План лекции. Область применения, пробные и контрольные вещества. Физические основы: вязкость жидкостей и газов, виды течений и прохождение веществ через течи. Выбор метода контроля герметичности по его чувствительности. Гидравлический, газоаналити-ческий методы, метод испытания сварных соединений керосином.
Контроль на герметичность (= течеискание), относится к виду НК качества изделий проникающими веществами (ГОСТ 18353 - 79). Течеискание - это вид испытаний, основанный на регистрации веществ, проникающих через течи (ГОСТ 26790 - 85).
Герметичность - это свойство конструкций препятствовать проникновению через них веществ (газовых, жидких или парогазовых).
Течь - канал или пористый участок в конструкции, нарушающий ее герметичность. При контроле на герметичность о наличии течей судят по количеству газа или жидкости, протекающих через них в единицу времени.
Абсолютную герметичность обеспечить и проконтролировать невозможно. Исходя из этого, контролируемые конструкции считаются герметичными, если переток газа и жидкости через стенки и соединения не приводит к нарушению нормального функционирования объекта контроля в течение его срока эксплуатации или к ухудшению его характеристик за время хранения.
Степень герметичности - количественная характеристика герметичности, которая характеризуется суммарным расходом вещества через течи. Количество газа Q определяется как произведение давления газа Р на занимаемый объем V :
(13.1) .
Поток газа - это его количество, протекающее через канал-течь. Это одно из основных понятий, используемых в течеискании. Изменение количества газа при постоянстве занимаемого объема
Если это изменение происходит во времени t , то
где J - поток газа, необходимый для изменения давления на dP в сосуде объемом V . При постоянном изменений давления во времени поток газа (м 3 ×Па/с=Вт)
где ΔР - изменение давления за интервал времени Δt .
Физический смысл того, что поток измеряется в единицах мощности, состоит в том, что произведение давления на объем - энергия, запасенная в газе, а изменение энергии во времени - мощность. Однако на практике чаще используется размерность потока газа в м 3 ×Па/с.
Натекание - проникновение вещества извне внутрь герметизированного объекта под действием перепада общего или парциального давлений.
Утечка - истечение вещества из герметизированного объекта. Натекание и утечка оцениваются потоком газа и имеют его размерность.
Для однозначности характеристики течи и возможности сопоставления степени негерметичности изделий, испытываемых и работающих в различных условиях, вводится понятие нормализованной течи . Это поток воздуха, перетекающий через течь из атмосферы в вакуум при комнатной температуре.
В процессе испытания на герметичность используют пробные, балластные и индикаторные вещества. Основные инициирующие функции выполняет пробное вещество, проникновение которого через течь обнаруживается в процессе контроля. В качестве пробных веществ применяются, как правило, газы с малым молекулярным весом, с низким содержанием их в атмосфере, инертные газы, не взаимодействующие с материалом ОК и веществом: внутри них. В таблице 13.1 приведены сведения о некоторых используемых пробных веществах. В ряде случаев роль пробного вещества выполняет рабочее вещество, заполняющее герметизированный объект при эксплуатации или хранении, например фреон в холодильных агрегатах. Рабочее вещество в сочетании с пробным веществом иногда может усиливать эффект индикации. В других случаях технические условия на изделия не допускают контакта рабочего вещества с пробным, тогда процесс испытаний таких изделий на герметичность усложняется.
Таблица 13.1. - Газы, используемые как пробные вещества
Для создания большого перепада давления, повышения чувствительности испытаний при малых концентрациях пробных веществ используется балластное вещество, например воздух при повышенном избыточном давлении. Так поступают тогда, когда возникает задача экономии пробного вещества, например гелия, при многоцикловых испытаниях или при испытании больших объемов.
При испытании оборудования химическим методом часто применяют индикаторное вещество, которое в результате взаимодействия с пробным веществом способствует формированию сигнала о наличии течи.
Норма герметичности характеризуется суммарным расходом вещества через течи герметизированного изделия, при котором сохраняется его работоспособное состояние. Как правило, наибольший суммарный расход вещества определяется расчетом и устанавливается нормативно-технической документацией. Обычно норма герметичности устанавливается (рассчитывается) конструктором.
Технологический критерий герметичности это требования потребителя в виде условия, при котором возможна эксплуатация изделия или технологического оборудования.
