UDC 517.958:532.5, 621:007

MODULO SOFTWARE PER IL CALCOLO DELLA TENUTA

TENUTE MECCANICHE ASSIALI SIMMETRICHE A BASE

MODELLO A ELEMENTI FINITI

Viene presentato un modello matematico del flusso di un mezzo liquido in tenute terminali assialsimmetriche, tenendo conto sia dell'ondulazione che della rugosità delle superfici di lavoro. Viene proposto un modulo software per il calcolo delle perdite del mezzo di lavoro basato sulla modellazione agli elementi finiti. Vengono presentati i risultati degli esperimenti sul modello, dimostrando l'adeguatezza dell'utilizzo di questo schema per il calcolo della tenuta delle connessioni.

Parole chiave: tenute meccaniche assialsimmetriche; calcolo della tenuta; modulo software; modello agli elementi finiti.

Uno dei problemi più importanti quando si progettano elementi di nuova tecnologia nell'ingegneria meccanica, nella costruzione di macchine utensili, nell'ingegneria energetica, nell'industria aeronautica e aerospaziale è il problema di isolare gli ambienti di lavoro e garantire un determinato grado di tenuta di vari dispositivi, recipienti, connessioni di raccordi per tubazioni, ecc. Per risolvere questo problema, un gran numero di una varietà di dispositivi di tenuta, solitamente strutturalmente semplici, ma che spesso svolgono un ruolo decisivo nel garantire l'affidabilità del prodotto nel suo complesso. Uno dei tipi caratteristici di dispositivi di tenuta che combinano molte delle proprietà e caratteristiche prestazionali più comuni sono le tenute metallo-metallo (Fig. 1). Tali sigilli sono ampiamente utilizzati in molti settori.

Riso. 1. Tipologie di tenute metallo-metallo in base alla forma del contatto: UN - Piatto; b - conico; c - lineare;

g - cono-sferico; R, l, d – raggio di curvatura, larghezza del collare e diametro utile della guarnizione

A causa della natura specifica del meccanismo di tenuta, queste connessioni sono classificate come connessioni di contatto e le loro prestazioni sono determinate dalla natura complessa dell'influenza dei parametri geometrici e fisico-meccanici delle superfici di lavoro sulla dinamica della loro interazione di contatto. La complessa struttura dell'articolazione crea invece alcuni problemi per la descrizione matematica del movimento dei mezzi di lavoro nelle articolazioni.

Quanto sopra ha portato al fatto che fino ad oggi non sono stati sviluppati un modello teorico unificato e algoritmi per il calcolo delle perdite dei mezzi di lavoro nei giunti sigillati, tenendo conto della topografia reale delle superfici di lavoro dei giunti e delle loro condizioni operative.

La mancanza di modelli di calcolo porta alla necessità di una selezione sperimentale lunga e laboriosa di materiali, metodi tecnologici di produzione e assemblaggio per ogni nuovo giunto sigillato, che allunga e aumenta significativamente il costo della fase preparatoria della produzione e ostacola lo sviluppo del CAD.

L'articolo propone un modello del flusso del fluido di lavoro nelle tenute assialsimmetriche metallo-metallo utilizzando i parametri della topografia reale delle superfici sigillate. Il calcolo si basa sul metodo degli elementi finiti implementato per l'equazione di Reynolds in coordinate polari.

Formulazione del problema. Il modello del flusso del mezzo di lavoro nella compattazione, tenendo conto dell'influenza della rugosità, può essere descritto dall'equazione per il campo di pressione del mezzo liquido in strati sottili, ottenuta da Patir e Zheng nelle condizioni di Reynolds approssimazione:

https://pandia.ru/text/79/265/images/image006_1.gif" width="211 altezza=23" altezza="23">,

dove https://pandia.ru/text/79/265/images/image008.gif" width="52" Height="23">, sono le altezze di ondulazione delle superfici di lavoro inferiore e superiore del sigillo rispetto a i piani medi, rispettivamente; è lo spazio tra i piani medi di ondulazione (valore costante); – spazio nel sigillo tenendo conto della topografia dell'ondulazione; https://pandia.ru/text/79/265/images/image013. gif" width="49" Height="21 src="> – pressione nel canale formato dallo spazio vuoto. Per calcolare la funzione EN-US">

dove https://pandia.ru/text/79/265/images/image016_0.gif" alt=" Firma:" align="left" width="241 height=255" height="255">!}

Ecco una zona ad anello; – funzione di test che soddisfa le seguenti condizioni al contorno:

dove https://pandia.ru/text/79/265/images/image025.gif" width="16" Height="24 src="> sono i raggi dei confini esterno ed interno della compattazione, rispettivamente (Fig .2).

L'area è rappresentata come un modello a elementi finiti ..gif" width="229 Height=25" Height="25">,font-size:14.0pt"> – un elemento finito separato; – parametri generalizzati che dipendono dall'elemento..gif" width="21" Height="25 src=">e font-size: 14.0pt"> ,

dove https://pandia.ru/text/79/265/images/image039.gif" width="21" Height="24"> è un contributo elementare alla funzionalità

.

Dopo aver sostituito l'espressione per la funzione test, l'espressione per il contributo elementare viene trasformata nella forma

dove https://pandia.ru/text/79/265/images/image043.gif" width="69" Height="28">, sono coefficienti espressi attraverso le coordinate dei nodi dell'elemento.

Nel punto di minimo le derivate del funzionale rispetto a ciascun valore nodale si annullano:

Dove w, S, T– numero di nodi della mesh inclusi nell'elemento e. L'integrale presente nell'espressione può essere calcolato numericamente.

Le dipendenze risultanti vengono sommate e uguali a zero. Insieme formano un sistema di equazioni lineari:

dove https://pandia.ru/text/79/265/images/image049.gif" larghezza="25" altezza="23">.gif" larghezza="23" altezza="23 src=">) e i confini interni () sono calcolati secondo le seguenti relazioni:

https://pandia.ru/text/79/265/images/image055.gif" larghezza="200" altezza="52">.gif" larghezza="25" altezza="21 src="> – spaziatura della griglia per coordinata angolare; – numero di partizioni lungo la coordinata angolare; – numero di partizioni lungo la coordinata radiale; https://pandia.ru/text/79/265/images/image061.gif" width="39" Height="25 src="> – valore della pressione nel punto nodale dell'ultimo cerchio interno; EN-US" >MSIU RondWave 2D (n. certificato di registrazione del prodotto software). Così costruito, permette di analizzare la tenuta della connessione subito dopo aver completato la misurazione dell'ondulazione delle sue superfici di lavoro.

