гомогенизации, которая расположена между камерой обнаружения и аппаратурой для анализа, причем колоколообразное устройство обнаружения содержит канал подвода газа, оснащенный краном, причем камера гомогенизации и канал подвода газа соединены на двух противоположных концах камеры обнаружения.
[0090] Согласно одному варианту осуществления кран канала подвода газа закрывают, когда в камере обнаружения сбрасывают давление, причем этап, на котором подают газовую фазу, содержащуюся в камере обнаружения, содержит этапы, на которых:
- открывают кран канала подвода газа и подают газовую фазу, содержащуюся в камере обнаружения, к камере гомогенизации; и
- подают газовую фазу от камеры гомогенизации к аппаратуре для анализа.
[0091] Согласно одному варианту осуществления изобретение предлагает способ контролирования диффузии индикаторного газа в теплоизоляционном пространстве.
[0092] Согласно одному варианту осуществления способ контролирования диффузии индикаторного газа реализуют во время вышеупомянутого способа испытания уплотнения. Однако, в другом варианте осуществления, его также можно реализовывать независимо.
[0093] Согласно одному варианту осуществления контролирования диффузии индикаторного газа в теплоизоляционном пространстве содержит этапы, на которых:
- отбирают пробу газа, содержащегося в теплоизоляционном пространстве, посредством множества пробоотборников, каждое из которых проходит через мембрану одной из стенок резервуара; и
- подают отобранный газ к аппаратуре для анализа, такому, как масс-спектрометр, например.
[0094] Согласно одному варианту осуществления пробоотборники предпочтительно расположены вблизи угловых зон, образованных на соединении между двумя или тремя стенками резервуара.
[0095] Согласно одному варианту осуществления каждое газовое пробоотборник содержит покрывающую пластину, которая соединена с мембраной посредством мастичного валика, охватывающего зону мембраны, лишенную сварки, на соединении между двумя элементами мембраны, причем покрывающая пластина имеет отверстие и соединитель, предназначенный для соединения с трубой, соединенным с аппаратурой для анализа, при этом упомянутый соединитель герметично приварен на периферии отверстия покрывающей пластины.
[0096] Согласно одному варианту осуществления газовый пробоотборник содержит соединительный компонент, который имеет концевое соединение, предназначенное для герметичного соединения с каналом, соединенным с аппаратурой для анализа, плечо и нижний стержень с резьбой, который выступает от плеча, проходит через вспомогательную мембрану и ввинчивается в отверстие с резьбой, выполненное в пластине, прикрепленной на теплоизолирующем барьере; причем газовый пробоотборник дополнительно содержит кольцевое уплотнение, которое снабжено резьбой на нижнем стержне и которое помещено посередине между вспомогательной мембраной и плечом, при этом соединительный компонент имеет перфорацию, которая выходит с одной стороны на концевое соединение, а с другой стороны - в теплоизоляционное пространство.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0097] Изобретение будет лучше понято, а его дополнительные цели, подробности, признаки и преимущества станут более ясными и очевидными по всему следующему описанию множества частных вариантов осуществления изобретения, которые представлены исключительно путем неограничивающей иллюстрации, со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
[0098] Фиг. 1 представляет схематичный вид устройства обнаружения утечки согласно первому варианту осуществления.
[0099] Фиг. 2 представляет вид поперечного сечения вдоль плоскости II-II колоколообразного устройства обнаружения устройства обнаружения утечки на фиг. 1.
[0100] Фиг. 3 представляет вид в перспективе уплотнения согласно первому варианту осуществления;
[0101] Фиг. 4 представляет схематичный вид альтернативного варианта осуществления устройства обнаружения утечки, на котором колоколообразное устройство обнаружения оснащено зажимной системой.
[0102] Фиг. 5 представляет вид в перспективе уплотнения согласно второму варианту осуществления.
[0103] Фиг. 6 схематично иллюстрирует положение колоколообразного устройства обнаружения, обращенного к участку сварного валика, обеспечивающего уплотнение между двумя смежными гофрированными металлическими листами мембраны.
[0104] Фиг. 7 представляет схематичный вид устройства обнаружения утечки согласно второму варианту осуществления.
[0105] Фиг. 8 представляет вид в перспективе колоколообразного устройства обнаружения утечки согласно третьему варианту осуществления.
[0106] Фиг. 9 представляет схематичный вид поперечного сечения колоколообразного устройства обнаружения на фиг. 8, перед сбрасыванием давления камеры обнаружения.
[0107] Фиг. 10 представляет схематичный вид поперечного сечения колоколообразного устройства обнаружения на фиг. 8, после сбрасывания давления камеры обнаружения.
[0108] Фиг. 11 представляет схематичную иллюстрацию многослойной конструкции стенки мембранного резервуара.
[0109] Фиг. 12 представляет местный схематичный вид уплотненного и теплоизоляционного резервуара, иллюстрирующий устройство впрыскивания индикаторного газа, расположенное через мембрану нижней стенки резервуара.
[0110] Фиг. 13 представляет вид в перспективе колоколообразного устройства обнаружения утечки согласно четвертому варианту осуществления.
[0111] Фиг. 14 представляет покомпонентный вид детали XIV на фиг. 13, иллюстрирующий нажимной элемент колоколообразного устройства обнаружения утечки.