Методы испытания на герметичность. Методы контроля герметичности разделяются на три группы в зависимости от вида применяемых пробных веществ:
а) газовые, в качестве пробного вещества используется газ (гелий, аргон, воздух и др.);
б) газо-гидравлические, в качестве пробного вещества используется газ (воздух), а жидкость играет роль вспомогательной среды при определении факта и места утечки газа;
в) гидравлические, в качестве пробного вещества используется жидкость (вода, масло).
ПНАЭГ-7-019-89. Контроль герметичности. Газовые и жидкостные методы. Гидравлический способ контроля состоит в том, что в контролируемом изделии создается давление воды. Место расположения дефекта устанавливается визуально по появлению струй, капель и потоков воды. Давление испытания и длительность нахождения изделия под давлением устанавливаются проектной конструкторской документацией и указываются в чертежах.
Люминесцентно-гидравлический способ состоит в том, что в контролируемом изделии создается избыточное давление водного раствора люминофора определенной концентрации в течение заданного времени. Место расположения дефекта устанавливается после увлажнения контролируемой поверхности по свечению люминофора в лучах ультрафиолетового света. После герметизации контролируемое изделие опрессовывается люминесцентным водным раствором динатриевой и аммониевой солей флуоресцеина с концентрацией 0,09-0,1% (1-0,9 г/л) до давлений, требуемых чертежом или соответствующей технической документацией. Давление при проведении контроля не должно превышать значения, регламентируемого ПНАЭГ-7-008-89.
При проведении контроля гидравлическим способом с люминесцентным индикаторным покрытием на наружную поверхность контролируемого изделия наносят индикаторное покрытие, изделие опрессовывают водой, выдерживают при испытательном давлении в течение заданного времени и осматривают контролируемую поверхность в лучах ультрафиолетового света. При наличии течи вода проникает на наружную поверхность изделия и в месте дефекта на индикаторном покрытии возникает свечение.
Способ контроля наливом воды без напора. Налив воды в изделие осуществляется на высоту, указанную в проектной (конструкторской) документации. Места расположения дефектов устанавливаются визуально по появлению струй, потеков и капель воды на контролируемой поверхности. Продолжительность нахождения воды в контролируемом изделии указывается в проектной (конструкторской) документации с учетом времени, необходимого для осмотра всей контролируемой поверхности.
Способ контроля люминесцентными проникающими жидкостями заключается в том, что на поверхность изделия наносится проникающая жидкость на основе керосина, а на противоположную поверхность - адсорбирующее покрытие. После выдержки в течение заданного времени при периодическом (через 15 - 20 мин) нанесении добавочного количества проникающей жидкости проводится осмотр поверхности в лучах ультрафиолетового света. В местах течей проникающая через стенку изделия люминесцентная жидкость дает свечение в лучах ультрафиолетового света. Время выдержки контролируемой поверхности в контакте с керосином определяют в зависимости от толщины свариваемого металла или расчетной высоты углового шва и положения шва в пространстве.
Нижнее положение:
До 6 мм - 40 мин
6 - 24 мм - 60 мин
Свыше 24 мм - 90 мин
Вертикальное, горизонтальное и потолочное положения:
Толщина металла или катет шва:
До 6 мм - 60 мин
6 - 24 мм - 90 мин
Свыше 24 мм - 120 мин
Выбор метода контроля течеисканием зависит от класса герметичности изделия, устанавливаемого конструктором и чувствительности метода. В атомной энергетике в зависимости от условий эксплуатации и возможностей ремонта все оборудование делят на 5 классов герметичности (табл. 13.1). Каждому из классов герметичности соответствуют определенные методы испытания в зависимости от их чувствительности. К I классу, например, относят парогенераторы, трубопроводы 1-го контура и другие ответственные изделия, надежность которых должна быть очень высока в силу специфических особенностей их эксплуатации.
Таблица 13.1. - Классы герметичности изделий в атомной энергетике.
Галогенные течеискатели
Основные характеристики галогенных течеискателей
ГТИ-6, БГТИ6, ТИ2-8 чуствительность с выносным щупом порядка 10 -4 , с вакуумным датчиком 10 -6 .
