Методи контролю герметичності

За допомогою мас-спектрометричного гелієвого течешукача контроль герметичності та пошук теч здійснюються способами обдування та гелієвих чохлів (камер), способом щупа, барокамери, вакуумних присосок та способом накопичення. Спосіб обдування та гелієвих чохлів в основному застосовується для випробувань вакуумних систем із власними засобами відкачування та елементів вакуумних систем. І тут на зовнішню поверхню виробу подається пробний газ. У внутрішній порожнині виробу створюється розрідження та фіксується проникнення до неї пробного газу.

Метод щупу гелієвого течешукача, барокамери та вакуумних присосок застосовуються для випробувань виробів, в яких не можна або недоцільно створювати розрідження. У цьому випадку у виробі створюється надлишковий тиск пробного газу та фіксується проникнення його на зовнішню поверхню. Спосіб вакуумних присосок, крім того, можуть бути випробувані вироби без замкнутої оболонки, наприклад листи металу на цілісність. Спосіб накопичення може бути різновидом будь-якого з перерахованих способів, за винятком, мабуть, способу щупа.

У вакуумній техніці найбільшого поширення набули способи обдування і гелієвих чохлів, причому перший зазвичай застосовується для пошуку течій, другий - для контролю герметичності. В обох випадках вакуумна система течешукача з'єднується з вакуумною системою випробуваної установки. Рекомендується підключати течешукач до форвакуумної лінії піддослідної установки.

Метод обдування

Мал. 4.44. Метод обдування.

Схематично основні методи контролю герметичності за допомогою гелієвого течешукача наведені нижче.

Вакуумування досліджуваного обсягу відкачуваними засобами самого течешукача (або комбінованими засобами) танаступний обдув гелієм передбачуваного місця течі.

Обдув гелієм випробуваної установки проводиться, починаючи з тієї точки робочої камери установки, яка найбільш віддалена за схемою вакуумної системи випробуваної установки від низьковакуумного насоса і яка знаходиться вище за інших у просторі, поступово наближаючись до низьковакуумного насоса, як за схемою вакуумної системи, так і за розташуванням у просторі обстежуваних ділянок оболонки вакуумної системи.

Обдування виробляють за допомогою обдувателя, що входить до комплекту течешукача, що приєднується до балона з гелієм. На практиці завжди є можливість розмістити поблизу балон з гелієм. Тоді зручно користуватись медичною кисневою подушкою, заповненою гелієм. За відсутності обдувателя як такого може бути використана голка від медичного шприца або тонка сплющена на кінці металева трубка.

Характер зміни концентрації пробного газу в течешукачі при обдуві випробуваної установки буде аналогічний зміні концентрації пробного газу в галогенному течешукачі при випробування способом щупа (див. рис. 4.42).

Мал. 4.42. Зміна в часі концентрації пробного газу в датчику течешукача.

Для забезпечення ефективного пошуку теч швидкість переміщення обдувателя повинна дорівнювати 1 см/с для більшості реальних умов випробувань. Зниження швидкості переміщення обдуватель невиправдано збільшить тривалість випробувань, збільшення швидкості переміщення обдувателя може призвести до пропуску малих теч.

Висока чутливість, можливість глобального (метод гелієвого чохла) і локального (обдув) контролю герметичності, відносно невисока вартість.

Недоліки: великий час реагування (сильнозалежить від обсягу виробу та засобів відкачування); при використанні додаткових засобів відкачування можливе зниження порогової чутливості.

Метод барокамери

Мал. 4.44. Метод обдування.

Використовується для глобального контролю за герметичністю. Досліджуваний об'єкт міститься у вакуумовану камеру і наддувається гелієм.

Позитивні якості: найвища чутливість, перевірка всього об'єкта, невеликий час відгуку.

Недоліки: висока вартість, обмеження за механічною міцністю контрольованого виробу та за його габаритами.

Метод щупу

Мал. 4.46. Метод щупу.

Досліджуваний об'єкт наддувається гелієм і далі обстежується за допомогою щупа течешукача. Для здійснення цього способу до течешукача через вакуумний шланг приєднується щуп. Встановлюється такий потік газу через щуп, щоб у мас-спектрометричній камері течешукача підтримувався робочий тиск. Випробування проводяться так само, як і випробування із застосуванням галогенного течешукача. Чутливість до 10 -7 атм см 2 /с (або концентрації гелію 0,1 ррм).

Достоїнства: метод недорогий, потрібна вакуумна потужність течешукача не залежить від досліджуваного обсягу, можливе дослідження об'єктів, які не можна вакуумувати.

Недоліки: обмежена чутливість, ефективність залежить від оператора, час відгуку залежить від довжини щупа (для щупа довжиною 5 м час відгуку становить 1 с).

Метод зворотного струму

Мал. 4.47. Метод «зворотного струму»

Метод - двоетапний:

Витримка об'єкта, що досліджується, в камері з надлишковим тиском гелію (близько 3 бар).
Об'єкт вентилюється та поміщається в камеру, що вакуумуєтьсятечешукачем (зазвичай до 1x10 -2 бар). Застосування: контроль цілісних (запаяних, зварених), об'єктів, що не розмикаються.

Гідність: відносно висока чутливість, підходить для тестування герметичних (опресованих) виробів.

Недоліки: призначений в основному для маленьких виробів, етап в камері гелієві займає тривалий час, не можна виявити великі течі.

Спосіб вакуумних присосок знайшов широке поширення у вакуумній техніці для контролю герметичності елементів вакуумних систем у процесі виготовлення. Випробування способом вакуумних присосок проводять обов'язково з допоміжним низьковакуумним насосом. З течешукачем гнучким вакуумним шлангом з'єднується вакуумна присоска. Конструкція вакуумних присосок буває різна в залежності від форми поверхонь, що перевіряються. Для перевірки площини це зазвичай металевий лист необхідної форми з приклеєним до нього за контуром гумовим ущільнювачем або вакуумним шнуром досить великої висоти. Найбільшого поширення набули присоски у вигляді металевої склянки (рис. 4.48).

Мал. 4.48. Контроль герметичності електричного введення за допомогою вакуумної присоски: 1 - виріб, що перевіряється; 2 – вакуумна присоска; 3 - гумовий вакуумний шланг для приєднання до течешукача.

Випробування проводять у такій послідовності. Виріб, що випробовується, злегка притискають до ущільнювача присоски. Допоміжним насосом роблять відкачування внутрішньої порожнини присоски. При цьому атмосферний тиск притискає випробуваний виріб до присоски, забезпечуючи надійне ущільнення. Плавно відкривають дроселюючий клапан течешукача. Закривають клапан, що з'єднує присоску із допоміжним насосом. Випробовують. В залежностівід мети випробування - пошук течі або контроль герметичності - обдмухують випробовуваний виріб гелієм або створюють навколо нього гелієву камеру. Часто для збільшення надійності створеного ущільнення поверхні зіткнення випробуваного виробу та ущільнювача присоски змочують вакуумним маслом або спиртом. Надмірне змочування шкідливе, тому що випадково може бути перекрита текти. Змочувати краще лише торцеву поверхню ущільнювача.

Група РОСВАКУУМ

Адреса: 107023 Україна, м. Москва, Електрозаводська вулиця, 21