[0112] Фиг. 15 показывает покомпонентный вид детали XV на фиг. 13, иллюстрирующий первый конец колоколообразного устройства обнаружения утечки.
[0097] Фиг. 16 представляет покомпонентный вид детали XVI на фиг. 13, иллюстрирующий второй конец колоколообразного устройства обнаружения утечки.
[0114] Фиг. 17 показывает покомпонентный вид детали XVI на фиг. 13 с другого угла обзора.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0115] Здесь будет описано устройство обнаружения утечки, которое может использоваться для обнаружения утечек в различных уплотненных узлах, например, сварных узлах. В следующих примерах сварной узел представляет собой уплотнительную мембрану для резервуара для текучей среды.
[0116] Во время этапа, на котором испытывают уплотнение для проверки уплотнения сварных валиков мембраны 5, 8, используют устройство 54 обнаружения утечки, как показано на фиг. 1.
[0117] Устройство 54 обнаружения утечки содержит колоколообразное устройство 55 обнаружения, которое предназначено для размещения против внутренней поверхности мембраны 5, 8, обращенной к участку сварного валика, подлежащего испытанию.
[0118] Колоколообразное устройство 55 обнаружения имеет удлиненную форму и длину от 0,5 м до 4 м, например, порядка 1 м. Длина колоколообразного устройства 55 обнаружения предпочтительно является настолько длинной, насколько это возможно, для того, чтобы проверять уплотнение большей зоны во время одного и того же испытания. Однако выбор этой длины колоколообразного устройства может адаптироваться в зависимости от, с одной стороны, размеров мембраны 5, 8, и, таким образом, резервуара, подлежащего исследованию, а, с другой стороны, в зависимости от его маневренности для минимального числа оператора (операторов).
[0119] Как показано на фиг. 2, колоколообразное устройство 55 обнаружения содержит жесткий основной корпус 100 и гибкое уплотнение 60, которые скреплены вместе и которые расположены так, чтобы ограничивать герметизированную камеру 61 обнаружения с мембраной 5, 8, подлежащей исследованию, причем камера расположена обращенной к участку сварного валика 62, подлежащего исследованию.
[0120] С дополнительной ссылкой на фиг. 1, можно видеть, что устройство 54 обнаружения утечки также содержит аппаратуру 56 для анализа, которое соединено с камерой 61 обнаружения и позволяет индикаторному газу быть обнаруженным. Как только аппаратура 56 для анализа обнаруживает количество индикаторного газа, которое выше порога, можно делать вывод, что имеется повреждение уплотнения на участке исследуемого сварного валика 62. Согласно одному варианту осуществления аппаратура 56 для анализа представляет собой масс-спектрометр.
[0121] Устройство 54 обнаружения утечки также содержит вакуумный насос 57, который соединен с упомянутым аппаратурой 56 для анализа. Вакуумный насос 57 соединен, с одной стороны с камерой обнаружения колоколообразного устройства 55 обнаружения, так, чтобы позволять сбрасывать давление в камере обнаружения, а, с другой стороны, - с аппаратурой 56 для анализа, так, чтобы подавать газ, содержащийся в камере 61 обнаружения, к аппаратуре 56 для анализа.
[0122] Вакуумный насос 57 соединен с колоколообразным устройством 55 обнаружения через трубу 58, которая предпочтительно является гибкой. Труба 58 соединена с каналом, который предусмотрен в основном корпусе 100 и выходит в камеру 61 обнаружения.
[0123] Как показано на фигурах 2 и 3, основной корпус 100 содержит жесткую центральную часть 59, а уплотнение 60 содержит кожух 63, соответствующий форме жесткой центральной части 59, и периферийную уплотняющую кромку 64, которая продолжает кожух 63 вниз. Кожух имеет дно 63, которое покрывает верхнюю поверхность жесткой центральной части 59, и периферийную стенку 74, которая соответствует периферии жесткой центральной части 59. Дно 63 имеет, по меньшей мере, одно отверстие, не показано, которое соединено с возможностью уплотнять трубу 58, соединенную с вакуумным насосом 57. Жесткая центральная часть 59 содержит углубление 79 на своей нижней поверхности 80 по всей длине жесткой центральной части 59. Углубление 79 позволяет, во время сбрасывания давления камеры 61 обнаружения, не смотря на то, что жесткая центральная часть 59 опускается к мембране 5, 8 из-за деформации уплотняющей кромки 64, зоне 62 испытания всегда соприкасаться по текучей среде с камерой 62 обнаружения. Кроме того, жесткая центральная часть 59 также содержит канал 82, не показан на фиг. 2, т.к. он только представляет плоскость, проходящую вблизи трубы 58, позволяющий углублению 79 соединяться с верхней поверхностью 81 жесткой центральной части 59. Канал 82 позволяет камере 61 обнаружения соединяться с вакуумным насосом 57 и аппаратурой 56 для анализа через трубу 58.
[0124] Периферийная уплотняющая кромка 64 изогнута наружу колоколообразного устройства 55 обнаружения и таким образом выполнена с возможностью изгибаться и прижиматься к мембране 5, 8, когда в герметизированной камере 61 сбрасывают давление. Другими словами, периферийная уплотняющая кромка 64 имеет сечение, имеющее в общем L-образную форму.