Il modulo viene richiamato dalla voce “Modellazione” del menu principale del programma di controllo APK (Fig. 4). All'avvio del processo di modellazione si apre inizialmente la finestra dei parametri del modello in studio (Fig. 5)..gif" width="21" Height="23">.gif" width="24" Height="23"> – il valore della distanza garantita tra il picco massimo di irregolarità di un piano di lavoro ed il picco massimo di irregolarità del secondo piano di lavoro; – funzione specificata in modo discreto che caratterizza l'influenza della rugosità.

dimensione carattere:10.0pt">Fig. 4. Modulo integrato per la simulazione numerica

Le funzioni di influenza della rugosità (coefficienti di flusso) vengono calcolate da un pacchetto software precedentemente sviluppato ed esportate in questo modulo software. Ogni funzione è un file di testo situato nella cartella funzioni. La prima riga di questi file contiene il numero di punti in cui è specificata la funzione. Le righe successive contengono coppie di valori: gap e il valore corrispondente, separati da uno spazio. Negli intervalli tra i valori di gap specificati, la funzione viene interpolata linearmente. Ai confini è interpolato da funzioni costanti e, di conseguenza, ai confini superiore e inferiore in base alla dimensione dello spazio https://pandia.ru/text/79/265/images/image074.gif" alt="( !LANG: Firma:" align="left" width="390 height=385" height="385">Информация о топографии волнистости поверхности соединения, а также о его геометрических размерах задается через основную программу комплекса MSIU RondWave 2 D .!}

Dopo aver inserito i parametri del giunto in esame, viene eseguita la modellazione agli elementi finiti, a seguito della quale viene generato un rapporto sulla tenuta del giunto (Fig. 6). Il rapporto include una mappa della distribuzione della pressione all'interno dello spazio tra le superfici di lavoro della connessione, un diagramma e i parametri della connessione, le perdite totali del fluido di lavoro e un grafico della distribuzione delle perdite locali lungo la coordinata angolare.

Riso. 6 . Rapporto congiunto sulla tenuta

Controllo dell'accuratezza dei calcoli delle perdite attraverso connessioni terminali assialsimmetriche utilizzando un modulo software. Per verificare l'adeguatezza del modello sviluppato, sono stati condotti una serie di esperimenti sul modello per studiare le perdite nelle guarnizioni assialsimmetriche assolutamente lisce. Per tali collegamenti esistono metodi analitici per la ricerca di perdite volumetriche. Il confronto dei risultati ottenuti dai calcoli analitici con i risultati della modellazione numerica consente di determinare l'adeguatezza del pacchetto software.

Per il calcolo delle perdite attraverso tenute assialsimmetriche si propone il seguente modello analitico:

, (2)

dove https://pandia.ru/text/79/265/images/image078.gif" width="16" Height="15"> è la velocità angolare di rotazione della connessione. Tenendo conto del fatto che la connessione è stazionario, l'equazione (2) assume la forma

.

Tutti gli studi sui modelli sono stati condotti per il carburante diesel di grado A, che presenta le caratteristiche presentate nella tabella. 1. La distanza nella connessione variava nell'intervallo da 1 a 2 µm. Il calcolo è stato effettuato senza tenere conto dell'influenza della rugosità (funzione unitaria 624 "style="width:467.8pt;margin-left:5.4pt;border-collapse:collapse;border:none">

Parametro

Designazione

misurazioni

Accettato

valori

Pressione all'esterno della guarnizione

1·105

Pressione all'interno della guarnizione

Raggio del confine esterno del sigillo

Raggio del confine interno della sigillatura

2,5 10-2

Spazio tra le superfici di tenuta

1·10-6; 1.2·10-6;

1.4·10-6; 1.6·10-6;

1.8·10-6; 2·10-6

Coefficiente di viscosità dinamica del mezzo di lavoro

kg/(m·Con)

Un confronto tra i risultati della modellazione numerica (https://pandia.ru/text/79/265/images/image052.gif" width="23" Height="23 src=">) con le perdite analitiche ha mostrato che la differenza tra di loro non è superiore allo 0,5%. I risultati dello studio sotto forma di dipendenza delle perdite dal divario medio sono presentati in Fig. 7. Pertanto, è stato dimostrato che questo pacchetto software soddisfa il modello analitico per i casi più semplici di connessioni.

Modellazione numerica dell'influenza dell'ondulazione sulla tenuta della connessione.È stato effettuato uno studio numerico per studiare l'effetto dell'ondulazione sulla tenuta delle articolazioni. Come oggetto di studio è stato scelto un composto modello con le caratteristiche elencate nella Tabella 1. 2. Si presuppone che la superficie di lavoro superiore sia perfettamente piana. Poiché lo scopo dell'esperimento era determinare il grado di influenza dell'ondulazione superficiale sulle perdite, il coefficiente di influenza della rugosità è stato assunto costante e pari all'unità.

Gioco articolare garantito HΔ è stato specificato come la distanza tra il picco massimo della superficie di lavoro inferiore e il piano della superficie di lavoro superiore. Lo spazio equivalente in un giunto liscio è stato calcolato come la distanza dal piano della superficie superiore al piano medio della superficie inferiore. Sono stati effettuati i calcoli per i valori HΔ: 1; 2; 3; 5; 8; 10; 15 e 20 micron. Corrispondevano a lacune equivalenti in una connessione liscia: 9,68; 10,68; 11,68; 13,68; 16,68; 18,68; 23,68 e 28,68 micron.

Tavolo 2

Caratteristiche del modello sperimentale di compattazione

Parametro	Designazione	misurazioni	Senso
Pressione all'esterno della guarnizione			1·10 5
Pressione all'interno della guarnizione			5 10 5 W UN, il metodo di calcolo senza tener conto dell'ondulazione porta ad un errore del 20%. A valori più bassi HΔ questo errore può aumentare notevolmente. A sua volta, con un grande aumento del valore HΔ diminuisce gradualmente. I risultati dello studio sono visualizzati in Fig..gif" width="31" Height="25 src="> - in combinazione con pareti lisce. font-size:12.0pt">Il modello considerato del flusso del mezzo di lavoro nelle tenute assialsimmetriche metallo-metallo utilizzando i parametri della topografia reale delle superfici di tenuta può trovare applicazione pratica nella progettazione di queste tenute, la designazione dei metodi tecnologici per la loro realizzazione utilizzando moderni sistemi CAD.Sulla base di questo modello è stato sviluppato un pacchetto software che consente una valutazione rapida ed efficace della tenuta delle tenute meccaniche. Bibliografia 1. Patir, N. Un modello di flusso medio per determinare gli effetti della rugosità tridimensionale sulla lubrificazione idrodinamica parziale / N. Patir, H. S. Cheng // ASME Journal of Lubrication Technology. – 1978. -Vol. 100. - N. 1. - P. 12-17. 2. Sheipak, A. A. Applicazione del metodo degli elementi finiti (FEM) per il calcolo dei fattori di flusso nelle guarnizioni / A. A. Sheipak, V. V. Porohsyn, D. G. Bogomolov // Abstract degli articoli del 2° congresso mondiale di tribologia (Vienna, Austria, 3 - 7 settembre 2001) . - P. 173-174. 3. Norrie, D. Introduzione al metodo degli elementi finiti / D. Norrie, J. de Vries. – M.: Mir, 1981. – 304 C. 4. Kondakov e tecnologia di tenuta: libro di consultazione /,. – M.: Mashinostroenie, 1986. – 464 p. 5. Poroshin, un pacchetto software per l'analisi tridimensionale dell'ondulazione della superficie delle parti nella produzione di assemblaggi meccanici / , // Assemblaggio nell'ingegneria meccanica, costruzione di strumenti. - M.: Ingegneria Meccanica, 2006. - N. 12.

