دراسة أداء الختم السليكوون الختم الدائري

دراسة تجريبيةتفلونتأثير ضغط الختم الدائري ، والكشف عن تسرب الوقت على أداء الختم . تخلل الهليوم في السليكوون الختم الدائري و تأثير حجم الختم الدائري على عملية التحقيق باستخدام المحاكاة العددية . الكشف عن تسرب المواد الحاوية مع ارتفاع نفاذية الهليوم تم تحليلها ومناقشتها . وتظهر النتائج أن معدل تسرب الكشف عن تسرب الهليوم هو أساسا بسبب تسرب الهليوم السليكوون الختم الدائري . تسرب قيم بسبب تسرب واجهة ثقب تسرب يمكن الحصول عليها عن طريق الكشف عن تسرب الهليوم قبل أن يمر من خلال الختم الدائري ، و الوقت يمكن أن يكون من الواضح أن زيادة سماكة الختم الدائري اختراق الاتجاه .

بولي تترافلوروإيثيلين ( السليكوون ) مادة ممتازة مقاومة التآكل ، ومقاومة الطقس ، والاستقرار الكيميائية ، غير لاصقة ، غير سامة ، لا تلوث ، المعروفة باسم " البلاستيك زهي وانغ " ، هو أفضل المواد الختم ، وتستخدم على نطاق واسع في الدفاع الوطني ، والطيران ، والفضاء ، والطب ، والبتروكيماويات ، والالكترونيات ، والآلات ، والعديد من المجالات الأخرى من ختم الجهاز . وفي الوقت نفسه ، السليكوون مادة ممتازة مقاومة الإشعاع ، التريتيوم التريتيوم التوافق ، وانخفاض النفاذية ، لذلك يستخدم على نطاق واسع في نظام الختم .

السليكوون المواد المستخدمة في التعبئة والتغليف حاوية تحتوي على عنصر التريتيوم مثل الختم الدائري . من أجل تحليل سبب هذه المشكلة ، ختم اختبار الأداء من السليكوون الختم الدائري نفذت . تأثير ضغط السليكوون الختم الدائري ، تسرب وقت الكشف على ختم الأداء تم التحقيق فيها .

عملية الاختبار

1-1 حاويات الاختبار

محاكاة الحاويات ، كما هو مبين في الشكل 1 ، مصممة لاختبار أداء الختم الدائري . من أجل الحد من التدخل من العوامل الأخرى ، الغطاء العلوي من محاكاة حاوية غير ملحومة هيكل معدني كامل ، حاوية الخارجي مسار الغاز الصدد اعتماد المعدن ختم حشية ، صمام هو معدن كامل اتجاهين صمام يدوي . الكشف عن تسرب الهليوم إلى أن معيار معدل التسرب ( بدون ختم ) من محاكاة السفينة أقل من 1 * 10 .^-10Pa · م³/s， تسرب الحاويات نفسها تم القضاء عليها .

السليكوون الختم الدائري

السليكوون الختم الدائري يتكون من ثلاثة أنواع من قضبان السليكوون التي تم شراؤها من الخارج ، والتي هي على النحو المبين في أ ، ب ، ج ، مع أحجام القطر الخارجي فاي 178 ملم ، القطر الداخلي فاي 170mm وسمك 3 ملم .

1-3 الكشف عن التسرب

ضغط السليكوون الختم الدائري يتحدد من خلال قياس الفجوة بين العلوي والسفلي الشفاه من محاكاة السفينة بعد محاكاة السفينة يتم تجميعها ، محاكاة السفينة مليئة 0.05 الآلام والكروب الذهنية الهليوم بعد فراغ ، ثم محاكاة السفينة يتم تحميلها في الكشف عن تسرب السفينة . الكشف عن تسرب هو نوع من الكشف عن تسرب الهليوم مطياف الكتلة Varian pr02 الولايات المتحدة الأمريكية .