[0125] Ширина участка, изогнутого наружу, периферийной уплотняющей кромки 64, составляет порядка от 15 мм до 40 мм. Периферийная уплотняющая кромка 64 имеет форму, чтобы адаптироваться к геометрии мембраны 5, 8 вдоль сварного валика, подлежащего испытанию. Кроме того, на фиг. 3, периферийная уплотняющая кромка 64 содержит впадины 65, форма которых соответствует форме гофров мембраны 5, 8, для которых колоколообразное устройство 55 обнаружения предназначено охватывать, когда оно находится в положении против участка сварного валика 62, подлежащего испытанию.
[0126] Уплотнение 60 предпочтительно выполнено из эластомерного материала, твердость по Шору А которого составляет от 20 до 50. Например, уплотнение выполнено из полиуретанового эластомера, EPDM резины, силикона, нитрила или Viton.
[0127] В одном варианте осуществления, схематично проиллюстрированном на фиг. 4, колоколообразное устройство 55 обнаружения также оснащено механическим нажимным средством 66, которое в этом варианте осуществления представляет собой зажимную систему 66, способную прижимать периферийную уплотняющую кромку 64 к мембране 8, подлежащей испытанию, так, чтобы обеспечивать герметизацию камеры 61 обнаружения. Зажимная система 66 в этом случае содержит зажим 67 на каждом из вдавливаний 65 периферийной уплотняющей кромки 64. Каждый зажим 67 содержит два ответвления, соответственно расположенных по обе стороны впадины 65 и выполненных с возможностью прикладывать зажимную силу от периферийной уплотняющей кромки 64 к мембране 8. Предпочтительно, ответвления выполнены с возможностью зажимать периферийную уплотняющую кромку 64 к уплотнительной мембране, вблизи основания гофра.
[0128] Кроме того, в варианте осуществления, который показан, зажимная система 66 дополнительно содержит, на каждом из продольных концов колоколообразного устройства 55 обнаружения, подвижный палец 68, который выполнен с возможностью прижимать один из продольных концов периферийной уплотняющей кромки 64 к мембране 8.
[0129] Фиг. 5 иллюстрирует уплотнение 60 согласно альтернативному варианту осуществления. Это уплотнение 60 имеет форму, чтобы адаптироваться к мембране 5, в которой гофры выступают к наружной стороне резервуара. Такая мембрана представляет собой, например, вспомогательную мембрану 5, использующую технологию Mark V. Кроме того, периферийная уплотняющая кромка 64 содержит выступающие зоны 69, предназначенные для вставки внутрь гофров мембраны 5.
[0130] Процедура обнаружения повреждения уплотнения сварного валика следующая.
[0131] Сначала колоколообразное устройство 55 обнаружения располагают обращенным к участку сварного валика 62, подлежащего испытанию, как показано на фиг. 6.
[0132] Колоколообразное устройство 55 обнаружения должно быть проверено, чтобы обеспечивать его правильное центрирование относительно сварного валика 62, так, что две латеральные части изогнутого участка периферийной уплотняющей кромки 64 расположены по обе стороны сварного валика 62.
[0133] Вакуумный насос 57 затем запускают, чтобы сбрасывать давление камеры 61 обнаружения и способствовать миграции индикаторного газа через поврежденные зоны сварного валика 62.
[0134] Как только давление внутри камеры 61 обнаружения падает ниже порогового значения Ps давления, газовый поток транспортируют от камеры 61 обнаружения к аппаратуре 56 для анализа, а скорость ϕ утечки индикаторного газа измеряют в течение минимальной длительности Tm. Скорость ϕ утечки затем сравнивают с пороговым значение ϕs.
[0135] Если скорость ϕ утечки меньше, чем пороговое значение ϕs, то делают вывод, что исследуемый участок сварного валика 62 не имеет повреждения уплотнения. В этом случае, колоколообразное устройство 55 обнаружения затем располагают обращенным к смежному участку сварного валика 62 путем образования покрытия между двумя последовательно исследуемыми участками, так, чтобы обеспечивать, что уплотнение сварного валика 62 было исследовано по всей длине упомянутого сварного валика 62.
[0136] В противоположном случае, если скорость ϕ утечки больше или равна порогового значения ϕs, то делают вывод, что исследуемый участок сварного валика 62 имеет повреждение уплотнения. Затем реализуют корректирующие сварочные мероприятия для того, чтобы устранить повреждение.
-6
3
-1
[0137] Как пример, для концентрации гелия в теплоизоляционном пространстве порядка 20%, пороговое значение давления, ниже которого измеряют скорость утечки, составляет от 10 Па до 1000 Па абсолютного значения, предпочтительно меньше, чем 100 Па абсолютного значения. В качестве примера, минимальная длительность измерения скорости утечки составляет 5 секунд и пороговое значение ϕs составляет порядка 1,0⋅10 Па.м.с.
[0138] Фиг. 7 показывает устройство 54 обнаружения утечки согласно другому варианту осуществления. Этот вариант осуществления отличается от ранее описанного варианта осуществления тем, что он дополнительно содержит камеру 70 гомогенизации, которая расположена между камерой 61 обнаружения и аппаратурой 56 для анализа, и тем, что колоколообразное устройство 55 обнаружения содержит канал подвода газа 71.
