Анализ современных методов и средств герметичности технологических объектов

Герметичность как свойство изделий, исключающее проникновение через оболочки газообразных или жидких веществ, является одним из важнейших критериев качества герметизированных изделий. Проблемы герметичности возникают не только в производстве и эксплуатации промышленных изделий ответственного назначения, но и в быту.

Прибор для проверки герметичкности течеискатель

Прогресс современной науки и техники неразрывно связан с многообразием герметизируемых объектов. Это корабли и средства наземного транспорта, уникальные крупногабаритные установки атомной науки и энергетики, микроминиатюрные изделия электронной техники, холодильные промышленные установки и бытовые холодильники,установки химического производства, подземные кабели и трубопроводы, пищевая тара и множество других объектов, изделий и систем.

Ответственность герметизируемых объектов, их высокая стоимость, экономические потери при массовом выпуске, зависимость их работоспособности от качества герметизации определяют значимость правильного организованного контроля герметичности. Соответственно ГОСТ 18353-79 относит контроль герметичности к числу основных видов НК.

Особенности контроля герметичности по сравнению с другими методами НК связаны с обнаружением дефектов, называемыми течами. Соответственно техника контроля герметичности носит название техники течеискания. Течи обнаруживаются путем регистрации перетекающих через них веществ, называемых пробными веществами.

К числу основных методов течеискания относятся масс-спектрометрический, галогенный, манометрический, плазменный ионизационный и др. Они различаются по чувствительности, условиям проведения испытаний и другим параметрам.

В зависимости от агрегатного состояния применяемого пробного вещества все методы разделяются на две группы: газовые и жидкостные. Жидкостные методы, как правило, не требуют применения специальной аппаратуры. Газообразные пробные вещества обнаруживаются с помощью газоаналитической аппаратуры. В некоторых случаях в качестве пробных веществ используется рабочее вещество. При этом подбирается соответствующий метод течеискания,что обеспечивает экономичность и удобство контроля. Например, узлы и оборудование холодильной промышленности, в том числе и бытовые холодильники, контролируются галогенным методом с применением галогенных течеискате-лей, способных регистрировать утечки фреона.

В промышленной практике течеискания применяются несколько вакуумных схем в течеискателях На рис. 1 показана схема прямого потока. Эта схема применяется и в современных течеискателях, поскольку позволяет получить максимальную чувствительность испытаний.

Применение в течеискателях турбо-молекулярных насосов улучшило характеристики и значительно расширило возможности течеискания, в первую очередь, позволив применить новую схему испытаний - схему противотока. Здесь испытуемое изделие (или щуповое устройство) присоединяется не к анализатору через азотную ловушку, а на выхлоп высоковакуумного насоса.

Такая схема имеет ряд преимуществ:

- контроль может проводиться при давлении до 25 Па при чувствительности, сравнимой с получаемой в обычной схеме;

- клапанная система течеискателя может быть упрощена, так как испытуемое изделие откачивается только до форвакуумного давления;

- из схемы может быть исключена азотная ловушка. В результате течеискатель может быть выполнен портативным.

Высокая чувствительность течеискания обеспечивается при работе течеискателя по схеме «замкнутого контура» (рис. 3). Эта схема усиления потока, то есть наполнения пробного газа во время переходного режима. При измерениях после установления потока гелия в системе откачки перекрывают клапан V3, а затем V2, так что поток Q идет от входа 5 к выхлопу 4. При этом гелий накапливается в объеме между выхлопом 4 и клапаном V3, причем диффузионный насос препятствует обратной диффузии гелия в анализатор. После накопления гелий измеряется анализатором.

Сравнение этих трех схем испытаний показывает, что наибольшая чувствительность обеспечивается схемой «замкнутого контура» при давлении на входе ниже 1 Па.

Анализируя тенденции, можно отметить дальнейшее развитие масс-спектрометрического метода контроля герметичности. Это объясняется его большими возможностями: сверхвысокой чувствительностью, возможностью оценки степени герметичности объекта с использованием различных пробных веществ - гелия, аргона, водорода и других газов. На основе метода созданы и продолжают разрабатываться автоматизированные комплексы для контроля герметичности как малогабаритных, так и достаточно крупных изделий. Он положен в основу работы автоматизированных масс-спектрометрических течеиска-телей. В России достаточно совершенные течеискатели изготавливает завод «Измеритель» в Санкт-Петербурге.

На последней XVIII Всероссийской конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика» специалисты завода «Измеритель» в своем докладе «О новых направлениях в разработке гелиевых масс-спектрометрических те-чеискателей» отметили еще одно достоинство подобных течеискателей, состоящее в универсальности их применения, начиная с научных задач и кончая использованием их в полевых условиях.

Из зарубежных фирм, успешно развивающих масс-спектрометрический метод контроля, следует назвать компанию «Alcatel Vacuum Technology France» (Франция), которая уже более 35 лет производит вакуумные средства откачки и гелиевые течеискатели. Первый портативный гелиевый течеискатель был выпущен фирмой в 1965 г. Он работал на основе диффузионного насоса и обеспечивал среднюю по современным меркам чувствительность. На сегодняшний день модельный ряд приборов, выпускаемых фирмой, является самым широким на мировом рынке. Более 10 тыс. течеискателей компании «ALCATEL» успешно эксплуатируются во всем мире.

В США в последние годы создан миниатюрный переносный прибор, обладающий высокой чувствительностью для быстрого и безопасного определения даже незначительных утечек газа. Сердцем прибора является сенсор, мгновенно определяющий изменение теплопроводности газа. При включении прибора он автоматически калибруется по окружающему воздуху. Встроенный вентилятор всасывает воздух через сопло в камеру, где находится сенсор. При изменении состава пробы воздуха показания отображаются на экране, и раздается звуковой сигнал. Когда обнаружена зона утечки, вместо сопла одевается тонкая коническая насадка, позволяющая точно определить место утечки. В комплект входит гибкая насадка для труднодоступных мест. Течеискатели работают от 4-х батареек, обеспечиваю-щих40 ч работы. Прибор автоматически отключается через 5 мин, если он не используется в работе. Имеется указатель разряда батарей. Прибор прочный, легкий, надежный. Датчик не портится со временем, автоматически настраивается и калибруется.

К числу таких течеискателей относятся прибор GAS CHECK 3000, который откалиброван по гелию. Другая модель GAS CHECK 5000is - взрывобезопасный вариант прибора общего назначения

- определяет утечки следующих газов: ацетилена, аммиака, аргона, азота, водорода, угарного газа, сернистого углеводорода, этана, этилена, фреона, сероводорода, гексафлуарида, метана, неона, бензола, бутана, ксенона, закиси азота, гелия, пропана, углекислого газа, сернистого ангидрида. Некоторые технические характеристики течеискателей:

- обнаруживает газ с проводимостью, отличной от воздуха;

- время срабатывания менее 1 с с короткой насадкой;

- время восстановления около 1 с;

- контролируемые утечки от 0,0001 до 0,00001 ppm;

- питание от 4 батарей типа АА;

- условия эксплуатации от 0 до 50 °C.



Просмотров: 2268

Дата: Пятница, 14 Декабря 2012

Новости