2 - نتائج الاختبار والتحليل

2-1 نتائج الاختبار

2-1-1 تأثير معدل تسرب الختم الدائري وضغط على معدل التسرب

معدل التسرب من ثلاثة أنواع من ختم الخواتم تم تم اختبارها تحت ضغط مختلفة ، ضغط من 0.6 ملم إلى 1.15 ملم . من بينها ، تسرب قيم من المواد ج الختم الدائري تحت ضغط 0.7 مم تم اختبارها مرارا وتكرارا .^-7， 3-2 × 10^-7， 3-3 × 10^-7، 3.6 × 10^-7Pa · م³/s， التكرار هو جيد نسبيا ، وبالتالي فإن الاختبارات الأخرى لا تكرار الاختبارات . نتائج اختبار تظهر أن هناك بعض الاختلافات في الأداء ختم السليكوون^-7- 6.1 × 10^-7Pa · م³/s) ， ولكن لا تزال قريبة نسبيا ، في 10^-7Pa · م³ق وفي الوقت نفسه ، يمكن تحسين أداء الختم من خلال زيادة كمية الضغط ، ولكن زيادة السعة صغيرة .

تأثير الكشف عن تسرب الوقت على قيمة الكشف عن تسرب هو درس باستخدام الختم الدائري ، وعاء الاختبار يتم تجميعها وفقا لضغط 0.6 ملم من الختم الدائري ، بعد ملء حاوية مع الهليوم ، يتم وضعها في حاوية للكشف عن تسرب على الفور . يمكن أن ينظر إليه على أنه ، في البداية ، انخفاض معدل تسرب الحاويات يمكن أن تصل إلى 1.5 × 10 .^-9Pa · م³/s， مع إطالة وقت الكشف عن تسرب ، تسرب قيم ترتفع بسرعة ، بعد حوالي 30 دقيقة ، تسرب قيم ترتفع ببطء ، و 60 دقيقة تسرب قيم تصل إلى 2.7 × 10 .^-7Pa · م³/s， بعد 17 ساعة ، تسرب قيم مستقرة في 4.8 × 10 .^-7Pa · م³/s， الشكل 1 * 10^-7Pa · م³نقطة انعطاف في / س معدل التسرب بسبب تسرب كاشف التبديل .

استبدال نفس الختم الدائري ، اختبار حاوية وفقا الختم الدائري ضغط 0.8 مم ، الهليوم شغلها مؤقتا لمدة 30 دقيقة ثم تبدأ في الكشف عن تسرب ، تسرب الكشف عن قيمة الوقت مع تغيير منحنى كما هو مبين في الشكل 2 . يمكن أن ينظر إليه على أنه ، على الرغم من أن معدل التسرب من الختم الدائري هو مماثلة لتلك التي من الختم الدائري ، معدل التسرب الأولي^-8Pa · م³/s) ， قد يكون هذا بسبب عدم الكشف عن تسرب على الفور بعد ملء الهيليوم ، وضعت حوالي 30 دقيقة .

2-2 تحليل نتائج الاختبار

وفقا لنتائج الاختبار ، تسرب قيم السليكوون الختم الدائري هو زيادة جنبا إلى جنب مع إطالة وقت الكشف عن تسرب ، فقط بعد فترة طويلة من الزمن يمكن أن تصل إلى قيمة ثابتة ، مختلف السليكوون الختم الدائري تسرب قيم ثابتة لها بعض الاختلافات ، وزيادة كمية مناسبة من ضغط الختم الدائري يمكن أن تحسن إلى حد كبير أداء الختم .

وفقا للنتائج المذكورة أعلاه ، يمكن أن يكون الحكم على أن معدل تسرب الكشف عن تسرب في محاكاة السفينة أساسا من الهيليوم من خلال السليكوون الختم الدائري .