VT Barchenko, M.L. Vinogradov

Università elettrotecnica statale di San Pietroburgo "LETI" (SPbSETU), st. Professora Popova, 5, San Pietroburgo, 197376, Russia, , Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. Devi avere JavaScript abilitato per vederlo.

Questo articolo fornisce un metodo per determinare lo standard di tenuta per un prodotto sottovuoto e calcolare la dipendenza dal tempo della variazione di pressione nel dispositivo in presenza di una perdita. Viene presentato il rapporto tra i flussi di perdita di elio e la tenuta per vari tipi di sostanze penetranti. Vengono mostrati i nuovi prodotti per l'organizzazione del controllo di tenuta nelle imprese.

Il rilevatore di perdite di elio portatile fornisce una registrazione affidabile del flusso di elio fino a 1 . 10-7Pa. m 3 / s (7,6 . 10 -4 l. µm Hg. / s).

Come i rilevatori di perdite fissi di grandi dimensioni, il rilevatore di perdite portatile è dotato di una funzione di azzeramento dello sfondo, che serve a riportare a zero la concentrazione di elio nella stanza e consente il monitoraggio delle perdite indipendentemente dal livello costante di elio vicino all'oggetto.

Consideriamo un grafico della distribuzione statistica delle perdite rilevate quando si lavora con rilevatori di perdite di elio. Il grafico mostrato nella Figura 2 sovrappone gli intervalli di sensibilità di un rilevatore di perdite portatile nelle versioni professionale e standard.

Figura 2. Distribuzione statistica del numero di perdite rilevate di vari flussi

L'analisi di questa distribuzione statistica ci consente di concludere che l'intervallo di sensibilità di un rilevatore di perdite di elio portatile comprende la stragrande maggioranza delle perdite reali che devono essere rilevate durante il monitoraggio delle perdite.

Flusso di perdita 10 -9 mm Hg. . l/s e meno sono determinati principalmente da:

o permeabilità delle tenute sottovuoto,

o diffusione e conduzione del gas attraverso i materiali del prodotto (ad esempio, attraverso i polimeri),

o desorbimento ed evaporazione dalle pareti interne del prodotto.

Le perdite dovute ai motivi elencati dovrebbero essere prevenute nella fase di sviluppo del progetto e di selezione dei materiali del prodotto, nonché preparando il prodotto per i test secondo i metodi descritti in. Durante ulteriori prove di tenuta si riscontrano perdite con una portata di 7,5. 10 -7 mmHg. Arte. . l/s e più possono essere rilevati utilizzando un rilevatore di perdite di elio portatile.

Rilevatore di perdite con manometro per prove di tenuta integrali

Il rilevatore di perdite manometrico è un rilevatore di perdite automatico per il monitoraggio della tenuta dei prodotti, fornendo la misurazione della perdita totale fino a 10 -4 Pa. m 3 /s e oltre.

Il rilevatore di perdite è dotato di due tipi di sensori: pressione e flusso di gas. Il sistema rilevatore di perdite sottovuoto è progettato in modo tale da poter implementare metodi manometrici e vuotometrici di controllo della tenuta, nonché il rilevamento delle perdite misurando il flusso di gas.

Figura 3. Rilevatori di perdite: a – portatili ad elio, b – manometrici

I principi di rilevamento delle perdite implementati in questo dispositivo sono divisi in due tipi.

1) Rilevamento delle perdite basato sull'aumento o sulla diminuzione della pressione. Per determinare la perdita totale vengono utilizzati metodi manometrici e di vuoto. Il metodo manometrico è adatto per strutture chiuse in cui è possibile creare una pressione superiore a quella atmosferica. Vacuometro – per strutture chiuse in cui è possibile creare il vuoto.

Il principio del calcolo della portata della perdita si basa sul monitoraggio della velocità di variazione della pressione nell'oggetto in prova. Il dispositivo contiene un volume sigillato di riferimento, separato dall'oggetto misurato da una membrana sensibile alla differenza di pressione. Il metodo di rilevamento delle perdite per misurare la pressione differenziale prevede che sia l'oggetto che il volume di riferimento vengano pompati o riempiti di gas alla stessa pressione.

Se c'è una perdita nell'oggetto in prova, l'equilibrio della pressione viene interrotto e la membrana che separa i volumi viene deformata. Modificando la capacità del condensatore, una delle piastre della quale è la membrana specificata, viene determinata la quantità di perdita nell'oggetto in prova.

2) Rilevamento perdite mediante misurazione del flusso di gas.Il dispositivo misura la quantità di aria che penetra nell'oggetto in caso di perdita. I test vengono eseguiti utilizzando un sensore di flusso di gas. Il dispositivo viene calibrato utilizzando una perdita di prova installata in una speciale porta del rilevatore di perdite e un flussometro di gas esterno.

Letteratura

1. Loktev I.I. / Controllo di perdite grandi e piccole negli elementi combustibili // Attrezzature e tecnologia del vuoto, volume 10, n. 3, 2000

2. I fondamenti del vuoto della US Particle Accelerator School, Lou Bertolini, Lawrence Livermore National Laboratory, 19 gennaio 2004

3.OST 5.0170-81. Controlli non distruttivi. Costruzioni metalliche. Metodi di prova di tenuta con gas e liquidi.

4. PNAE G-7-019-89. Metodologia unificata per il monitoraggio dei materiali di base (prodotti semilavorati), giunti saldati e superfici di apparecchiature e condutture di centrali nucleari. Controllo della tenuta. Metodi con gas e liquidi.

