СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ ТЕЧЕЙ В СТРУКТУРЕ МАТЕРИАЛОВ ИЛИ ИХ СОЕДИНЕНИЙ В ВАКУУМНЫХ ПРИБОРАХ
METHOD FOR ELIMINATING LEAKS IN STRUCTURE OF MATERIALS OR COMBINATIONS THEREOF IN VACUUM APPARATUSES

Изобретение относится к способам, позволяющим устранять места натекания газа в вакуумную часть приборов.
Известен способ уплотнения течи, подразумевающий использование устройства, в состав которого входит отсек, непосредственно контактирующий с участком, включающим место течи, в который подается уплотняющий состав под давлением [Патент №2654834, МПК G01M 3/06, опубл. 22.05.2018 г.]. К недостаткам способа можно отнести необходимость подстройки торца устройства под форму поверхности, на которой присутствует место течи, особенно в тех случаях, когда поверхность с течью имеет сложную морфологию. Следствием такого затруднения может стать отсутствие герметичного соединения между устройством и поверхностью с течью, что сделает невозможным создание требуемого давления внутри отсека устройства.
Известен способ герметизации капиллярных микродефектов оболочки электровакуумного прибора, подразумевающий выдержку оболочки в вакуумной камере, заполненной парами герметика, до заполнения им капиллярных микродефектов оболочки и прогрев при температуре полимеризации герметика [Авторское свидетельство СССР №1355033, МПК: H01J 9/26, опубл. 20.12.2005 г.]. К недостаткам данного способа можно отнести необходимость получения герметика в газообразном состоянии, а также то, что из-за меньшего количества молекул в газообразном состоянии герметика по сравнению с жидким состоянием на поверхности прибора будет образовываться менее плотное пленочное соединение в области уплотнения течи, что может отрицательно сказываться на надежности уплотнения в случаях, когда такое пленочное соединение необходимо и желательно. Кроме того, герметик в газообразном состоянии, в отличие от жидкого, с большей вероятностью будет проникать внутрь прибора, покрывая внутренние поверхности, что может приводить к нежелательным последствиям.
Наиболее близким по технической сущности является способ устранения течей, подразумевающий определение и уплотнение мест натекания путем вакууммирования одной стороны материала, имеющего течь [Заявка № CN 101434816 (В) от 18.01.2012 г.]. Недостатком данного способа устранения течи, по сравнению с предлагаемым решением, можно считать невозможность создания разности давлений по обе стороны материала за счет создания давления ниже атмосферного лишь с одной стороны материала. Другая сторона не подвергается воздействию давления и используется лишь для нанесения герметика.
Технический результат настоящего изобретения состоит в повышении эффективности устранения мест, через которые газ может попадать в вакуумную часть приборов или других вакуумных систем, в том числе в уже откачанных изделиях, без необходимости точной локализации дефектного места.
Технический результат достигается тем, что проводят поиск на изделии области, включающей место течи, и определяют параметры температуры, давления и времени при которых молекулы уплотнительного состава будут проникать в полость течи. На область течи наносят уплотнительный состав в жидком виде и помещают область изделия с течью в герметичную камеру, к которой через герметичное соединение подсоединяют сосуд с инертным газом. В камеру с областью течи подают инертный газ и при выбранных параметрах температуры, давления и времени выдерживают газ в камере, после чего завершают подачу газа в камеру, отсоединяют камеру от изделия и удаляют избытки уплотняющего состава.
Затем осуществляют выдержку изделия до окончательного затвердевания уплотняющего состава.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом.
На фиг. 1 представлен материал, в котором присутствует место течи, область которой смачивают уплотняющим составом и опрессовывают газом где:
1 - материал, паяное или полученное в результате сварки соединение, в структуре которого присутствует дефект - течь;
2 - место течи;
3 - камера, находящаяся под избыточным давлением относительно давления снаружи нее;
4 - молекулы уплотняющего вещества;
5 - газ, с помощью которого в место течи запрессовываются молекулы уплотняющего вещества;
6 - сосуд, являющийся источником газа, поступающего в камеру 3;
7 - вентиль, регулирующий поток газа из сосуда 6 в камеру 3.