3 - حساب وتحليل الأداء السليكوون الختم الدائري

حساب وتحليل ثابت معدل تسرب الهليوم السليكوون الختم الدائري

التحليل الأولي يشير إلى أن معدل تسرب الكشف عن تسرب في محاكاة السفينة هو أساسا بسبب تسرب الهليوم من خلال السليكوون الختم الدائري . شو ماو et al . ( 6 ) أظهرت النتائج أن الغاز نفاذية الهيدروجين والهيليوم في السليكوون هو أساسا عملية نشر الغاز في المواد . ثابت معدل تسرب الهليوم قطر للبترول من السليكوون شقة طوقا يمكن حسابها باستخدام المعادلة التالية

في المعادلة ، CP هو معامل النفاذية الهليوم في السليكوون المواد . m²ع هو الهليوم الضغط التفاضلي على كلا الجانبين من الختم الدائري ، السلطة الفلسطينية ، ا ف ب هو الهليوم اختراق المنطقة في اتجاه الختم الدائري ، m²دلتا هو سمك من الهيليوم في اتجاه اختراق الختم الدائري ، m。

أما بالنسبة السليكوون الختم الدائري ، عندما تقلص من 0.6 إلى 1.15 ملم ، تسرب الهليوم في اتجاه المنطقة بنسبة 23 في المائة ، وسمك الهليوم في اتجاه اختراق الختم الدائري بنسبة 30 في المائة .

تحليل معدل تسرب الهليوم السليكوون الختم الدائري مع الوقت

في هذه الورقة ، فيك القانون الثاني ، الذي يصف انتشار الغاز في المواد الصلبة ، يستخدم لحساب الوقت تغير سلوك الهليوم تسرب الغاز من خلال السليكوون الختم الدائري . وفقا لحجم الختم الدائري ( مع الأخذ في الاعتبار أن الختم الدائري هو مضغوط 0.6 ملم ، عرض من 4 إلى 5 ملم ) ، معامل النفاذية الهليوم في السليكوون^-11m²و الهليوم الضغط الجزئي على كلا الجانبين من macroseal حسبت بطلاقة البرمجيات ، كما هو مبين في الشكل 3 ( أ ) . من حساب منحنى ، الهليوم لم تخترق خارج الختم الدائري في أكثر من عشر دقائق ، حتى معدل التسرب هو صغير جدا ( أقل من 1 × 10 ) . ^-10Pa · م³/s) ， ثم ارتفع بسرعة إلى 1 × 10 في حوالي 15 دقيقة .^-9Pa · م³بعد 30 دقيقة ، معدل الزيادة تباطأ بشكل ملحوظ ، و 40 دقيقة معدل التسرب حوالي 1 × 10 . ^-7Pa · م³/ س.

من أجل الكشف عن تسرب الفعلية ، يجب أن تكون معبأة في الكشف عن تسرب حاوية بعد ملء الهليوم ، متصلا مع كاشف تسرب ، ثم الكشف عن تسرب حاوية فراغ ، فراغ إلى مستوى معين ، كاشف تسرب يمكن الكشف عن انخفاض معدل التسرب ، وهذه العمليات تتطلب بعض الوقت . ولذلك ، فإن الوقت في الشكل 3 ( أ ) هو خصم حوالي 15 دقيقة ، ثم مقارنة مع نتائج الاختبار ( منحنى الضغط في الشكل 2 هو 0.6 ملم ) ( الشكل 3 ( ب ) ) ، يمكننا أن نرى أن اثنين من البيانات أكثر اتساقا . نتائج المحاكاة تبين أن معدل التسرب من محاكاة السفينة يزيد مع زيادة وقت الكشف عن تسرب ، ويصل إلى قيمة ثابتة بعد فترة طويلة من الزمن .