RD 26.260.011-99

DOCUMENTO DI GUIDA

ISTRUZIONI METODOLOGICHE

CALCOLO DETERMINAZIONE DEGLI STANDARD DI TENUTA
VASI E DISPOSITIVI

MODULO D'APPROVAZIONE

RD 26.260.011-99

ISTRUZIONI METODOLOGICHE

CALCOLO DETERMINAZIONE DEGLI STANDARD DI TENUTA DI RECIPIENTI E DISPOSITIVI

Direttore Generale della JSC "VNIIPTkhimnefteapparatura" ________________________	V.A. Panov
Capo del Dipartimento Standardizzazione _____________________________________________	V.N. Zarutsky
Capo Dipartimento n. 29 _____________________________	S.Ya. Luchin
Responsabile Laboratorio N. 56 ________________________	L.V. Ovcharenko
Responsabile dello sviluppo, Ricercatore senior ___________________________	V.P. Novikov
Ingegnere di processo II gatto. ______________________________	N.K. Lamina
Ingegnere della standardizzazione IO gatto. ______________________	DIETRO. Lukina
CONCORDATO
Vice Direttore Generale per attività scientifiche e produttive OJSC "NIIKHIMMASH" ____________________________	V.V. Rakov

Prefazione

1. SVILUPPATO dall'Istituto di ricerca e progettazione JSC Volgograd per la tecnologia delle apparecchiature chimiche e petrolifere (JSC VNIIPTkhimnefteapparatura).

2. APPROVATO ED ATTIVO dal Comitato Tecnico N. 260 “Apparecchiature per il trattamento di prodotti chimici e petrolio e gas” con Scheda di Approvazione del 24 giugno 1999.

3. INVECE “Metodi per il calcolo degli standard di tenuta dei recipienti e degli apparecchi”.

4. RISTEMA 2000 Luglio con MODIFICA N. 1, approvato con la Scheda di Approvazione del 27 giugno 2000.

DOCUMENTO DI GUIDA

ISTRUZIONI METODOLOGICHE CALCOLO DETERMINAZIONE DEGLI STANDARD DI TENUTA DI RECIPIENTI E DISPOSITIVI

Data di introduzione 1999-07-01

1 AREA DI UTILIZZO

Questo documento guida ha lo scopo di stabilire standard per la progettazione e le prove di tenuta di recipienti e apparecchi fabbricati in conformità con OST 26-291 e può essere utilizzato per qualsiasi altra apparecchiatura controllata dal Gosgortekhnadzor della Russia, soggetta ai requisiti di PB 03-108 , PB 09-170, PB 10-115, SNiP 3.05.05.

2. RIFERIMENTI NORMATIVI

Nel presente documento di orientamento vengono utilizzati riferimenti ai seguenti standard, codici e altre fonti:

Uno dei principali indicatori che determinano la classe di pericolo di una sostanza secondo GOST 12.1.007 è la sua concentrazione massima consentita nell'aria dell'area di lavoro, determinata secondo GOST 12.1.005.

3.2. Durante il normale funzionamento delle apparecchiature e della ventilazione, il contenuto di sostanze nocive nell'aria dell'area di lavoro deve essere inferiore o uguale alla concentrazione massima consentita di tali sostanze secondo GOST 12.1.005.

Quando si installano apparecchiature di processo in un'area aperta, tipica della maggior parte delle imprese di lavorazione del petrolio e del gas, la ventilazione dell'area di lavoro dipende dalle condizioni atmosferiche sul territorio dell'impresa e dalle proprietà fisiche della sostanza nociva rilasciata.

3.3. Lo standard di tenuta di un recipiente o apparecchio secondo GOST 26790 è definito come il consumo totale più elevato di una sostanza attraverso perdite che garantisce le condizioni operative del recipiente o dell'apparecchio ed è stabilito dalla documentazione normativa e tecnica per tale recipiente o apparecchio.

Lo standard di tenuta è misurato in unità di flusso di gas:

3.4. Durante i test pneumatici di recipienti, apparecchi e condutture, il coefficiente di perdita viene determinato mediante il metodo della caduta di pressione:

MPCpr - concentrazione massima consentita di una sostanza nociva nell'aria di alimentazione, mg/m 3 (non deve superare 0,3 MPC).

4.2. Inserendo i valori dalla formula () nella formula (), otteniamo una formula per calcolare lo standard di tenuta di un vaso o di un apparecchio installato in un locale:

Vp h - volume dell'area di lavoro, m 3 (secondo GOST 12.1.005, l'altezza è 2 m, l'area secondo SN 245 è di almeno 4,5 m 2, quindi il volume è di almeno 9 m 3, nel assenza di dati più accurati).

4.4. Tenendo conto della formula (), la formula () assume la seguente forma:

In assenza di dati sulla classe di tenuta delle connessioni staccabili, si raccomanda di utilizzare i dati nell'appendice del presente documento guida.

Tabella A.1 - Valori della concentrazione massima consentita di una sostanza nociva nell'aria dell'area di lavoro in base alla classe di pericolo di tale sostanza secondo GOST 12.1.007

In milligrammi per metro cubo

Classe di pericolo della sostanza nociva secondo GOST 12.1.007	Concentrazione massima consentita di sostanze nocive (MPC) nell'aria dell'area di lavoro
	inferiore a 0,1
	0,1 - 1,0
	1,1 - 10,0
	più di 10
Nota - Il limite inferiore della classe di pericolo 1 per il calcolo dello standard di tenuta di un recipiente o di un apparecchio può assumere il valore 0,01 mg/m 3

Appendice B

Tabella B.1 - Tassi di ricambio dell'aria per locali industriali

Nome dell'originaleprodotti utilizzati nella produzione o nei locali	Tasso di ricambio d'aria, h -1							Coefficiente aumenti per i prodotti caldi
	in assenza di composti solforati			in presenza di composti solforati			Magazzini
	compressore	pompaggio	produzione	compressore	pompaggio	produzione
Ammoniaca
Produzione di acetaldeide concatalizzatore di mercurio
Butano, idrogeno, metano, propano, butilene,pentano, paraldeide,propilene, etano, etilbenzene, etilene,gas di cracking, petrolio greggio e altre sostanze con MPC superiore a 50 mg/m 3
Selettivo solventi, etere, benzina con piombo, acetato di divinile, diclorostirene, cloruro di vinile, cloruro di metilene e altre sostanze con MPC 5 - 50 mg/m 3 compreso
Bromo e altre sostanze con MPC 0,5 - 5,0 mg/m 3
Cloro, acetilene e altre sostanze con una concentrazione massima consentita pari o inferiore a 0,5 mg/m 3
Acidi nitrici, fosforici e altri con una concentrazione massima consentita pari o inferiore a 10 mg/m 3
Gas di petrolio naturale
Benzina
Nafta, carburante per motori, olio combustibile, residui di cracking, bitume (commerciale)
Etilene liquido								al momento lavoratori soffocanti luoghi
								sei pesante
Oli lubrificanti, paraffina (in assenza di solventi)
Soluzioni alcaline
Appunti 1. Questa tabella dovrebbe essere utilizzata se non sono disponibili dati sulla quantità di sostanze nocive rilasciate da apparecchiature, accessori, comunicazioni, ecc. 2. Le concentrazioni massime consentite di sostanze nocive nell'aria dell'area di lavoro (MPCrz) devono essere prese secondo l'elenco approvato dal Ministero della Salute e riportato negli standard sanitari e in GOST 12.1.005. 3. I tassi di ricambio d'aria specificati tengono conto della possibilità di contenere sostanze nocive nell'aria di alimentazione di non più di 0,3 MPC. 4. Sono considerati solforosi i prodotti petroliferi e i gas con un contenuto di zolfo pari o superiore all'1% in peso. 5. A temperature di olio, prodotti petroliferi e gas superiori a 60 °C, i tassi di ricambio d'aria indicati nella tabella devono essere aumentati dei coefficienti indicati nell'ultima colonna. 6. I dati in questa tabella corrispondono pienamente ai dati nella tabella delle Istruzioni per la progettazione del riscaldamento e della ventilazione delle imprese di raffinazione del petrolio e petrolchimiche VSN 21-77.

