Установка предназначена для контроля сварных швов, корпусных деталей, резьбовых и фланцевых соединений, трубопроводной арматуры, теплообменников, вакуумных камер и элементов криогенного оборудования. Решение применяется в атомной и энергетической отраслях, нефтегазовой инфраструктуре, приборостроении, машиностроении, медицинской и фармацевтической промышленности, где необходимы высокая чувствительность, прослеживаемость калибровок и стабильность результатов.

Камера объёмом 125 л выполнена с усиленным корпусом и откидной крышкой на силовых петлях, посадочные поверхности обработаны под чистовую сборку. Уплотнение крышки эластомерное с равномерным прижимом по периметру. Вакуумная обвязка включает форвакуумный контур с ловушкой масляного тумана и обратными клапанами, а также высоковакуумный контур на базе турбомолекулярного насоса. Предусмотрены сервисные порты для подключения эталонной течи и вакуумметрии, байпас начального диапазона давлений и инертная продувка перед вскрытием камеры. Соединения выполнены на стандартизованных фланцах с компенсирующими сильфонами для снятия монтажных напряжений.

Методика измерений

Изделие герметизируется, заполняется гелием до регламентного давления и после выдержки размещается в объёме камеры. При достижении рабочего остаточного давления течеискатель регистрирует рост концентрации гелия, пропорциональный суммарному потоку утечки через дефекты. Перед измерением выполняется нулевая коррекция фона, периодически — калибровка по внешней эталонной течи с фиксацией результатов в контрольных картах. Вклад проницаемости эластомерных уплотнений и дегазации стенок учитывается отдельной контрольной прогонкой без образца.

Контроль герметичности с использованием гелиевой (вакуумной) камеры заключается в размещении объекта в герметичной камере. Течеискатель подключается к камере или объекту через систему вспомогательной откачки. Контрольный газ с содержанием гелия, либо чистый гелий, подается под давлением, установленным в конструкторской документации. Если в объекте есть утечка, гелий проникает в вакуумируемый объем камеры или объекта из-за перепада давления, и фиксируется течеискателем.

Конструкция вакуумной камеры должна обеспечивать герметичность всех технологических соединений и системы подачи гелия, при этом поверхность объекта контроля не должна быть перекрыта поверхностью камеры. То есть газ из течей должен свободно выходить. Камера может быть жесткой или выполненной в виде эластичного газонепроницаемого чехла для размещения крупных объектов, однако давление в такой камере не должно превышать атмосферного, и объект должен допускать вакуумирование внутренних полостей.

1 — течеискатель; 2, 4 — вакуумметры; 3, 8, 10, 11, 13, 15, 17, 18 — клапаны; 5 — вакуумная камера; 6 — объект контроля;  7 — мановакуумметр; 9 — пульт подачи пробного газа; 12, 16 — вакуумные насосы; 14 — контрольная течь

Контроль герметичности способом гелиевой (вакуумной) камеры проводится следующим образом: объект подготавливается в соответствии с требованиями предыдущего раздела и помещается в предварительно очищенную и просушенную камеру.

После герметизации крышки камеры, проводится откачка полости до остаточного давления.

Согласно технической документации, устанавливается целевое остаточное давление в пределах 7-8 Па. Для начала измерений для современных приборов контроля достаточного давления, не превышающего 1000 Па. Улучшение уровня вакуума приводит к повышению чувствительности испытаний. Начинать испытания возможно с уровня давления 1000 Па, переходя к более высокочувствительным испытаниям при достижении уровня давления 100 Па и менее. Важно корректировать программы испытаний с учетом технических возможностей используемого оборудования и с учетом современных тенденций, а также требований нормативно-технической документации.

Перед заполнением гелием, полость объекта откачивается до остаточного давления от 700 до 1400 Па, либо производится сквозная продувка азотом, затем гелием. При достижении требуемого остаточного давления, открывается входной клапан течеискателя, отключается система вспомогательной откачки, и фиксируются фоновые показания. Затем в полость объекта подается гелий или воздушно-гелиевая смесь до установленного давления.

Объект выдерживается под давлением. Продолжительность выдержки зависит от откачиваемого объема и установлена в соответствии с указанными временными интервалами: до 0,1 м³ - не менее 5 минут, от 0,1 до 0,5 м³ - не менее 10 минут, от 0,5 до 1,5 м³ - не менее 15 минут, от 1,5 до 3,5 м³ - не менее 20 минут, свыше 3,5 м³ - не менее 40 минут.

Следует учитывать, что фторкаучуковые уплотнения оснастки, предназначенные для герметизации изделий, в случае воздействия на них гелия в течение длительного времени будут иметь поток проникания гелия даже через бездефектный материал оснастки. Таким образом, при выполнении испытаний длительностью более 20 минут необходимо ожидать появления сигнала, связанного с газовой проницаемостью гелия через материал уплотнения и учитывать его в финальных результатах измерения.

Если необходимо провести контроль отдельного участка или сварного соединения, на этот участок устанавливается локальная камера, и процедура контроля проводится аналогично описанной выше.

При контроле замыкающего сварного шва объекта контроля проводится вакуумирование объекта контроля и подача гелия в полость объекта контроля с последующей заваркой замыкающего шва в потоке гелия. После заварки необходимо провести контроль замыкающего шва способом локальной вакуумной камеры.

Основные технические параметры

Метрологическое обеспечение и эксплуатация

Калибровка течеискателя выполняется по эталонной течи, установленной в удалённой от входного патрубка зоне камеры, с последующим подтверждением чувствительности и проверкой нулевой линии. Контроль герметичности соединений, состояние уплотнений, чистота внутренних поверхностей, корректность работы клапанов и вакуумметров, а также замена масла форвакуумного насоса выполняются регламентно. Перед вскрытием камеры применяется инертная продувка для снижения фонового сигнала гелия. Эксплуатация допускается обучённым персоналом, прошедшим инструктаж по охране труда и работе с вакуумным оборудованием и сжатым газом.

Состав поставки и ввод в эксплуатацию

В поставку входят камера в сборе с опорной рамой и крышкой, турбомолекулярный насос с блоком управления, форвакуумный насос с ловушкой и обратной отсечкой, комплект вакуумной арматуры и соединительной оснастки, сервисные порты под вакуумметры и эталонную течь, а также эксплуатационная документация. Перед отгрузкой выполняются приёмо-сдаточные испытания: проверка предельного давления, контроль герметичности, тестовая калибровка с протоколированием серийных номеров и дат калибровок.