تحليل العلاقة بين سمك السليكوون ختم تسرب الهليوم

حسب قانون فيك الثاني ، سمك في اتجاه نشر ناضح له تأثير كبير على عملية دينامية ناضح ونشرها . في هذه الورقة ، تأثير سمك الختم الدائري على الكشف عن تسرب الوقت ومعدل التسرب هو درس من خلال المحاكاة العددية . 5 و 10 ملم ، منحنى معدل التسرب من أربعة أنواع من الأختام الهيكلية مع الوقت هو مبين في الشكل 4 . يمكن أن ينظر إليه على أنه عندما تسرب سمك الختم الدائري في اتجاه زيادة من 2.5 إلى 7.5 و 10 ملم ، معدل التسرب يمكن الكشف عنها من قبل تسرب الهليوم كاشف ( مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل وقت فراغ ، فراغ درجة ، الخ . )^-9Pa · م³الوقت من 4 دقائق إلى 16 ، 38 ، 71 دقيقة . نتائج المحاكاة العددية المذكورة أعلاه يمكن تفسيرها من خلال نشر القانون الثاني . عملية نشر غاز الهليوم داخل الختم الدائري يمكن أن تكون مبسطة إلى شبه لانهائي قضيب نشر النموذج . x = ∞，c=0， حل معادلة الانتشار

erf ( ) هو خطأ وظيفة . ( ج ) محتوى الهيليوم في الختم الدائري في وقت معين وفي موقع معين؛ C0 هو محتوى الهليوم في ارتفاع ضغط الختم الدائري . د هو معامل انتشار الهليوم في السليكوون . m²ر = وقت الانتشار . s。

وفقا لما سبق حل المعادلة ، س / ( 2dt ) في ظروف مختلفة يجب أن تكون على قدم المساواة عند نشر تصل إلى نفس التركيز ، وهذا هو ، عمق نشر طبقة تتناسب طرديا مع مربع نشر الوقت . نتائج المحاكاة والتحليل تبين أن زيادة سمك الختم الدائري في اتجاه الاختراق يمكن أن تزيد بشكل ملحوظ من الهليوم الاختراق .

وبالإضافة إلى ذلك ، وفقا للصيغة ( 2 ) ، الوقت اللازم من أجل نشر ناضح يتناسب عكسيا مع معامل الانتشار عند نشر ناضح يصل إلى نفس التركيز ، إذا كان معامل انتشار الهليوم في الختم الدائري المواد د صغيرة جدا ، ثم تسرب الهليوم كاشف يمكن الكشف عن تسرب وقت طويل ، المشاكل التي تظهر في التجارب المذكورة أعلاه من الصعب جدا أن تحدث في العام عملية الكشف عن تسرب .

4 - مناقشة الكشف عن تسرب الحاويات مع ارتفاع نفاذية الهليوم

استنادا إلى نتائج الاختبار و نتائج المحاكاة ، السليكوون المواد المستخدمة في ختم الحاويات ، لأن معامل النفاذية من الهليوم السليكوون المواد أكبر ، حوالي عشرات المرات أكثر من غيرها من المواد غير المعدنية الختم ، تسرب الهليوم مع زيادة كبيرة في الكشف عن تسرب الوقت . من ناحية ، لا يمكن قراءة أكثر استقرارا قيمة الكشف عن تسرب ، من ناحية أخرى ، تسرب الهليوم قيم كبيرة ، لا يمكن تلبية متطلبات التصميم . هذه المشكلة موجودة أيضا في غيرها من الحاويات التي تحتوي على ختم المواد غير المعدنية مع ارتفاع معامل انتشار الهيليوم ، وكيفية الكشف عن تسرب ختم الأداء هو مشكلة شائعة .