Appendice B

Tabella B.1 - Classi di perdita delle guarnizioni e relative perdite specifiche *

Classe	Perdita specifica			Criterio per la valutazione qualitativa (visiva).	Tipi di guarnizioni tipiche
	Q, mm 3 /(m·s)	V, cm2/m2	Qs, mm 3 /(m·s)
0 - 0	Fino a 10 -5		Fino a 10 -5	Tenuta assoluta	Soffietto metallico, membrane polimeriche
	San 10 -5		San 10 -5
0 - 1	Fino a 10 -4		Fino a 10 -3
1 - 1	" 10 -4		" 10 -3	Basso odore, sudorazione visivamente invisibile	Membrane in gomma, manicotti elastomerici UN
	" 5 10 -4		" 5 10 -3
1 - 2	" 5 10 -4	Fino a 10 -3	" 5 10 -3
	" 5 10 -3		"5 10 -2
2 - 1	" 5 10 -3	San 10 -3	"5 10 -2	Perdita senza formazione di gocciolamento	UN per carichi pesanti, UPS elastomerico e UV
	"5 10 -2	fino a 10 -2	"5 10 -1
2 - 2	"5 10 -2	" 10 -2
	" 5 10 -1 -	Perdite di gocciolamento	Estremità HC, UPS e HC riempiti, con compensazione degli slot
4 - 2	"50 - 5 10 2			Gocce frequenti
	"5 10 2			Perdite continue	UPS, UV senza contatto
	" 10 3
	" 10 3
Nota - Per i fluidi gassosi invece Q il criterio è la perdita specifica B-14. Vss = 0,1 V = 1,36 10 -5, m 3 Pa/s, che corrisponde anche alla quinta classe di tenuta secondo OST 26-11 -14. 2. Dati iniziali Il recipiente è destinato a una miscela di idrocarburi naturali con un contenuto di idrogeno solforato fino al 25% (Мр = 16,4) ad una pressione Рр = 2,5 MPa e una temperatura di 100 °C (373 K) e ha un volume di 10 m 3; MPCrz - 3 mg/m3, Kg = 1. Se installato in un'area aperta, lo standard di tenuta del vaso è conforme alla formula (): Ciò corrisponde alla quinta classe di tenuta secondo OST 26-11-14. Standard di tenuta dei giunti saldati di una nave: Vss = 0,1 V = 2,0 10 -6, m 3 Pa/s, che corrisponde anche alla quinta classe di tenuta secondo OST 26-11 -14.

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ISTRUZIONI METODOLOGICHE

CALCOLO DETERMINAZIONE DEGLI STANDARD DI TENUTA DI RECIPIENTI E DISPOSITIVI

Direttore Generale della JSC "VNIIPTkhimnefteapparatura" ________________________	V.A. Panov
Capo del Dipartimento Standardizzazione _____________________________________________	V.N. Zarutsky
Capo Dipartimento n. 29 _____________________________	S.Ya. Luchin
Responsabile Laboratorio N. 56 ________________________	L.V. Ovcharenko
Responsabile dello sviluppo, Ricercatore senior ___________________________	V.P. Novikov
Ingegnere tecnologico II categoria. ______________________________	N.K. Lamina
Ingegnere di standardizzazione Cat. I ______________________	DIETRO. Lukina
CONCORDATO
Vice Direttore Generale per attività scientifiche e produttive OJSC "NIIKHIMMASH" ____________________________	V.V. Rakov

Prefazione

1 zona di utilizzo. 2 3. Disposizioni generali. 3 4. Determinazione dello standard di tenuta di un recipiente o di un apparecchio installato all'interno. 4 5. Determinazione dello standard di tenuta per un recipiente o un apparecchio installato in un'area aperta. 5 6. Determinazione dello standard di tenuta delle connessioni saldate e staccabili di una nave o apparecchio. 5 Appendice A. Valori della concentrazione massima consentita di una sostanza nociva nell'aria dell'area di lavoro, a seconda della classe di pericolo di questa sostanza secondo GOST 12.1.007. 6 Appendice B. Tassi di ricambio dell'aria per locali industriali. 6 Appendice B. Classi di perdite delle tenute e corrispondenti perdite specifiche. 7 Appendice D. Distribuzione della tolleranza alle perdite. 8 Appendice E. Esempi di calcolo della norma di tenuta di una nave o di un apparato. 8

DOCUMENTO DI GUIDA

2. RIFERIMENTI NORMATIVI

Nel presente documento di orientamento vengono utilizzati riferimenti ai seguenti standard, codici e altre fonti:

GOST 12.1.005-88 SSBT. Requisiti sanitari e igienici generali per l'aria nell'area di lavoro

GOST 12.1.007-76 SSBT. Sostanze nocive. Classificazione e requisiti generali di sicurezza

GOST 26790-85 Tecnologia di rilevamento delle perdite. Termini e definizioni

OST 26-291-94 Recipienti e apparecchi in acciaio saldati. Condizioni tecniche generali

PB 10-115-96 Regole per la progettazione e il funzionamento sicuro dei recipienti a pressione

PNAE G-7-010-89 Attrezzature e condotte delle centrali nucleari. Giunti saldati e rivestimenti. Regole di controllo

VSN 21-77 Istruzioni per la progettazione del riscaldamento e della ventilazione delle raffinerie di petrolio e delle imprese petrolchimiche

Mezzi di protezione nell'ingegneria meccanica. Calcolo e progettazione. Direttorio. - 1989

Guarnizioni e tecnologia di tenuta. Direttorio. - 1986

3. DISPOSIZIONI GENERALI

3.1. Le sostanze circolanti e rilasciate nell'aria dell'area di lavoro delle imprese dell'industria chimica, petrolchimica, di lavorazione del petrolio e del gas in caso di violazione della tenuta di recipienti, apparecchi e condutture sono suddivise in 4 classi di pericolo secondo GOST 12.1.007.