Течеискатель ГТИ-6 оснащен выносным (атмосферным) щупом и вакуумным датчиком которые подсоединены к измерительному блоку с помощью кабелей. При вакуумных испытаниях пробный газ подают к контролируемому объекту с помощью обдувателя. При работе в атмосферных условиях при отсутствии кислорода воздуха обеспечивает работу чувствительного элемента течеискателя без каких либо дополнительных устройств. При работе в вакууме поступление кислорода обеспечивается специальным устройством в вакуумном датчике. Чувствительный элемент датчика представляет собой реагирующий на парциальное давление пробного газа систему состоящего из двух платиновых электродов, коллектор и эммитора. Коллектор ионов выполнен в виде трубки из платиновой фольги, которая закреплена в цилиндрической втулке из коррозионостойкой стали. Эмитор представляет собой керамический каркас со спиралью из платиновой проволоки вставленный коаксиально внутри коллектора и закрепленной на керамическом основании. Должен быть нагрет до 800-900С. Выносной щуп(фотка) расположен в пластмассовом корпусе, в передней части находится чувствительный элемент защищенный металлическим кожухом, экраном со съемным радиатором для теплоотвода Коллектор датчика закреплен на втулке. Элемент газовой смеси пробного газа осуществляется вентилятором приводимого во вращение электродвигателем. Засасываемая смесь проходит через чувствительный элемент и выбрасывается наружу через специальное отверстие в корпусе щупа. В хвостовой чаще щупа расположен армотизатор и ионовой сигнальной лампой закрытой прозрачным колпачком. На рукоятке закреплен токоотводящий провод, соединяющий щуп с измерительным. При работе щуп может располагаться на расстоянии до 8м от измерительного блока течеискателя. Обдуватель выполнен в виде полой стенки и заканчивается с одной стороны штуцером для подсоединения резинового шланга, а с другой стороны выходным соплом. Вакуумный датчик представляет собой корпус фланец на котором смонтированы эмитор, коллектор, кислородный инжектор. Эмитор закреплен на керамическом каркасе, а датчик закреплен на фланце с помощью трех стоек. Кислородный инжектор предназначен для подачи кислорода к чувствительному элементу датчика. Инжектор представляет собой стакан заполненный порошком перманганата калия, который при высокой температуре разлагается с выделением большого количества кислорода, который через специальное отверстие в стакане поступает в чувствительный элемент датчика. Течеискатель оснащен калиброванной течеголовой со сменными насадками обеспечивающие получение стабильных потоков паров галогеносодержащего вещества гекса-хлор-этана различной величины. Калиброванную течь используют при регулировки течеискателя на заданную чувствительность при атмосферных испытаниях. Калиброванная течь представляет собой металлический цилиндр. Во внутрь цилиндра засыпают порошок гекса-хлор-этана специальном направляющие обеспечивают постоянство расположения щупа течеискателя относительно калиброванной течи при градуированной шкалы измерительного прибора. Поток газа регулируют с медными насадками. Испытания галогенными течеискателями можно проводить фреоном или его смеси с воздухом, способом щупа или вакуумного датчика.
Масс-спектрометрический метод.
Метод контроля герметичности и течеискания с применением масс-спектрометрических течеискателей получил наибольшее распространение. Принцип действия масс-спектрометрического течеискателя состоит в регистрации прохождения через течи пробного газа с помощью масс-спектрометра. Масс-спектрометрия это метод разделения с помощью электрических и магнитных полей сложной смеси газов или паров на компоненты в зависимости от отношения массы иона каждого компонента к заряду соответствующего иона. Масс-спектрометрический течеискатель по существу представляет собой газоанализатор настроенный, как правило, на регистрацию содержания газовой смеси какого либо газа обычно инертного. В большинстве случаев пробным газом является гелий, поэтому масс-спектрометрические течеискатели называют гелеевыми, иногда применяют аргон, неон, водород и их смеси. Применение гелия в качестве пробного газа позволяет создать течеискатель сравнительно простой конструкции, что связано с малым содержанием гелия в атмосфере примерно 5х10 -4 %. Масс-спектрометрический анализ газов осуществляемый в условиях высокого вакуума сводится к следующим процессам: превращение молекул анализируемого газа в положительные ионы с зарядом е. Создание моноэнергетического ионного пучка путем ускорения полученных ионов электрическим полем, а также разложение пучка заряженных ионов на компоненты в зависимости от отношения массы к заряду. Регистрация, а также регистрация и измерения интенсивности выделенного ионного пучка. Отношение массы к заряду называют массовым числом. Масс-спектрометрические течеискатели обладают высокой чувствительностью.