[0139] Канал подвода газа 71 снабжен краном для образования или прерывания потока окружающего воздуха в направлении камеры 61. Камера 70 гомогенизации присоединена на одном конце камеры 61 обнаружения, тогда как канал подвода газа 71 присоединен на противоположном конце камеры 61 обнаружения.
[0140] Рабочий режим устройства 54 обнаружения утечки заключается в следующем.
[0141] Когда колоколообразное устройство 55 обнаружения располагают обращенным к участку сварного валика 62, подлежащего испытанию, кран канала подвода газа 71 закрывают, а вакуумный насос 57 запускают для того, чтобы сбрасывать давление камеры 61 обнаружения. Как только давление внутри камеры 61 обнаружения падает ниже порогового значения Ps давления, кран канала подвода газа 71 открывают, а все газы, ранее содержащиеся в герметизированной камере, передают в камеру 70 гомогенизации. Объем камеры 70 гомогенизации больше, чем объем камеры 61 обнаружения, и он содержит, например, поршневую систему для точного всасывания всех газов, содержащихся в камере 61 обнаружения.
[0142] Газ, содержащийся в камере 70 гомогенизации, последовательно подают к аппаратуре 56 для анализа для того, чтобы определять скорость ϕ утечки индикаторного газа.
[0143] Такой вариант осуществления является предпочтительным тем, что он позволяет уменьшать время диффузии индикаторного газа внутри колоколообразного устройства 55 обнаружения и таким образом позволяет уменьшать минимальную длительность измерения. Это особенно предпочтительно, когда время, требуемое для миграции индикаторного газа от одного конца к другому колоколообразного устройства 55 обнаружения, вероятно должно быть длинным из-за значительной длины колоколообразного устройства 55 обнаружения и/или когда разрежение, преобладающее внутри камеры 61 обнаружения, недостаточно.
[0144] Фиг. 8 показывает колоколообразное устройство 55 обнаружения согласно третьему варианту осуществления. Колоколообразное устройство 55 обнаружения на фиг. 8 сконструировано аналогично колоколообразному устройству 55 обнаружения на фиг. 4, но особенно отличается в отношении механического нажимного средства 66. Действительно, колоколообразное устройство 55 обнаружения содержит основной корпус 100, протяженный в продольном направлении, гибкое уплотнение 60, прикрепленное на основном корпусе 100, и механическое нажимное средство 66, поддерживаемое основным корпусом и выполненное с возможностью оказывать давление, направленное к мембране 5, 8, на уплотнение 60. Основной корпус 100 содержит жесткую центральную часть 59. Жесткая центральная часть 59 содержит канал 82, позволяющий нижней поверхности 80 соединяться с верхней поверхностью 81 жесткой центральной части 59. Канал 82 позволяет камере 61 обнаружения соединяться с выводом 78 газа.
[0145] Уплотнение 60 содержит кожух 63, прикрепленный к жесткой центральной части 59 средством 110 крепления, например, включающим в себя обруч, окружающий всю окружность жесткой центральной части 59 и уплотнение 60, и скрепляющий эти два элемента 59/60 вместе посредством механического элемента крепления, такого, как винты. Уплотнение 60 также содержит периферийную уплотняющую кромку 64, соединенную с кожухом 63, и имеющую замкнутый контур для охвата части сварного валика 62, подлежащего испытанию. Периферийная кромка 64 также изогнута в противоположном направлении к основному корпусу 100, так, чтобы иметь часть периферийной кромки 64 по существу параллельной мембране 5, 8. Периферийная уплотняющая кромка 64 также имеет множество впадин 65, разнесенных по ее окружности, причем впадины 65 принимают форму гофров мембраны 5, 8, подлежащей испытанию. Таким образом, когда колоколообразное устройство 55 обнаружения размещено на мембране 5, 8, впадины 55 позволяют колоколообразному устройству 55 обнаружения адаптироваться к гофрированной форме мембраны 5, 8. Основной корпус 100 и несущий элемент 73, в частности, пересечены каналом вывода 78 газа, позволяющим газу разряжаться, когда в камере 61 обнаружения сбрасывают давление.
[0146] Механическое нажимное средство содержит несущий элемент 73, протяженный по всей длине основного корпуса 100 над упомянутым основным корпусом 100 и прикрепленный к нему. Рукоятки 76 прикреплены на двух продольных концах несущего элемента 73, так, чтобы позволять колоколообразному устройству 55 обнаружения обслуживаться оператором и возможно позволять механическому нажимному средству активироваться силой оператора.
[0147] Механическое нажимное средство 66 образовано из множества нажимных элементов 72, которые имеют форму изогнутых полос 72, распределенных по уплотняющей кромке 64, и которые прикреплены к несущему элементу 73 средствами 77 крепления. Изогнутые полосы 72 выполнены с возможностью эластично деформироваться так, чтобы, когда они деформированы, вызывать действие упругой ответной силы на уплотняющую кромку 64, для того, чтобы прижимать их к мембране 5, 8. Для того чтобы повысить надежность уплотнения камеры 61 обнаружения, представляется целесообразным прижимать уплотняющую кромку 64 в зонах, где риск отсоединения наибольший. По этой причине, изогнутые полосы 72, в частности, расположены в основаниях впадин 64 уплотняющей кромки 64 и на продольных концах колоколообразного устройства 55 обнаружения на уплотняющей кромке 64.