Uno dei principali indicatori che determinano la classe di pericolo di una sostanza secondo GOST 12.1.007 è la sua concentrazione massima consentita nell'aria dell'area di lavoro, determinata secondo GOST 12.1.005.

3.2. Durante il normale funzionamento delle apparecchiature e della ventilazione, il contenuto di sostanze nocive nell'aria dell'area di lavoro deve essere inferiore o uguale alla concentrazione massima consentita di tali sostanze secondo GOST 12.1.005.

Quando si installano apparecchiature di processo in un'area aperta, tipica della maggior parte delle imprese di lavorazione del petrolio e del gas, la ventilazione dell'area di lavoro dipende dalle condizioni atmosferiche sul territorio dell'impresa e dalle proprietà fisiche della sostanza nociva rilasciata.

3.3. Lo standard di tenuta di un recipiente o apparecchio secondo GOST 26790 è definito come il consumo totale più elevato di una sostanza attraverso perdite che garantisce le condizioni operative del recipiente o dell'apparecchio ed è stabilito dalla documentazione normativa e tecnica per tale recipiente o apparecchio.

Lo standard di tenuta è misurato in unità di flusso di gas:

B = (DV/t) P = (DP/t) V, (1)

dove B è il flusso di gas attraverso il microcanale passante, m 3 Pa/s;

DV/t - flusso volumetrico di gas, m 3 /s;

P - pressione nella nave, Pa;

DP/t - variazione di pressione nel recipiente, Pa/s;

V - volume della nave, m 3

Nell'ingegneria nucleare (PNAE G-7-010) e nell'ingegneria chimica e petrolifera (OST 26-11-14) sono state stabilite classi di tenuta di recipienti, apparecchi e loro connessioni, che differiscono nei valori massimi del totale caratteristiche dei difetti rilevati (vedi Tabella 1 OST 26-11-14).

3.4. Durante i test pneumatici di recipienti, apparecchi e condutture, il coefficiente di perdita viene determinato mediante il metodo della caduta di pressione:

M = (1/t)], (2)

dove M è il coefficiente di perdita, h -1

(può anche essere misurato mediante caduta di pressione all'ora come percentuale della pressione di prova:

M% = (100/t)];

t è il tempo di permanenza della nave, dell'apparato, della tubazione sotto pressione, h;

Рн e Рк - pressione assoluta (la somma della pressione manometrica e barometrica), rispettivamente all'inizio e alla fine della prova, MPa;

Tn e Tk sono le temperature assolute del gas utilizzato per la prova rispettivamente all'inizio e alla fine della prova, K.

A temperatura costante del gas utilizzato per la prova, tenendo conto che Рн = Рр, la formula (2) assume la forma:

M = DP/(tPP), (3)

dove Рр è la pressione di esercizio nell'apparecchio, MPa.

3.5. Come si vede dalle formule (1) e (3), lo standard di tenuta e il coefficiente di perdita sono legati dalla relazione:

B = (DP/t) V = M Pp V (10 6 /3600) = M Pp V [(1 10 4)/36] (4)

3.6. La quantità di sostanza nociva in chilogrammi all'ora rilasciata da una nave o apparecchio normalmente funzionante, sulla base dei risultati dei test, può essere determinata con la formula:

dove Kg è il fattore di sicurezza (per un vaso di nuova fabbricazione, apparecchio, Kg = 1,0; per un vaso, apparecchio usato, Kg = 1,5 - 2,0, a seconda del numero di attacchi a flangia);

Mi e Mp sono le masse molecolari del gas di prova e della sostanza di lavoro;

Ti e Tr sono la temperatura assoluta del gas di prova e della sostanza di lavoro, K.

3.7. Il rilascio di una sostanza nociva nell'aria dell'area di lavoro non deve portare al superamento della concentrazione massima consentita di tale sostanza nell'aria dell'area di lavoro, pertanto deve essere soddisfatta la condizione ottenuta dalle formule (4) e (5).

Considerando che la prova pneumatica viene effettuata con aria (Mi = 29) alla temperatura di 20 °C (Ti = 293 K), la formula (6) si semplifica:

4. DETERMINAZIONE DEGLI STANDARD DI TENUTA DI UN VASO, DISPOSITIVO INSTALLATO NEI LOCALI

4.1. Lo scambio d'aria nei locali di produzione in metri cubi all'ora, garantendo una riduzione del contenuto di sostanze nocive nell'aria dell'area di lavoro alla concentrazione massima consentita durante il normale funzionamento dell'apparecchiatura, è determinato dalla formula:

L = (W 10 6)/(MPKrz - MPCpr), (8)

dove MPCrz è la concentrazione massima consentita di una sostanza nociva nell'aria dell'area di lavoro, mg/m 3 (determinata secondo GOST 12.1.005 o accettata come minima per la classe di pericolo della sostanza secondo GOST 12.1.007) ;

MPCpr - concentrazione massima consentita di una sostanza nociva nell'aria di alimentazione, mg/m 3 (non deve superare 0,3 MPC).

4.2. Introducendo i valori della formula (8) nella formula (7), otteniamo una formula per calcolare lo standard di tenuta di un recipiente o di un apparecchio installato in un locale:

4.3. Per determinare in fase di progettazione lo standard di tenuta di un recipiente o di un apparecchio installato in una stanza, si consiglia di determinare il ricambio d'aria in questa stanza, tenendo conto del tasso di ricambio d'aria standard per questa stanza utilizzando la formula:

L = Kv · Vрз, (10)

dove Kv è il tasso di ricambio d'aria standard nella stanza, h -1 (vedi Appendice B);

Vpз è il volume dell'area di lavoro, m 3 (secondo GOST 12.1.005, l'altezza è 2 m, l'area secondo SN 245 è almeno 4,5 m 2, quindi il volume è almeno 9 m 3, in l’assenza di dati più accurati).

