Способ контроля качества аммиачной тепловой трубы
QUALITY CONTROL METHOD OF AMMONIA HEAT PIPE

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к методам контроля качества аммиачных тепловых труб.
Известен способ контроля качества тепловой трубы путем импульсного подвода тепла к середине тепловой трубы, измерение температуры по разные стороны от зоны теплоподвода, определение зоны дефекта и оценка качества. При этом используют бесконтактные оптические методы подвода тепла и измерения температуры на длинах волн инфракрасного диапазона, а также цифровые методы обработки регистрируемого яркостного контраста теплового поля, а о качестве тепловой трубы судят по величине асимметрии изотермической поверхности относительно зоны подвода тепла, а зону дефекта определяют по искажению формы изотермических линий (Патент РФ №2456524, МПК F28D 15/02).
Недостатком данного способа является низкая информативность, обусловленная сложностью идентификации на фоне большого количества факторов влияния не герметичности тепловой трубы на коэффициент асимметрии.
2
2
Наиболее близким по техническому решению является принятый за прототип способ контроля качества тепловой трубы по степени герметичности сварных швов, заключающийся в том, что для обнаружения утечек аммиака на контролируемый участок сварных швов тепловой трубы, заполненных аммиаком, накладывается фильтровальная бумага, смоченная индикаторным раствором, содержащим 3%-ный раствор CoCl⋅6HO. При этом, о качестве тепловой трубы судят по появлению пятен или точек, окрашенных в цвет от голубого до сине-фиолетового, почти черного, в зависимости от количества поступившего аммиака. (Патент РФ №2087888, МПК F28D 15/02 от 16.09.1993 г.).
Недостатком данного способа является большая длительность процедуры контроля и низкая информативность, обусловленная проведением контроля герметичности без тепловой нагрузки на тепловой трубе и низкая чувствительность способа.
Техническим результатом является уменьшение времени процедуры контроля дефектных областей, повышение информативности контроля, увеличение чувствительности и снижение методической погрешности способа.
2
2
Для достижения данного технического результата предложен способ контроля качества тепловой трубы путем определения утечек аммиака по появлению пятен или точек, окрашенных в цвет от голубого до сине-фиолетового, почти черного, в зависимости от количества поступившего аммиака, при накладывании фильтровальной бумаги смоченной индикаторным раствором, содержащим 3%-ный раствор CoCl⋅6HO на контролируемый участок, при этом к середине тепловой трубы осуществляют импульсный подвод тепла, а контролируемый участок, до подвода тепла, с наложенным на него индикатором аммиака, герметизируют с помощью оптически прозрачного материала. Визуализацию индикатора аммиака можно осуществлять, по крайней мере, одновременно с двух сторон тепловой трубы при помощи зеркальной поверхности, установленной за тепловой трубой под определенным углом к телевизионной камере, а для осуществления контроля с различных сторон необходимо обеспечить поворот тепловой трубы.
О качестве тепловой трубы, как и в прототипе, судят визуально или с помощью технических средств, по появлению пятен или точек, окрашенных в цвет от голубого до сине-фиолетового, почти черного, в зависимости от количества поступившего аммиака, при этом контроль ведется в видимом диапазоне длин волн. Импульсный подвод тепловой энергии к середине тепловой трубы, вызывает образование реверсивных импульсов давления пара аммиака и соответственно импульсных тепловых потоков, которые, при наличии сквозных пор в сварных швах корпуса, стимулируют процессы массопереноса молекул аммиака, которые вступают в химическую реакцию с индикатором и изменяют его окраску, тем самым способствуя повышению информативности контроля. Реверсивные тепловые потоки также нагревают поверхность сварных швов и увеличивают скорость протекания химической реакции между аммиаком и индикатором, т.е. сокращают время изменения исходной окраски индикатора (см. Дан П.Д., Рей Д.А. Тепловые трубы. - М.: Энергия. 1979. 272 с.; Роздзял П. Технология герметизации элементов РЭА: Пер. с польск. / Под ред. В.А. Волкова. - М.: Радио и связь, 1981. С. 108-135.; Фриш С.Э., Тиморева А.В. Курс общей физики. Физматгиз. 1961. с. 157-339.
Поверхности сварных швов с наложенным на них индикатором герметизируют с помощью оптически прозрачного материала. Таким образом, при испарении аммиака, он не попадает в окружающее пространство, за время действия теплового импульса в гермооболочке происходит накопление молекул аммиака, что способствует интенсификации химической реакции на индикаторе, приводящее к быстрейшему изменению его исходного цвета, который контролируется визуально или с помощью технических средств, через оптически прозрачный материал созданной гермооболочки. Повышается чувствительность предложенного способа и снижается методическая погрешность визуализации дефектных областей сварных швов. (см. Глинка Н.Л. Общая химия. Химия. 1985. С. 158-170.).
На фиг. 1 изображено устройство реализации способа контроля качества аммиачной тепловой трубы, вид спереди.
На фиг. 2 изображено устройство реализации способа с возможностью визуализации индикатора аммиака, по крайней мере, одновременно с двух сторон тепловой трубы, вид спереди и сбоку.
1 - тепловая труба; 2 - импульсный источник теплового потока; 3 - сварной шов; 4 - индикатор аммиака; 5 - зеркало; 6 - оптически прозрачный материал; 7 - телевизионная камера; 8 - канал связи; 9 - персональный компьютер (монитор).
2
2
Способ осуществляется следующим образом: Одним из известных способов к середине трубы (1) осуществляют импульсный подвод тепла, формирующий на поверхности трубы импульсный источник теплового потока (2), от которого реверсивные тепловые потоки плотностью q и потоки пара аммиака с избыточным давлением перемещаются через паровой канал к сварным швам (3) и через поры (неплотности) взаимодействуют с индикатором аммиака (4) в виде присоединенной к контролируемой поверхности фильтровальной бумаги, смоченной индикаторным раствором, содержащим 3%-ный раствор CoCl⋅6HO, причем, перед подводом тепла контролируемый участок (3) с наложенным на него индикатором (4) герметизируют с помощью оптически прозрачного материала (6), при этом, о качестве тепловой трубы судят, как и в прототипе, по появлению пятен или точек, окрашенных в цвет от голубого до сине-фиолетового, почти черного, в зависимости от количества аммиака, визуально или с использованием, например, телевизионной системы, включающей телевизионную камеру (7), канал связи (8) и персональный компьютер (9).
Визуализацию герметичности контролируемой поверхности тепловой трубы можно осуществлять, по крайней мере, одновременно с двух сторон (например, фронтальной и тыльной), при помощи зеркала (5), установленного за тепловой трубой под определенным углом к телевизионной камере (7).
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет:
- уменьшить длительность способа контроля качества тепловой трубы;
- повысить информативность контроля качества тепловой трубы;
- уменьшить методическую погрешность визуализации дефектной области.
Технический результат, достигнут полностью.