Настройку масс-спектрометрического течеискателя осуществляют с помощью коллиброванных течей гелит1 или гелит2. Действие таких течей основано на диффузию гелия сквозь мембрану из плавленого кварца (гелит1) или из молибденового стекла (гелит2). Коллиброванные течи выполнены в виде металлических баллонов с патрубками для подсоединения к течеискателю или испытуемой системы. Зарубежные течеискатели имеют ряд отличительных особенностей и могут кроме гелия работать со специальными газовыми смесями, например, хемиксал(20% гелия, 35% азота, 40% неона, 5% водорода) или хеногава(35% гелия, 65% иона). При испытании течеискателя подключают к контролируемым объектам по различным схемам. Эти схемы имеют небольшое отличие и применение их зависит от размеров объекта. Также существуют различные способы контроля это способ накопления, который применяется для определения общей герметичности замкнутых объектов работающих под давлением. Способ обдувания применяют при испытаниях вакуумных систем имеющих собственные средства откачки, а также их элементов. Способ щупа применяют при поиске течей в закрытых крупногабаритных объектах, емкостях гидравлических и газовых систем или их элементов работающих под давлением. Применяют еще способ барокамеры и способ вакуумных камеры и присосок.
Катарометрический метод
Применяют для контроля герметичности замкнутых газовых систем работающих под давлением. Метод основан на регистрации изменения теплопроводности газовой смеси при изменении в ней концентрации индикаторного (пробного газа) прошедшего через не плотность. Для измерения не плотности газовой смеси используют нагреваемый током проводник помещенный в камеру заполненной анализируемой смесью. При постоянстве отдаваемой проводником теплоты и температуры стенок камеры, теплопроводность газовой смеси будет однозначно определять температуру проводника, и следовательно его сопротивление. Теплопроводность пробного газа отлична от теплопроводности остальных компонентов смеси. При испытаниях ее сравнивают с теплопроводностью воздуха. В качестве индикаторных используют те газы коэффициенты теплопроводности которых значительно отличаются от коэффициента теплопроводности воздуха (например, водород, гелий, метан, пропан, бутан). Датчик катарометрического течеискателя представляет собой так называемую катарометрическую ячейку расположенную на выносном щупе. Корпус датчика выполнен в виде массивного медного блока. Во избежание внешних тепловых воздействий на чувствительные элементы. Термочувствительными элементами являются две вплавленные стеклянные трубки в капилляры, тонкие металлические (платиновые или платино-радиевые) нити с определенным сопротивлением, каждая нить натянута вдоль оси датчика по двум параллельно расположенным каналам и нагревается проходящим по ним электрическим током. Нити включены в плечи мостовой схемы, два резистора входят в состав измерительного блока течеискателя. Перед контролем объекта мост балансируют пропуская через каналы датчика чистый воздух с помощью вентилятора. При контроле датчик перемещают вдоль поверхности контролируемого объекта. Если утечка пробного газа из объекта отсутствует, то мост остается в сбалансированном состоянии, поскольку входные отверстия каналов датчика расположены на разных расстояниях от контролируемой поверхности, то при утечки из объекта пробный газ вместе с воздухом будет проходить через верхний канал датчика. В то время как в нижний канал по прежнему будет попадать только чистый воздух. В следствии различия коэффициентов теплопроводности пробного газа и воздуха изменяются условия охлаждения чувствительных элементов датчика, а также электросопротивление его верхней нити. В результате мост выйдет из состояния равновесия. Напряжение дисбаланса моста регистрируют измерительным прибором соединенным системой сигнализации о наличии течей. Датчик течеискателя весьма чувствителен к утечкам пробных газов в следствии применения компенсационной схемы. Требуемое значение чувствительности и производительности контроля выбирают регулируя частоту вращения вентилятора. При этом чувствительность метода зависит от вида пробного газа (например, при использовании 90% фреона с воздухом чувствительность составляет 4х10 -3 мм 3 МПа/с). Таким методом можно обнаруживать утечки практически любых газов. Возможно также его использование для обнаружения паров летучих индикаторных жидкостей. Недостатками метода являются невысокая чувствительность, большая инерционность, а также зависимость показаний пробора от наличие в окружающей среде различных паров и газов, включая пары растворителей используемых для подготовки контролируемого объекта к испытаниям. Наибольшее применение получили течеискатели ТП7101, ТП7101М. Основными элементами течеискателя ТП7101 является щуп, преобразователь, блок питания и телефонные наушники. Течеискатель имеет звуковую и световую сигнализацию о наличии течи, масса течеискателя 13,5кг. Скорость перемещения щупа 3-8мм/c, расстояние до поверхности 1-3мм. Течеискатель ТП7101М имеет батарейное питание и масса 4 кг.