На фиг. 2 показан пример реализации способа уплотнения течей вакуумного прибора. Установка может выглядеть, как показано на фиг. 2а. Предположительная область, включающая место течи, покрывается жидким герметиком, после чего прибор помещается в камеру, в которую предполагается напускать газ под давлением. Далее обеспечивается герметизация отверстия, через которое в камере размещался прибор, напускается газ под необходимым давлением, после чего происходит уплотнение имеющихся течей. Камера с объектом уплотнения под давлением газа показана на фиг. 26 и на фиг. 2в. При реализации способа уплотнения, предложенного на фиг. 2, в качестве материала камеры использовался полиэтилен, что в значительной степени ограничивает диапазоны возможных установок давления и температуры, при которых может происходить эксперимент. При проведении процесса во избежание повреждения камеры давление не должно превосходить 300 кПа, а температура должна быть ниже 50°С. Длительность эксперимента, в зависимости от объекта уплотнения и вида герметика, может находиться в пределах нескольких десятков минут. Использование подобной камеры позволяет перемещать прибор в различных направлениях руками для перемещения герметика по поверхности, включающей одну или несколько течей, также при такой постановке эксперимента имеется возможность зрительного контакта с областью, покрытой герметиком.
Способ реализуется следующим образом: на область, которая включает одно или несколько мест возможного натекания (2), наносится уплотняющий состав в жидком виде (4), после чего над выбранной областью с помощью материалов, способных выдерживать давление выше атмосферного, создается герметичная камера (3), имеющая герметичное соединение со стенками образца (1), к которому через герметичное соединение подсоединяется сосуд (6), содержащий молекулы газа (5) под высоким давлением, скорость подачи которого возможно регулировать с помощью вентиля (7), после чего открытием вентиля (7) создается давление газа (5) в камере (3), величина которого выбирается в зависимости от условий эксперимента и определяется материалами образца (1), камеры (3), величиной давления, воздействующего на образец (1) со стороны, обратной стороне, на которой закрепляется камера (3) и др., а в случае реализации способа, как показано на фиг. 2, с использованием пакета, во избежание его повреждения давление газа не должно превосходить 300 кПа; проникающую способность вещества (4) можно дополнительно корректировать путем температурного воздействия на образец (1), например, разогревая его строительным феном, а также формировать условия для многократного смачивания веществом (4) мест натекания путем закрепления образца (1) на вибростенде или изменяя его геометрическое положение в пространстве вручную.
Эффективность устранения мест течи достигается за счет сокращения времени на поиск точного положения течи (вместо конкретного места необходимо выделить область, в которой предположительно находится течь), а также за счет лучшего проникновения уплотняющего материала в место течи, а значит более надежной герметизации. Данный способ является полезным в случаях, когда предполагаемое место течи находится в труднодоступном месте, и локализовать течь не представляется возможным.
Предлагаемый способ уплотнения предполагает более качественное уплотнение мест течи из-за лучшего проникновения уплотняющего состава в дефектные места, имеющие полости сложной формы и микронные размеры, за счет создания большей разницы давлений на стенку вакуумного прибора с течью. При имеющемся вакууме внутри прибора по одну сторону стенки с течью создается избыточное давление над атмосферным по другую, что положительно сказывается на заполнении места течи уплотняющим составом. Таким образом, создаются благоприятные условия для проникновения молекул уплотняющего состава в полость течи для создания более надежного герметичного образования.
Источники информации:
1. Патент №2654834, МПК G01M 3/06, опубл. 22.05.2018 г.
2. Авторское свидетельство СССР №1355033, МПК: H01J 9/26, опубл. 20.12.2005 г.
3. Заявка № CN 101434816 (В) от 18.01.2012 г.