4.4. Tenendo conto della formula (10), la formula (9) assume la seguente forma:

5. DETERMINAZIONE DEGLI STANDARD DI TENUTA PER UN VASO, DISPOSITIVO INSTALLATO IN UN'AREA APERTA

5.1. Per il calcolo progettuale dello standard di tenuta di una nave o di un apparato installato in un'area aperta (tenendo conto dell'ubicazione della maggior parte delle imprese dell'industria chimica, petrolchimica, di lavorazione del petrolio e del gas in zone climatiche in cui il numero totale di giorni senza vento supera un terzo dell'anno e la durata continua del tempo senza vento supera un terzo del mese), si può presumere che durante il normale funzionamento dell'apparecchiatura per 10 giorni o 240 ore, la concentrazione di una sostanza nociva nell'aria degli ambienti di lavoro l'area non deve superare il valore MPC secondo GOST 12.1.005:

PDKrz? [(W · tp)/Vрз] · 10 6 ; W? MPCrz · (Vрз · 10 6) · tr (12)

dove tp è il tempo di funzionamento continuo della nave o dell'apparato con tempo calmo, ore (in assenza delle caratteristiche climatiche dell'impresa, si presume che tр = 240 ore e Kg = 1,0).

5.2. Introducendo i valori della formula (12) nella formula (7), otteniamo una formula per calcolare lo standard di tenuta di un recipiente o di un apparecchio installato in un'area aperta:

a Vpз = 9 m 3

per altri valori di Vрз (13)

6. DETERMINAZIONE DEGLI STANDARD DI TENUTA DEI GIUNTI SALDATI E STACCABILI DI UN VASO, APPARECCHIO

6.1. Lo standard di tenuta dei giunti saldati e rimovibili di una nave o di un apparato per selezionare la sensibilità ottimale di un particolare metodo di controllo della tenuta è determinato secondo l'Appendice B di questo documento guida e la Tabella 1 dell'OST 26-11-14.

In assenza di dati sulla classe di tenuta delle connessioni staccabili, si raccomanda di utilizzare i dati nell'appendice D del presente documento guida.

APPENDICE A

(Informativo)

Tabella A.1 - Valori della concentrazione massima consentita di una sostanza nociva nell'aria dell'area di lavoro in base alla classe di pericolo di tale sostanza secondo GOST 12.1.007

In milligrammi per metro cubo

Appendice B

(Informativo)

Tabella B.1 - Tassi di ricambio dell'aria per locali industriali

Nome dei prodotti di partenza utilizzati nella produzione o nei locali	Tasso di ricambio d'aria, h -1							Fattore di aumento per prodotti caldi
	in assenza di composti solforati			in presenza di composti solforati
	compressore	pompaggio	produzione	compressore	pompaggio	produzione
Produzione di acetaldeide con catalizzatore al mercurio
Butano, idrogeno, metano, propano, butilene, pentano, paraldeide, propilene, etano, etilbenzene, etilene, gas di cracking, petrolio greggio e altre sostanze con MPC superiore a 50 mg/m 3
Solventi selettivi, etere, benzina con piombo, acetato di divinile, diclorostirene, cloruro di vinile, cloruro di metilene e altre sostanze con una concentrazione massima consentita di 5 - 50 mg/m 3 compresi
Bromo e altre sostanze con MPC 0,5 - 5,0 mg/m 3
Cloro, acetilene e altre sostanze con una concentrazione massima consentita pari o inferiore a 0,5 mg/m 3
Acidi nitrici, fosforici e altri con una concentrazione massima consentita pari o inferiore a 10 mg/m 3
Gas di petrolio naturale
Nafta, carburante per motori, olio combustibile, residui di cracking, bitume (commerciale)
Etilene liquido								afflusso di posti di lavoro soffocante
Oli lubrificanti, paraffina (in assenza di solventi)
Soluzioni alcaline
Note 1. Questa tabella dovrebbe essere utilizzata se non sono disponibili dati sulla quantità di sostanze nocive rilasciate da apparecchiature, accessori, comunicazioni, ecc. 2. Le concentrazioni massime consentite di sostanze nocive nell'aria dell'area di lavoro (MPCrz) devono essere prese secondo l'elenco approvato dal Ministero della Salute e riportato negli standard sanitari e in GOST 12.1.005. 3. I tassi di ricambio d'aria specificati tengono conto della possibilità di contenere sostanze nocive nell'aria di alimentazione di non più di 0,3 MPC. 4. Sono considerati solforosi i prodotti petroliferi e i gas con un contenuto di zolfo pari o superiore all'1% in peso. 5. A temperature di olio, prodotti petroliferi e gas superiori a 60 °C, i tassi di ricambio d'aria indicati nella tabella devono essere aumentati dei coefficienti indicati nell'ultima colonna. 6. I dati in questa tabella corrispondono pienamente ai dati nella tabella delle Istruzioni per la progettazione del riscaldamento e della ventilazione delle imprese di raffinazione del petrolio e petrolchimiche VSN 21-77.

Appendice B

(Informativo)

Tabella B.1 - Classi di perdita delle guarnizioni e relative perdite specifiche *

	Perdita specifica			Criterio per la valutazione qualitativa (visiva).	Tipi di guarnizioni tipiche
	Q, mm 3 /(m·s)		Qs, mm 3 /(m·s)
				Tenuta assoluta	Soffietto metallico, membrane polimeriche
				Basso odore, sudorazione visivamente invisibile	Membrane in gomma, manicotti elastomerici UN
				Perdita senza formazione di gocciolamento	UN per carichi pesanti, UPS elastomerico e UV
				Perdita con formazione di gocce	UPS in modalità pesante, bracciale UV, terminale, imbottito
				Perdite di gocciolamento	Estremità HC, UPS e HC riempiti, con compensazione degli slot
	"50 - 5 10 2			Gocce frequenti
				Perdite continue	UPS, UV senza contatto
Nota - Per i fluidi gassosi, invece di Q, il criterio è la perdita specifica Qm, mg/(m.s), e invece di Qs - Qms mg/(m 2 s).

* Tabella tratta dai libri: Mezzi di protezione nell'ingegneria meccanica. Calcolo e progettazione: Manuale / S.V. Belov, A.F. Kozyanov, O.F. Partolin e altri - M.: Mashinostroenie, 1989. - 229 p.; Tenute e tecnologia di tenuta: Directory / L.A. Kondakov, A.I. Golubev, V.B. Ovander e altri - M.: Ingegneria Meccanica, 1986. - 464 p.

Appendice D

(Informativo)

Tabella D.1 – Distribuzione della tolleranza alle perdite

Appendice D

(Informativo)

Esempi di calcolo dello standard di tenuta di un recipiente o di un apparato

1. Dati iniziali

Il recipiente è destinato allo stoccaggio di fosgene (Mp - 98,92) ad una pressione di 1,6 MPa e una temperatura di 100 °C (373 K), ha un volume di 10 m 3, (MPCrz - 0,5 mg/m 3), Kg = 1.

1.1. Se installato in un impianto di produzione di cloruro di vinile

Tasso di ricambio d'aria (vedi Appendice B) Kv = 10 · 1,2 = 12, h -1.