Галогенный метод
Галогенный метод контроля ранее назывался галоидным. Применяется в различных областях промышленности. Его использование особенно эффективно при оценке герметичности, объемов большого размера или систем сильно разветвленными трубопроводами не больших сечений. Часто галогенный метод определяют для определения мест повреждения газопроводов или газонаполненных камер. Вакуумные галогенные испытания выполняют при контроле низко и высоковакуумных системах. В качестве пробных газов применяют газообразные фреоны, поскольку они не ядовиты и сравнительно дешевы. Давление которое можно создать в объекте контроля ограничено упругостью паров галогеносодержащего газа при температуры испытаний (например, для фреона 12 при нормальной температуре парциальное давление составляет около 0.6МПа) поэтому при давлениях 0.6-0.93МПа следует применять фреон 22, а при давлениях 0.83-3.24МПа фреон 13. Иногда применяют другие галогеносодержащие вещества: дихлорэтан, четырех хлористый углерод, хлористый метил. При давлениях в объекте превышающих 0.6МПа обычно используют смесь фреона с воздухом.
34 Манометрический метод .
Основаны на регистрации измерения испытательного давления контрольного или пробного вещества в результате наличия течи. Этими методами испытывают замкнутые системы, резервуар, гидравлические и газовые систем, их элементы. В качестве контрольных веществ применяют жидкость, например, вода и газы, воздух, азот, аргон, гелий, аммиак. А в качестве пробных: эфир, бензин, ацетон, углекислый газ. Индикацию течи осуществляют по показаниям прибора. При контроле вакуумных систем осуществляют тепловые ионизационные и магнитные вакуумометры.
Способ индикации краски
Находи применение для контроля тех объектов, которые уже в процессе изготовления заправляют рабочей средой окрашивают и сушат, а затем отправляют заказчику. В этом случае контроль герметичности осуществляют во время сушки. В краску которая служит лакокрасочным покрытием добавляет специальный индикатор, например, бром фенол синий, который реагирует на рабочую среду. В местах утечек рабочая среда вступает в химическую реакцию с индикатором. В результате на краске образуются синие пятна, которые указывают на места течи.
Этим методом пользуются для контроля герметичности емкостей элементов гидравлических и газовых систем работающих под давлением, а также открытых изделий. В основе метода лежит химическое взаимодействие аммиака или других газов с индикаторным веществом, которые в результате реакции меняют свою окраску. В качестве контрольного газа обычно используют смесь аммиака с воздухом или азотом. Для индикации течи применяют: бром фенол синий, фенол фтолиин, бром бензол, нитрат ртути. Индикаторные вещества растворяют в воде, глицерине или спирте и пропитывают ими фильтровальную бумагу, либо светлую ткань. Перед контролем химическим методом изделия подвергают гидравлическому или пневматическому испытанию, а затем его заполняют контрольным газом до испытательного давления, затем укладывают на контролируемые участки ленту пропитанную индикаторным веществом и выдерживают ее в течении определенного времени указанных в технических условиях. Испытательное давление 0.1-0.15МПа и оно, как правило, не должно превышать рабочего. Химический метод прост и его выполнение не требует специального оборудования и высокой квалификации персонала. Чувствительность данного метода не высокая. Кроме, того изменение цвета индикаторного вещества может быть вызвана углекислым газом и другими веществами.
Похожая информация.
Контроль герметичности и поиск течей осуществляются способами обдува и гелиевых чехлов (камер), способом щупа, барокамеры, вакуумных присосок и способом накопления. Способ обдува и гелиевых чехлов в основном применяется для испытаний вакуумных систем с собственными средствами откачки и элементов вакуумных систем. В этом случае на наружную поверхность изделия подается пробный газ. Во внутренней полости изделия создается разрежение и фиксируется проникновение в нее пробного газа.
