金屬波紋管在真空檢漏過程中的變形控制
金屬波紋管在真空檢漏過程中容易失穩(wěn)變形,從而導(dǎo)致漏率檢查無法正常進行,甚至導(dǎo)致零件被破壞。針對幾種典型的波紋管結(jié)構(gòu)形式,本文提出了相應(yīng)的解決方案,給出具體檢漏工裝的設(shè)計方法和其強度校核的原則,這對實際工程應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。
1、問題的提出
在真空試驗中,被抽空的系統(tǒng)雖然一般認為是不危險的,其實仍然隱含有兩種危險,一種是被壓碎(內(nèi)爆),一種是人們進入即使已經(jīng)與大氣相通的容器中可能發(fā)生的危險,因為大多數(shù)真空試驗使用了包含像氦、氮和氫氣這些不能維持生命的氣體,導(dǎo)致容器內(nèi)不含有足夠可吸入的空氣而引起窒息[1] 。
“內(nèi)爆”指的是被檢對象由于自身剛度不足以支撐大氣壓而發(fā)生變形、扭曲、爆裂等情況,從而導(dǎo)致被檢工件不能正常密封,檢漏工作無法進行或工件報廢、儀器損毀甚至威脅到檢漏人員的人身安全,故對這類被檢對象在檢漏時應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施。
金屬波紋管作為補償元件在低溫真空系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛,安裝使用前需對其進行真空檢漏,因其剛性不足,檢漏時必須采取相應(yīng)的預(yù)防措施(尤其是對于單層、元件厚度≤1.0 mm 的金屬波紋管)。筆者在日常工作中經(jīng)常接觸到波紋管真空檢漏,積累了一些經(jīng)驗,簡要介紹如下:
2、解決措施
金屬波紋管結(jié)構(gòu)大致劃分為以下幾種類型:
①無法蘭結(jié)構(gòu),②內(nèi)接法蘭結(jié)構(gòu),③外接法蘭結(jié)構(gòu)。針對不同的金屬波紋管結(jié)構(gòu)類型,本著經(jīng)濟、實用和穩(wěn)定、可靠的原則,提出相應(yīng)的解決方案。
2.1 襯環(huán)約束
因波紋管壁厚與接口法蘭厚度相差很大,焊接時受熱不均,使波紋管易被燒穿,接頭成形困難[2],故通常在波紋管口加裝襯環(huán),以改善焊接時熱傳遞的不平衡,則可以利用襯環(huán)做檢漏支撐端,如圖1 所示,卡盤卡住波紋管兩端襯環(huán),因為襯環(huán)較薄,故卡盤尺寸和波紋管直管部分需吻合,卡盤中間放置支撐,支撐的高度一般比波紋管在常壓下的自由尺寸略小即可。當(dāng)檢漏儀對波紋管抽氣時,波紋管受到負壓收縮,襯環(huán)與卡盤貼合形成一個整體,由于支撐作用,使波紋管的變形受到抑制,從而順利完成檢漏。
圖1 利用襯環(huán)檢漏
4、結(jié)束語
在金屬波紋元件的真空檢漏過程中,針對不同的波紋管結(jié)構(gòu)形式,采用文中介紹的控制變形措施,可有效地防止金屬波紋元件在真空檢漏條件下,因自身剛性不足而產(chǎn)生的檢漏工作無法順利實施和零件的失效破壞問題,提高檢漏工作的成功率,減少不必要的經(jīng)濟損失。
圖5 為一種工程用金屬波紋管結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢漏的照片。
圖5 現(xiàn)場檢漏
參考文獻
[1] 馬云中,等. 泄露檢測[S].國防科技工業(yè)無損檢測人員資格鑒定與認證委員會,2004.
[2] 王學(xué)義. 薄壁波紋管與法蘭的TIG 焊[J]. 焊接, 2000,(12).
[3] 楊可楨,程光蘊.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M]. 北京:高等教育出版社,1996.