Lo standard di tenuta del vaso secondo la formula (11):

Vss = 0,1 V = 2,74 10 -4, m3 Pa/s,

1.2. Se installato in un'area aperta, lo standard di tenuta del vaso è determinato dalla formula (13):

Ciò corrisponde alla quinta classe di tenuta secondo OST 26-11-14.

Standard di tenuta dei giunti saldati di una nave:

Всс = 0,1В = 1,36 · 10 -5, m3 · Pa/s,

che corrisponde anche alla quinta classe di tenuta secondo OST 26-11-14.

2. Dati iniziali

Il recipiente è destinato a una miscela di idrocarburi naturali con un contenuto di idrogeno solforato fino al 25% (Мр = 16,4) ad una pressione Рр = 2,5 MPa e una temperatura di 100 °C (373 K) e ha un volume di 10 m 3; MPCrz - 3 mg/m3, Kg = 1.

Se installato in un'area aperta, lo standard di tenuta del vaso è conforme alla formula (13).

Quando si progettano prodotti sigillati, sorgono due problemi: calcolare la forza di compressione che garantisce la tenuta di una connessione, ad esempio un corpo e un coperchio (con una guarnizione tra loro), e calcolare la perdita di gas attraverso la connessione.

Calcolo della forza di crimpatura

La mancanza di modelli matematici comprovati di depressurizzazione dei giunti volumetrici non consente di determinare con precisione la pressione di compressione tenendo conto delle proprietà del mezzo, del materiale delle guarnizioni e delle caratteristiche della microgeometria della loro superficie. Pertanto, si sono diffuse formule empiriche per determinare la pressione di compressione. Sono validi solo nell'intervallo di modifiche dei parametri in cui sono stati condotti gli esperimenti.

Conoscere il necessario serraggio della compressione è possibile determinare la forza di serraggio della connessione, ad esempio, mediante viti che serrano la guarnizione di tenuta tra coperchio e corpo.

Calcolo delle perdite

Quando si calcola la perdita (tasso di perdita) attraverso una tenuta, vengono utilizzati due modelli. Uno di questi è la perdita attraverso capillari rotondi, l'altro è il flusso laminare attraverso una fessura piatta (formula di Poiseuille). I calcoli effettuati utilizzando questi modelli sono in contrasto con la pratica, perché questi ultimi non tengono conto di fattori quali la pressione di contatto, le caratteristiche della microgeometria superficiale, nonché le proprietà fisiche e meccaniche dei materiali delle parti sigillate, ecc. Nel frattempo, non tutti i fattori influenzano le perdite nella stessa misura, quindi molti autori hanno elaborato i risultati sperimentali per ciascun caso e hanno ottenuto formule empiriche, i cui calcoli forniscono un buon accordo con i dati pratici.

Altezza media statistica del gap e pressione di contatto R A, che garantisce una più normale tenuta della guarnizione, sono legati dalla relazione

Dove R- un parametro che caratterizza la capacità di un materiale di compattare le microirregolarità superficiali. La perdita attraverso la guarnizione in elastomero è uguale.

Conduttività (perdita per unità di caduta di pressione e perimetro della superficie di tenuta B)

Qui CON 0 - conduttività in assenza di penetrazione della guarnizione nelle microrugosità della superficie sigillata.

Le formule 1-3 sono valide per i gas che non creano obliterazione, il che riduce le perdite riempiendo il vuoto.

La perdita di gas attraverso l'intercapedine tra la guarnizione di tenuta e le flange per i migliori elastomeri è compresa tra 8·10 -6 ... 4·10 -11 Pa cm 3 /s (8·10 _6 ... 4·10 -11 atm cm 3 /s) per 1 cm di lunghezza della guarnizione e dipende dal materiale e dalla temperatura,

Flusso di massa di gas attraverso perdite in corrispondenza del giunto di una connessione ermetica(4)

Dove R E - .pressione del gas nel prodotto,

R 0 - pressione ambientale;

R- costante dei gas,

H 0 - altezza media dello spazio in assenza di pressione di contatto nel giunto;

A 0 - Costante di Kozeny, a seconda della forma della sezione trasversale della fenditura (per una fenditura circolare Co.=2);

t - coefficiente di tortuosità ();

- viscosità del mezzo sigillato (gas);

T- temperatura assoluta;

Di conseguenza, i raggi esterno ed interno delle superfici di tenuta;

(t=1,2) - l'altezza massima delle irregolarità del profilo delle superfici di tenuta;

Sm- passo medio delle irregolarità del profilo (GOST 2789-73);

RA- deviazione media aritmetica del profilo;

Fattore di proporzionalità;

Coefficiente che caratterizza le proprietà fisiche e meccaniche del materiale delle superfici di tenuta;

M io - Rapporto di Poisson del materiale,

E io - modulo elastico del materiale;

R- raggio medio di curvatura dei vertici di microrugosità$

V 1 - parametri totali delle curve di appoggio delle superfici a contatto;

Parametro delle curve di riferimento,

- funzione gamma.

Il requisito di un elevato grado di sigillatura dei microassiemi, ad esempio, pacchetti di dispositivi a semiconduttore e IPè indissolubilmente legato alla garanzia della loro affidabilità e durata.

A causa di perdite, umidità, sostanze corrosive e particelle estranee possono penetrare nell'alloggiamento, causando danni ai singoli elementi del microgruppo o un cortocircuito.

La tenuta degli alloggiamenti dei microassemblaggi è molto elevata e la portata di massa può raggiungere 10 -8 ...10 -9 cm 3 /s. Segnaliamo per confronto che attraverso un foro del diametro di 10 micron la portata del gas è di 5·10 -9 cm 3 /s. Quando il diametro del foro si riduce a 0,1 μm, la portata del gas diminuisce di quattro ordini di grandezza e ammonta a 5·10 -13 cm 3 /s. Ciò causa grandi difficoltà nella scelta dei metodi e dei mezzi per il controllo della tenuta dei microassiemi, soprattutto nella produzione di massa. Tra i metodi di controllo esistenti si è diffuso quello del gas (utilizzando un rilevatore di perdite di elio).

Come ha dimostrato la pratica, la perdita degli alloggiamenti dei microgruppi dipende non solo dalla pressione del gas tracciante utilizzato per il test, dalla durata di questa pressione, dall'intervallo di tempo dopo la rimozione della pressione, ma anche dalle dimensioni della camera interna (libera ) volume dell'alloggiamento sottoposto a prova di tenuta.

Per una valutazione accurata delle perdite di elio dai risultati di misurazione

Dove R- perdita misurata, atm cm 3 /s;

l- perdita standard equivalente, atm cm 3 /s;

- peso molecolare rispettivamente dell'aria e del gas tracciante;

T 1 - tempo trascorso sotto pressione;

T 2 - tempo di mantenimento prima della misurazione dopo aver rimosso la pressione;

U- volume del corpo, cm 3.