Метод щупа гелиевого течеискателя, барокамеры и вакуумных присосок применяются для испытаний изделий, в которых нельзя или нецелесообразно создавать разрежение. В этом случае в изделии создается избыточное давление пробного газа и фиксируется проникновение его на наружную поверхность. Способом вакуумных присосок, кроме того, могут быть испытаны изделия без замкнутой оболочки, например листы металла на целостность. Способ накопления может явиться разновидностью любого из перечисленных способов, за исключением, пожалуй, способа щупа.
В вакуумной технике наибольшее распространение получили способы обдува и гелиевых чехлов, причем первый обычно применяется для поиска течей, второй - для контроля герметичности. В обоих случаях вакуумная система течеискателя соединяется с вакуумной системой испытуемой установки. Рекомендуется подключать в форвакуумную линию испытуемой установки.
Метод обдува
Рис. 4.44. Метод обдува.
Схематически основные методы контроля герметичности с помощью гелиевого течеискателя приведены ниже.
Вакуумирование исследуемого объема откачными средствами самого течеискателя (или комбинированными средствами) и последующий обдув гелием предполагаемого места течи.
Обдув гелием испытуемой установки производится, начиная с той точки рабочей камеры установки, которая наиболее удалена по схеме вакуумной системы испытуемой установки от низковакуумного насоса и которая находится выше других в пространстве, постепенно приближаясь к низковакуумному насосу, как по схеме вакуумной системы, так и по расположению в пространстве обследуемых участков оболочки вакуумной системы.
Обдув производят с помощью обдувателя, входящего в комплект течеискателя, присоединяемого к баллону с гелием. На практике же всегда имеется возможность разместить поблизости баллон с гелием. Тогда удобно пользоваться медицинской кислородной подушкой, заполненной гелием. При отсутствии обдувателя в качестве такового может быть использована игла от медицинского шприца или тонкая, сплющенная на конце металлическая трубка.
Проводя испытания разветвленных вакуумных систем с большой длиной соединительных трубопроводов способом обдува, необходимо учитывать временные характеристики течеискателя и высоковакуумного насоса испытуемой установки. Начиная с момента поднесения струи гелия к течи, содержание его в рабочей камере испытуемой установки увеличивается. Общее количество гелия в высоковакуумной части испытуемой установки определится разностью потоков гелия, поступающего через течь и удаляемого в результате откачки.
Характер изменения концентрации пробного газа в течеискателе при обдуве испытуемой установки будет аналогичен изменению концентрации пробного газа в галогенном течеискателе при испытаниях способом щупа (см. рис. 4.42).
Рис. 4.42.
Для обеспечения эффективного поиска течей скорость перемещения обдувателя должна быть равна 1 см/с для большинства реальных условий испытаний. Снижение скорости перемещения обдувателя неоправданно увеличит длительность испытаний, увеличение скорости перемещения обдувателя может привести к пропуску малых течей.
Достоинства: высокая чувствительность, возможность глобального (метод гелиевого чехла) и локального (обдув) контроля герметичности, относительно невысокая стоимость.
Недостатки: большое время реагирования (сильно зависит от объема изделия и средств откачки); при использовании дополнительных средств откачки возможно снижение пороговой чувствительности.
Метод барокамеры
Рис. 4.44. Метод обдува.
Используется для глобального контроля герметичности. Исследуемый объект помещается в вакуумированную камеру и наддувается гелием.
Достоинства: самая высокая чувствительность, проверка всего объекта, небольшое время отклика.
Недостатки: высокая стоимость, ограничения по механической прочности контролируемого изделия и по его габаритам.
Метод щупа
Рис. 4.46. Метод щупа.
Исследуемый объект наддувается гелием и далее обследуется при помощи щупа течеискателя. Для осуществления этого способа к течеискателю через вакуумный шланг присоединяется щуп. Устанавливается такой поток газа через щуп, чтобы в масс-спектрометрической камере течеискателя поддерживалось рабочее давление. Испытания проводятся так же, как и испытания с применением галогенного течеискателя. Чувствительность до 10 -7 атм см 2 /с (или до концентрации гелия 0,1 ррм).
Достоинства: метод недорогой, потребная вакуумная мощность течеискателя не зависит от исследуемого объема, возможно исследование объектов, которые нельзя вакуумировать.
Недостатки: ограниченная чувствительность, эффективность зависит от оператора, время отклика зависит от длины щупа (для щупа длиной 5 м время отклика составляет 1 с).