[0148] Множество изогнутых полос 72 прикреплены, на одном из своих концов, к несущему элементу 73, в то время как другой конец размещен на уплотняющей кромке 64. Эти полосы 72, в частности, размещены на концах колоколообразного устройства 55 обнаружения. Другие изогнутые полосы 72 со своей стороны прикреплены своими центрами к несущему элементу 73, в то время как два их конца размещены на уплотняющей кромке 64, так, чтобы прикладывать давление на две разные зоны, причем эти полосы 72, в частности, размещены между двумя впадинами 65.
[0149] Изогнутые полосы 72 имеют цилиндрическую втулку 75 на каждом из своих концов, соприкасающуюся с уплотняющей кромкой 64. Цилиндрическая втулка 75 в частности, позволяет прикладывать равномерное давление на уплотняющую кромку 64, при этом избегая любого продавливания, которое может ухудшать целостность уплотняющей кромки 64. Цилиндрическая втулка 75 проходит в направлении, перпендикулярном продольному направлению основного корпуса 100. Длина цилиндрической втулки 75 также по существу равна размеру части уплотняющей кромки 64, выступающей от основного корпуса 100 в направлении, где проходит цилиндрическая втулка 75. Таким образом, цилиндрическая втулка 75 позволяет механическому нажимному средству 66 оказывать эффективное давление на уплотняющую кромку.
[0150] При размещении колоколообразного устройства 55 обнаружения утечки на зоне, подлежащей испытанию, механическое нажимное средство 66 должно быть проверено для гарантирования того, что оно правильно поджато с обеспечением герметизации к уплотнению 60 для того, чтобы быть способным правильно испытывать уплотнение сварки. Поэтому, одна проблема включает в себя обеспечение того, чтобы механическое нажимное средство 66 правильно выполняло свою роль вокруг периферийной уплотняющей кромки 64. Однако зона, подлежащая исследованию, и в частности на концах колоколообразного устройства 55 обнаружения, может быть зоной соединения между множеством гофрированных металлических листов, например, четырех гофрированных металлических листов, так, чтобы зона не была полностью плоской, но содержит этапы, затрудняющие поджатие уплотнения 60.
[0151] Фиг. 13 показывает колоколообразное устройство 55 обнаружения согласно четвертому варианту осуществления, в котором механическое нажимное средство 66 было усилено на концах колоколообразного устройства 55 обнаружения, чтобы преодолевать неровность зоны. Колоколообразное устройство 55 обнаружения на фиг. 13 сконструировано аналогично колоколообразному устройству 55 обнаружения на фиг. 8, но, в частности, отличается в отношении механического нажимного средства 66. Действительно, колоколообразное устройство 55 обнаружения на фиг. 13 содержит основной корпус 100, протяженный в продольном направлении, гибкое уплотнение 60, закрепленное на основном корпусе 100, и механическое нажимное средство 66, поддерживаемое основным корпусом и выполненное с возможностью оказывать давление, направленное к мембране 5, 8 на уплотнение 60. Однако механическое нажимное средство 66 в этом случае содержит нажимные элементы 72 и концевые нажимные элементы 87.
[0152] Каждый нажимной элемент 72 содержит изогнутую полосу 72, по меньшей мере, один конец которой упирается в основание впадины 62. Изогнутые полосы 72, расположенные между двумя смежными впадинами, со своей стороны имеют один конец, расположенный на основании одного из вдавливаний 65, и другой конец, расположенный на основании другой из впадин 65. Нажимные элементы 72 в этом случае, как проиллюстрировано на фиг. 14, прикреплены средством 77 крепления, каждое из которых содержит штифт 83. Каждый штифт 83 содержит стержень 85, свободно установленный на корпусе 84. Стержень 85 содержит конец, упирающийся в одну из изогнутых полос 72. Корпус 84 прикреплен к несущему элементу 73. Штифт 83 также содержит пружину 86, соединяющую стержень 85 с корпусом 84, причем пружина 86 действует между корпусом 84 и стержнем 85, для того, чтобы располагать конец стержня 85, в упоре на изогнутую полосу 72. Таким образом, пружина 86 выполнена с возможностью вызывать действие ответной силы на изогнутую полосу 72, так, чтобы изогнутая полоса 72 поджимала уплотняющую кромку 64 к основанию гофра.
[0153] Концевые нажимные элементы 87 расположены на двух концах уплотняющей кромки 64 в продольном направлении, то есть на двух концах колоколообразного устройства 55 обнаружения утечки, учитывая, что упомянутое устройство принимает, в общем, продольную форму. Концевые нажимные элементы 87 могут быть сконструированы согласно множеству отдельных альтернативных вариантов осуществления, которые могут быть или не быть способными объединяться на одном и том же колоколообразном устройстве 55 обнаружения утечки. Для краткости, три альтернативных варианта осуществления концевых нажимных элементов 87 проиллюстрированы на фиг. 13 на одном и том же колоколообразном устройстве 55 обнаружения утечки.