الغرض العام من الكشف عن تسرب هو الكشف عن ما إذا كان أو لم يكن تجهيز وتجميع نوعية ختم الحاويات تلبية الاحتياجات . إذا كان استقرار معدل تسرب الهليوم هو اختيار قيمة الكشف ، معدل التسرب الفعلي هو معدل تسرب الهليوم في المواد غير المعدنية الختم إذا كان هناك أي مشكلة في ختم أجزاء أخرى من السفينة ، في معظم الحالات ، معدل تسرب الهليوم تسرب أكبر من الواضح من معدل تسرب الهليوم ، مما يؤدي إلى تسرب عامل مخفي و لا يمكن تحقيق الغرض من الكشف عن تسرب . السبب في أن معدل التسرب من السفينة لا يمكن تلبية الطلب هو أن الوقت بين الهليوم و الكشف عن تسرب طويلة جدا ، مما يؤدي إلى تسرب الهليوم أكبر تغطية السفينة نفسها . ولذلك ، ينبغي أن تكون كافية في وقت رد الفعل للكشف عن تسرب الهليوم إلى تقصير قدر الإمكان إلى قراءة قيمة الكشف عن تسرب ، تسرب الهليوم لم تخترق من خلال الحصول على قيمة الختم الدائري ، قياس النتائج يمكن أن تعكس أساسا واجهة ، تسرب .

ومع ذلك ، هناك علاقة وثيقة جدا بين الوقت الذي يمر من خلال الختم الدائري الهليوم قبل اختراق وسمك الختم الدائري اختراق الاتجاه . نتائج المحاكاة والتحليل في الفرع 3 ، إذا كان اتجاه التسرب من الختم الدائري هو صغير جدا ، تأثير تسرب الهليوم في وقت قصير جدا ( على سبيل المثال ، سمك الختم الدائري هو 2.5 ملم في الفرع 3-3 ) ، لا يمكن الكشف عن تسرب في واجهة ، والكشف عن النتائج لا تعكس تسرب حقيقي . . . . . . . إذا كان عرض الختم الدائري ( أي سمك في اتجاه الاختراق ) هو زيادة في التصميم ، وقت تسرب الهليوم في الختم الدائري يمكن الكشف عن معدل تسرب كاشف زيادة كبيرة ، وسوف يكون هناك ما يكفي من الوقت للكشف عن تسرب ، وبالتالي الحصول على أكثر دقة معدل التسرب .

5 - الاستنتاجات

( 1 ) تسرب معدل الكشف عن تسرب الحاويات في الاختبار هو أساسا بسبب تسرب الهليوم السليكوون الختم الدائري .^-7Pa · م³ق زيادة ضغط السليكوون الختم الدائري يمكن أن تقلل من معدل تسرب الهليوم .

( 2 ) معدل التسرب من السفينة يزيد مع زيادة وقت الكشف عن تسرب ، ويصل إلى قيمة ثابتة بعد فترة طويلة من الزمن ، وهذه الظاهرة هي التي تحدد خصائص الهليوم تسرب ونشرها في الختم الدائري المواد .

( 3 ) لأن معامل النفاذية الهليوم في السليكوون مادة كبيرة نسبيا ، مما يؤدي إلى تسرب الهليوم من خلال الختم الدائري في وقت قصير ، تسرب الهليوم في الختم الدائري من السهل التدخل في الكشف عن تسرب الختم . من أجل الحصول على معدل التسرب الناجم عن تسرب الهليوم ، يجب أن تكون قصيرة قدر الإمكان إلى قراءة قيمة الكشف عن تسرب الهليوم قبل أن تخترق من خلال الختم الدائري . السبب في أن معدل التسرب من السفينة لا يمكن تلبية الطلب هو أن الوقت بين الهليوم و الكشف عن تسرب طويلة جدا ، مما يؤدي إلى تسرب الهليوم أكبر تغطية السفينة نفسها .

( 4 ) سمك الختم الدائري في اتجاه الاختراق له تأثير كبير على الوقت الذي يمكن الكشف عن تسرب الهليوم تسرب كاشف . زيادة سمك ، يمكن أن يكون هناك ما يكفي من الوقت للكشف عن تسرب ، وبالتالي الحصول على أكثر دقة واجهة ، تسرب معدل التسرب ؛

( 5 ) هذه الظاهرة وجدت أيضا في غيرها من الحاويات التي تحتوي على مواد مانعة للتسرب غير المعدنية مع ارتفاع معامل النفاذية الهليوم ( مثل الفلور المطاط الختم الدائري ، الخ . )