Разработка путей совершенствования технологии проверки герметичности корпусных конструкций и определение применимости неконтактного акустического метода испытаний

• Автор: Уткин, Вячеслав Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.08.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 172 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
введение
’лава I. Анализ современного состояния разработок акустического метода контроля герметичности и постановка цели и задачи исследования
1.1. Исследование современной технологии и средств контроля герметичности конструкций акустическим методом
1.2. Анализ результатов научных исследований и патентных разработок процесса акустического контроля герметичности конструкций
1.3. Постановка цели и задачи исследования
лава II. Исследование физических моделей истечения воздушной испытательной среды и звукоизлучения через сквозные микронеплотности, разработка расчетных методик определения параметров образующихся акустических полей
2.1. Исследование физической модели истечения воздушной испытательной среды через сквозные микронеплотности
в корпусных конструкциях
2.2. Разработка методики определения параметров акустического поля, образующегося при истечении воздушной испытательной среды
2.3. Исследование физической модели звукоизлучения и разработка методики определения параметров акустического поля,
образующегося при звукоизлучении
Выводы
лава III. Экспериментальная оценка параметров акустического поля
и порога чувствительности средств акустического контроля
3.1. Разработка и метрологическая аттестация испытательных образцов-имитаторов сквозных микронеплотностей
3.2. Экспериментальная оценка параметров акустического поля, возникающего при истечении воздуха или звукоизлучсния
через каналы имитаторов сквозных микронеплотностей
3.3. Экспериментальное определение порога чувствительности средств неконтактного акустического контроля герметичности
конструкций
Выводы
пава IV. Определение технологической применимости и эффективности акустического метода контроля герметичности судовых корпусных конструкций
4.1. Определение показателей порога чувствительности традиционных методов контроля герметичности
4.2. Определение технологической применимости метода акустического контроля герметичности судовых корпусных конструкций
4.3. Сравнительный анализ эффективности неконтактного акустического метода контроля герметичности судовых
корпусных конструкций
Выводы
Заключение
Список используемых литературных источников
ВВЕДЕНИЕ
Условия эксплуатации судов требуют обеспечения герметичности их корпуса и отдельных его частей. Проникновение забортной воды даже в незначительных количествах внутрь судна в ряде случаев приводит к серьезным последствиям. Поэтому надежность и качество строящихся судов в равной мере зависит не только от правильности проектирования корпусных конструкций, но также от качества их изготовления, включающего, в большинстве случаев и обеспечение требований герметичности.
За последние годы в судостроении внедрены новые сварочные материалы и сварочное оборудование, что позволило значительно улучшить качество корпусных конструкций, в том числе и герметичность. Значительный прогресс достигнут в области разработки и применения методов контроля качества сварных швов. Однако несмотря на повышение качества сварки и использование более совершенных методов контроля сварных швов, проверка герметичности корпусных конструкций остается обязательным и очень важным технологическим этапом постройки любого судна.
Высокие требования к герметичности современных судов, их большая насыщенность механизмами, устройствами, приборами, трубопроводами, электрическими кабелями и т.п. сделали испытания на герметичность весьма сложным производственным процессом, требующим больших затрат времени и средств.
В связи с этим, особое значение приобретает поиск и применение различных конструктивных и технологических мероприятий по обеспечению герметичности корпусов судов, а также выбор наиболее рациональных методов и обоснованное назначение параметров испытаний в соответствии с современными требованиями к герметичности различных корпусных конструкций.
В настоящее время в практике отечественного и зарубежного судостроения применяют различные методы контроля герметичности корпусных конструкций, надежность которых проверена многолетним опытом постройки клепанных и сварных корпусов судов различного назначения. Согласно действующим руководящим материалам в отечественном судостроении герметичность конструкций проверяют с применением воды (методом полива или налива), с использованием воздуха (методом надува или обдува), либо путем

а в дальнейшем на промежутке I - Ге движение переходит в режим установившегося ламинарного, характеризующегося скоростью, определяемой уравнением (4). При выполнении контроля герметичности конструкций неконтактным акустическим методом оба конца каналов открыты, поэтому по мере удаления от входа в канал характер движения газа может изменяться более динамично. В начале, как при испытаниях герметичности с использованием вспенивающихся индикаторов, на длине 1е характер движения газа будет неустановившимся, затем режимом движения газа станет установившийся ламинарный, который на выходе из канала микронеплотности должен будет перейти в турбулентный, являющийся источником создания акустических колебаний окружающей среды. В этих условиях образования турбулентных вихрей, скорость перемещения газа не может быть рассчитана на основе формулы (4), ибо для расчета скорости необходим учет энергетического уровня возникающего акустического излучения.
Результатами исследований, приведенными в [59], доказано, что скорость потока газа и при отсутствии энергетического обмена с окружающей средой не может быть выше некоторой максимальной величины, достигаемой при условии полного преобразования теплосодержания газа в кинетическую энергию. Это положение позволяет выразить величину максимальной скорости истечения газа следующей формулой:
где: итах - максимальная скорость истечения газа:
g - ускорение силы тяжести;
А - тепловой эквивалент механической работы;
Т0 - абсолютная температура торможения газа;
Ср - удельная теплоемкость газа при постоянном давлении.