[0154] Фигуры 15-17 показывают три альтернативных варианта осуществления концевых нажимных элементов 87. Как показано на фиг. 15, согласно первому альтернативному варианту осуществления, концевой нажимной элемент 87 содержит концевой штифт 88. Каждый концевой штифт 88 содержит стержень 90, свободно установленный на корпусе 89. Удлиненный опорный элемент 91 прикреплен на одном конце стержня 90, причем удлиненный опорный элемент 91 упирается в уплотняющую кромку 64. Корпус 89 прикреплен к несущему элементу 73. Концевой штифт 88 также содержит пружину 86, соединяющую стержень 90 с корпусом 89, причем пружина 86 действует между корпусом 89 и стержнем 90 для того, чтобы располагать удлиненный опорный элемент 91 к уплотняющей кромке 64. Таким образом, пружина 86 выполнена с возможностью вызывать действие ответной силы на удлиненный опорный элемент 91, так, чтобы удлиненный опорный элемент 91 поджимал уплотняющую кромку 64 к зоне, подлежащей испытанию. Таким образом, ответную силу прикладывают к уплотняющей кромке 64 по всей длине удлиненного опорного элемента 91. В случае первого альтернативного варианта осуществления с фиг. 15, каждый удлиненный опорный элемент 91 прикреплен только к одному стержню 90 концевого штифта 88.
[0155] Второй альтернативный вариант осуществления концевых нажимных элементов 87 проиллюстрирован на фиг. 16. Второй альтернативный вариант осуществления отличается от первого альтернативного варианта осуществления в отношении удлиненного опорного элемента 91 концевых штифтов 88, остальные признаки концевых нажимных элементов 87 сохранены. В этом альтернативном варианте осуществления удлиненный опорный элемент 91 прикреплен на одном конце стержня 90 первого концевого штифта 88 и на одном конце стержня 90 второго концевого штифта 88, смежного с первым концевым штифтом 88. Следовательно, удлиненный опорный элемент 91 в этом случае длиннее, чем в первом альтернативном варианте осуществления и, таким образом поджат двумя концевыми штифтами 88, распределенными по его длине так, чтобы образовывать более длинную опорную поверхность на уплотняющей кромке 64.
[0156] Третий альтернативный вариант осуществления концевых нажимных элементов 87 проиллюстрирован на фиг. 17. В этом альтернативном варианте осуществления, концевой нажимной элемент 87 содержит множество регулировочных элементов 92, образующих ряд элементов. Регулировочный элемент 92 содержит стержень 93, идущий к уплотняющей кромке 64 и перпендикулярный зоне, подлежащей испытанию, и регулируемый конец 94 в продольном направлении стержня, так, чтобы соприкасаться с уплотняющей кромкой 64 после регулировки стержня 93. Таким образом, концевой нажимной элемент 87 может быть более точно отрегулирован с использованием регулировочных элементов 92, для того, чтобы более точно соответствовать зоне, подлежащей испытанию, и, следовательно, улучшать уплотнение камеры 61 обнаружения.
[0157] Способ работы колоколообразного устройства 65 обнаружения утечки, как проиллюстрировано на фиг. 8, в устройстве 54 обнаружения утечки, содержащем упомянутое колоколообразное устройство 65, вакуумный насос 57, соединенный с камерой 61 обнаружения через канал 78 вывода газа, и аппаратура 56 для анализа, будет описан ниже. Работа такого устройства 54 обнаружения позволяет уплотнению сварного валика 62 управляться между двумя гофрированными листами уплотнительной мембраны 5, 8.
[0158] Во-первых, колоколообразное устройство 55 обнаружения размещают в зоне, в которой уплотнение должно подлежать испытанию, в этом случае часть сварного валика 62, например, одним или несколькими операторами через рукоятки 76. С этой целью, основной корпус 100 колоколообразного устройства 55 обнаружения размещают над сварным валиком 62 так, чтобы длина основного корпуса 100 была выровнена и отцентрирована со сварным валиком 62. Таким образом, уплотняющую кромку 64 располагают по обе стороны сварного валика 62, и она полностью охватывает зону сварного валика 62, подлежащего испытанию, для того, чтобы образовывать с основным корпусом 100 и мембраной 5, 8, герметизированную камеру 61 обнаружения, как показано на фиг. 9.
[0159] После того, как колоколообразное устройство 55 обнаружения было размещено на сварном валике 62, колоколообразное устройство 55 обнаружения самопроизвольно закрепляется на мембране 5, 8 благодаря силе разрежения, активируемой вакуумным насосом 57. Эта сила разрежения затем активирует механическое нажимное средство 66 так, чтобы оно перенаправляло давление для того, чтобы прижимать уплотняющую кромку 64 к мембране 5, 8 в определенных хорошо ограниченных зонах.
[0160] Когда механическое нажимное средство 66 испытывает силу на несущем элементе 73, несущий элемент 73 повторно передает силу к изогнутым полосам 72 через их соответствующие прикрепления, которая стремятся эластично деформировать изогнутые полосы 72. По этой причине, и через эластичный возврат, изогнутые полосы 72 передают силу к уплотняющей кромке 64 через цилиндрические втулки 75 на зоны, где отсоединение уплотняющей кромки более вероятно, а именно продольные концы основного корпуса 100 и основания впадин 65.
[0161] Вакуумный насос 57 затем активируют так, чтобы создавать разрежение в камере 61 обнаружения через канал 82 и канал 78 вывода газа. Гибкость уплотняющей кромки 64 вызывает ее деформацию во время сбрасывания давления в камере 61 обнаружения, стремясь уменьшать объем камеры 61 обнаружения. Действительно, уплотняющая кромка 64 таким образом приближается с обеих сторон сварного валика 62, как показано на фиг. 10. Как только давление внутри камеры 61 обнаружения падает ниже порогового значения Ps давления, газы, присутствующие в камере 61 обнаружения транспортируют к аппаратуре 56 для анализа.