Метод обратного тока
Рис. 4.47. Метод «обратного тока»
Метод - двухэтапный:
- Выдержка исследуемого объекта в камере с избыточным давлением гелия (около 3 бар).
- Объект вентилируется и помещается в камеру, вакуумируемую течеискателем (как правило до 1x10 -2 бар). Применение: контроль цельных (запаянных, сваренных), неразмыкаемых объектов.
Достоинство: относительно высокая чувствительность, подходит для тестирования герметичных (опрессованных) изделий.
Недостатки: предназначен в основном для маленьких изделий, этап в гелиевой камере занимает продолжительное время, нельзя обнаружить большие течи.
Способ вакуумных присосок нашел широкое распространение в вакуумной технике для контроля герметичности элементов вакуумных систем в процессе их изготовления. Испытания способом вакуумных присосок проводятся обязательно со вспомогательным низковакуумным насосом. С течеискателем гибким вакуумным шлангом соединяется вакуумная присоска. Конструкция вакуумных присосок бывает самая различная в зависимости от формы проверяемых поверхностей. Для проверки плоскости это обычно металлический лист необходимой формы с приклеенным к нему по контуру резиновым уплотнителем или вакуумным шнуром достаточно большой высоты. Наибольшее распространение получили присоски в виде металлического стакана (рис. 4.48).
Рис. 4.48. Контроль герметичности электрического ввода с помощью вакуумной присоски: 1 - проверяемое изделие; 2 - вакуумная присоска; 3 - резиновый вакуумный шланг для присоединения к течеискателю.
Е. В. Карпунина, В. П. Кряковкин и Н. П. ин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МАСС "СПЕКТРОМЕТРИЧ ЕСКИЙ ТЕЧЕИСКАТЕЛЬ
ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ
МЕТОДОМ ЩУПА
Изобретение относится к йспытаниям изделий на герметичность и может быть использовано для испытания любых изделий, работающих при низких температурах.
По основному.авт. св. Ю 5302 13 известен масс-спектрометрйческий течеискатель для испытания на герметичность методом щупа, содержащий.анализатор, насосную систему для создания в нем рабочего давления, щуп с вса1О сывающим и рассеивающим соплами, охлаждаемую азотную ловушку, включенную в линию между анализатором и всасывающим соплом щупа и выполненную
15 в виде замкнутого резервуара с отводом к рассеивающему соплу, при этом в азотной ловушке расположена адсорбционная колонка. Течеискатель работает следующим образом: поверхность иэделия, заполненного пробным газом, обследуют щупом течеискателя; пары азота из охлаждаемой азотной ловушки поступают по отводу к рассеивающему соплу щупа и создают вокруг всасывающего сопла защитную среду от фоновых потоков пробного газа и потоков от течей, расположенных вне зоны, обследуемой в данный момент; пробный газ, вытекающий из течи, поступает через всасывающее сопло в масс-спектрометрический анализатор и регистрируется им Щ.
Недостатком течеискателя является недостоверность испытания изделий, работающих при низких температурах, так как в этих случаях в связи с температурными деформациями изделия возможно возникновение течей, отсутствующих в изделии при нормальной темпе-, ратуре.
Цель изобретения - повышение достоверности испытания изделий, работающих при низких температурах, эа счет обеспечения в течеискателе возможности моделирования в зоне течи на изделии низких температур.
Указанная цель достигается тем, что масс-спектрометрический течеискатель для контроля герметичности иэ" елей методом щупа, содержащий анализатор, насосную систему для создания в нем рабочего, давления, щуп с всасывающим и рассеивающим. соплами, охяаждаемую азотную ловушку, включенную в линию между анализатором и всасывающим соплом щупа и выполненную 10 в виде замкнутого резервуара с адсорбционной колонкой и отводом к рассеивающему соплу, снабжен трубкой, установленной в резервуаре.с возможностью погружения одного ее конца в хладагент и подключения второго конца.:к отводу, а резервуар подсоединен к источнику давления. При этом. поверх. ность щупа и отвода покрыты слоем теплоизоляции. 20
На чертеже изображен масс-спект" рометрический течеискатель, продольный разрез.