[0162] Таким образом, предпочтительно, чтобы уплотняющая кромка 64 принимала два положения в зависимости от того, расположена ли она в своем исходном состоянии, то есть без применения разрежения в камере 61 обнаружения, либо в рабочем состоянии, когда применяют такое разрежение.
[0163] В этом исходном состоянии, уплотняющая кромка 64 опирается на поверхность уплотнительной мембраны 5, 8 без какого-либо давления, тогда как в своем рабочем состоянии, по меньшей мере, один концевой участок уплотняющей кромки 64 прижимают под основным корпусом 100 так, чтобы идеально уплотнять контур или периферию камеры 61 обнаружения. Действительно, благодаря гибкости уплотняющей кромки 64, упомянутую кромку сдавливают между основным корпусом 100 и мембраной 5, 8, когда применяют разрежение. Это расположение уплотняющей кромки 64 между основным корпусом 100, смятой или сдавливаемой таким образом, и уплотнительной мембраной 5, 8, эффективно помогает достигать идеального уплотнения камеры 61 обнаружения, таким образом, позволяя достигать и поддерживать вакуум, по меньшей мере, 100 Па (1 мбар), и даже иметь более низкое давление.
[0164] Таким образом, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, уплотняющая кромка 64 имеет рабочее состояние, когда в камере 61 обнаружения применяют разрежение, в котором участок уплотняющей кромки 64 удерживают между основным корпусом 100 и уплотнительной мембраной 5, 8 по меньшей мере на части периферии камеры 61 обнаружения, даже по всей периферии упомянутой камеры 61.
[0165] Аппаратура 56 для анализа затем анализирует, в течение минимального периода времени Tm, газовую концентрацию газов, присутствующих в камере 61 обнаружения, так, чтобы достигать значения, представляющего эволюцию концентрации. Это представительное значение затем сравнивают с пороговым значением, так, чтобы определять имеет или нет часть исследуемого сварного валика 62 повреждение уплотнения.
[0166] Если измеренное значение ниже порогового значения, то делают вывод, что испытываемая часть не имеет повреждения уплотнения, и в этом случае колоколообразное устройство 55 обнаружения затем располагают обращенным к смежному участку сварного валика 62, путем образования покрытия между двумя последовательно испытываемыми участками для гарантирования того, , что уплотнение сварного валика 62 было испытано по всей длине упомянутого сварного валика 62.
[0167] Если измеренное значение больше или равно пороговому значению, то делают вывод, что испытываемая часть сварного валика 62 имеет повреждение уплотнения. Затем выполняют корректирующие сварочные мероприятия для того, чтобы устранить повреждение. Мероприятия, использующие дополнительный инструмент обнаружения, также могут предусматриваться для того, чтобы более точно локализовать место повреждения уплотнения.
[0168] В другом варианте осуществления, не показанном, различные признаки предыдущих вариантов осуществления могут объединяться вместе. Действительно, например, механическое нажимное средство 66 на фиг. 8 может адаптироваться к уплотнению 60 на фиг. 5 отклонением расположения изогнутых полос 72.
[0169] Колоколообразное устройство обнаружения, устройство обнаружения и способ работы устройства, описываемые выше, в частности, предназначены для испытания уплотнения мембраны герметичного и теплоизолирующего мембранного резервуара. В качестве примера, такие мембранные резервуары, в частности, раскрывают в патентных заявках WO 14057221, FR 2691520.
[0170] Мембранные резервуары имеют множество стенок, которые имеют многослойную конструкцию, как показано на фиг. 11. Каждая стенка 1 содержит, от внешней стороны к внутренней стороне резервуара, вспомогательный теплоизолирующий барьер 2, содержащий вспомогательные изоляционные панели 3, закрепленные на несущей конструкции 4, вспомогательную мембрану 5, которая опирается на вспомогательный теплоизолирующий барьер 2, основной теплоизолирующий барьер 6, содержащий основные изоляционные панели 7, которые опираются на вспомогательную мембрану 2, и закрепленные на несущей конструкции 4 или на вспомогательных изоляционных панелях 3, и основную мембрану 8, которая опирается на основной теплоизолирующий барьер 6 и который предназначен для контакта с сжиженным газом, содержащимся в резервуаре.
[0171] Резервуар имеет, в общем, многогранную форму. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 12, резервуар имеет переднюю стенку 9 и заднюю стенку, не показаны, которые в этом случае имеют восьмиугольную форму. Резервуар также содержит верхнюю стенку 10, нижнюю стенку 11 и боковые стенки 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, которые протяжены в продольном направлении резервуара между передней стенкой 9 и задней стенкой.
[0172] Вспомогательные теплоизолирующие барьеры 2 стенок резервуара соединены вместе так, чтобы образовывать, между опорной конструкцией 4 и вспомогательной мембраной 5, вспомогательное герметичное теплоизоляционное пространство. Аналогично, основные теплоизолирующие барьеры 6 стенок резервуара соединены вместе так, чтобы образовывать, между вспомогательной мембраной 5 и основной мембраной 8, герметичное основное теплоизоляционное пространство.
[0173] По меньшей мере, одна из основных 8 и вспомогательных 5 мембран содержит множество металлических листов, которые сварены вместе. Способ испытания уплотнения, который будет здесь описан более конкретно, предназначен для испытания герметизированных сварных швов для соединения металлических листов вместе. Согласно одному варианту осуществления мембрана, подлежащая испытанию, имеет гофры, которые позволяют ей деформироваться под действием термических и механических напряжений, создаваемых текучей средой, хранящейся в резервуаре. Для этого, как показано, например, на фиг. 8, каждый металлический лист содержит два ряда гофров, которые перпендикулярны друг другу.
[0174] В одном варианте осуществления способ испытания уплотнения содержит три этапа, а именно:
- диффузию индикаторного газа в теплоизоляционном пространстве, покрытом мембраной 5, 8, для которой должно быть исследовано уплотнение;
- контроль диффузии индикаторного газа в теплоизоляционном пространстве; и
- проверку уплотнение сварных швов мембраны 5, 8.
[0175] В другом варианте осуществления, способ испытания уплотнения содержит только этап, на котором проверяют уплотнение сварных швов мембраны 5, 8 без использования индикаторного газа.
[0176] Этап, на котором осуществляют диффузию индикаторного газа, включает в себя впрыскивание индикаторного газа в теплоизоляционное пространство, которое покрыто мембраной 5, 8, для которой должно быть проверено уплотнение. Когда собираются проверять уплотнение вспомогательной мембраны 5, индикаторный газ впрыскивают в вспомогательное теплоизоляционное пространство. В этом случае, способ испытания уплотнения проводят перед тем, как устанавливают основной теплоизолирующий барьер 7 и основную мембрану 8. Когда собираются проверять уплотнение основной мембраны 8, индикаторный газ впрыскивают в основное теплоизоляционное пространство.
[0177] Фиг. 12 схематично иллюстрирует герметичный и теплоизоляционный резервуар, а также систему для впрыскивания индикаторного газа в теплоизоляционное пространство.
[0178] Система впрыскивания содержит множество каналов 18, которые, с одной стороны, соединены с источником индикаторного газа, не проиллюстрирован, а, с другой стороны, соединены с устройством 19 впрыскивания индикаторного газа, обеспечивающим проход для впрыскивания индикаторного газа через мембрану 5, 8, для которой должно быть исследовано уплотнение. Более конкретно, устройства 19 впрыскивания индикаторного газа обеспечивают проходы индикаторного газа через мембрану нижней стенки 11. Такое расположение особенно предпочтительно, поскольку плотность пара индикаторного газа ниже, чем для воздуха, так, что она стремится повышаться в теплоизоляционном пространстве. Следовательно, впрыскивание индикаторного газа снизу через мембрану 5, 8, подлежащую исследованию, нижней стенки 11, позволяет индикаторному газу быстро и однородно диффундировать в теплоизоляционное пространство.
[0179] В варианте осуществления, показанном на фиг. 12, нижняя стенка 11 оснащена, по меньшей мере, четырьмя устройствами 19 впрыскивания индикаторного газа, которые равномерно распределены по поверхности нижней стенки 11. Нижняя стенка 11 имеет прямоугольную форму и таким образом может быть разделена на четыре поверхностных зоны, которые равны на своих двух осях симметрии x и y. Каждое из четырех устройств 19 впрыскивания индикаторного газа расположено в одной из четырех вышеупомянутых зон. В иллюстрируемом частном варианте осуществления, каждое устройство 19 впрыскивания индикаторного газа расположено вблизи центра его соответствующей зоны. В частном варианте осуществления, каждое из четырех устройств впрыскивания индикаторного газа расположено на расстоянии 1/4L от смежного продольного края и на расстоянии 1/4B от смежного поперечного края, причем L - это продольный размер нижней стенки 11, а B - это поперечный размер нижней стенки 11.
[0180] Этап, на котором контроль диффузии индикаторного газа, включает в себя, когда индикаторный газ диффундирует через теплоизоляционное пространство, контролирование диффузии индикаторного газа в теплоизоляционном пространстве.
[0181] С этой целью, множество газовых пробоотборников используют, чтобы брать образец газа, содержащегося в теплоизоляционном пространстве, куда впрыскивали индикаторный газ, причем пробоотборники обеспечивают через мембрану, покрывающую упомянутое теплоизоляционное пространство. Каждый пробоотборник соединен с аппаратурой для анализа, таким как масс-спектрометр, которое позволяет проверять присутствие и концентрацию индикаторного газа в соответствующей зоне теплоизоляционного пространства.
[0182] Этап, на котором проверяют сварные швы, включает в себя использование ранее представленного устройства 54 обнаружения утечки на одной из мембран 5, 8 герметичного и теплоизоляционного резервуара.
[0183] Несмотря на то, что изобретение было описано в отношении множества конкретных вариантов осуществления, очевидно, что оно никоим образом не ограничивается ими, и что оно содержит все технические эквиваленты описываемых средств, а также их совокупности, если они попадают в объем изобретения.
[0184] Использование глагола “содержать” или “включать в себя” и их спрягаемых форм не исключает присутствия других элементов или других этапов, чем те, что установлены в формуле изобретения.
[0185] В формуле изобретения любая ссылочная позиция в скобках не может быть истолкован как ограничение формулы изобретения.