Масс-спектрометрический течеискатель содержит анализатор 1, соединен- ный с насосной системой, включающий механический 2 и пароструйный 3 насосы. Щуп 4 с рассеивающим 5 и всасывающим 6 соплами и иглой 7, регулирующей проводимость сопла 6 через З0 охлаждаемую азотную ловушку 8, выполненную в виде резервуара с адсорбционной колонкой 9 с адсорбентом 10, трубопровод 11 и входной клапан 12 соединен с анализатором 1. Резервуар зэ ловушки 8 заполнен хладагентом.(жидким азотом) и закрыт крышкой 13, на которой установлен клапан 14, регулирующий давление в резервуаре, который через отвод 15 соединен с рассе- 40 ивающим соплом 5, В резервуаре азотной ловушки 8 размещена трубка 16 с воэможностью погружения одного ее конца в хладагент и подсоединения к
Отводу 15, при этом поверхность щу- м
4 ф па 4 и отвода 15 покрыта слоем теплоизоляции 17. К резервуару азотной ловушки 8 подключен источник 18 давления.
Течеискатель работает следующим образом.
Поверхность изделия, заполненного пробным газом, обследуют щупом 4 течеискателя. В резервуаре охлаждаемой азотной ловушки 8 с помощью источника 18 давления повышают давление и хладагент из резервуара по трубке 16 и отводу 15 поступает через рассеивающее сопло 5 на поверхность изделия.
При этом происходит охлаждение поверхности и моделируются условия работы изделия при низких температурах.
Пробный гаэ через всасывающее сопло 6 поступает в анализатор t.
Охлаждение зоны. течи на изделии жидким хладагентом с одновременным созданием защитной среды вокруг всасывающего сопла щупа позволяет повысить достоверность испытания изделий, работающих при низких температурах, беэ охлаждения всего изделия.
Формула изобретения
Масс-спектрометрический течеискатель для испытания на герметичность методом щупа по авт. св. У 5302 13, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности испытания изделий, работающих при низких температурах, он снабжен трубкой, установленной в резервуаре с возможностью погружения одного ее конца в хладагент и подключения второго конца к отводу, а резервуар подсоединен к источнику давления.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
И 530213, кл. G 01 М 3/00, 1975..926544
Составитель А. Корвина
Редактор С.Юско Техред И. Рейвес Корректор Ю. Макаренко
»» »»» »»» » »»»»»»»»»»»а»»а»»»»
Короткий путь http://bibt.ru
Галоидный метод контроля герметичности изделий. .
В практике контроля герметичности изделий необходимо обнаруживать течи, значительно меньше тех, что могут выявлять указанные выше методы. Такие дефекты выявляют галоидным и гелиевым течеисканием.
При галоидном методе в качестве пробного газа используют фреон-12 (химическое соединение на основе галоидного элемента фтора), обладающий высокой проникающей способностью. Индикатором при галоидном течеискании служит электронный прибор, содержащий чувствительный элемент в виде платинового диода, анод и коллектор которого раскалены до 800-900° С и разделены воздушным или вакуумным промежутком. При попадании в этот промежуток молекул фреона электрический ток через диод резко возрастает, что фиксируется стрелочным прибором. Промышленностью выпускаются переносные галоидные течеискатели ГТИ-3А, ГТИ-6 и БГТИ-5, отличающиеся друг от друга по конструктивному исполнению.
Течеискатель ГТИ-3А состоит из выносного щупа с датчиком, предназначенным для работы в атмосферных условиях, и измерительного блока со стрелочным прибором и звуковым индикатором-телефоном. В приборе ГТИ-6 помимо основного атмосферного датчика имеются вакуумный датчик, выносной обдуватель с регулируемым потоком и регистрирующий блок. Оба прибора имеют сетевое питание 220 В.
Течеискатель БГТИ-5 имеет автономное питание от батареи аккумуляторов и особенно удобен при испытании изделий большой протяженности в монтажных и полевых условиях.
В практике обычно при галоидном течеискании используют способ щупа (рис. 3). В закрытом сосуде создают небольшое избыточное давление атмосферы фреона-12. Щупом галоидного теческателя производят «обнюхивание» наружной поверхности изделия вдоль всей длины шва. Скорость перемещения щупа вдоль шва - 10 - 25 мм/с.
Рис. 3. Схема галоидного метода контроля герметичности способом щупа с заполнением контролируемого изделия чистым фреоном :
1 - баллон с фреоном, 2-5 - вентили, 6 - контролируемое изделие, 7 - щуп с атмосферным датчиком галогенного течеискателя, 8 - механический вакуумный насос, 9 - компрессор, 10 - конденсатор
