Продолжение раздела 5. Испытания на герметичность методом вакуумирования

5.4.9. Допустимая нестабильность фонового сигнала

Нестабильность фонового сигнала при испытаниях методом вакуумирования считается допустимой, если изменение фонового сигнала за установленный промежуток времени не приводит к потере требуемого порога чувствительности течеискания.

При оценке стабильности учитывают уменьшение фонового сигнала показывающего прибора, измеренное в течение 10 минут, начальное значение показания от фона, а также заранее установленное время нагружения объекта испытаний контрольным газом. В это время включают период, необходимый для получения равномерной концентрации пробного газа в объекте испытаний.

Порог чувствительности течеискания при подготовке установки должен быть не менее чем в два раза меньше нормы герметичности по пробному газу, заданной в технических условиях на испытания.

5.4.10. Выбор контрольной течи

Необходимую контрольную течь выбирают по потоку пробного газа. Поток через контрольную течь должен быть соизмерим с нормой герметичности и обеспечивать уверенную проверку чувствительности течеискательной установки.

В практическом применении контрольная течь должна обеспечивать проверку установки в диапазоне, достаточном для подтверждения требуемого порога чувствительности. Слишком малая контрольная течь не позволит надежно оценить работоспособность схемы, а слишком большая может привести к загрязнению системы пробным газом и увеличению фонового сигнала.

Лаборатория контроля герметичности Ликлаб при подготовке испытаний подбирает контрольные течи с учетом метода контроля, требуемой нормы герметичности, объема системы, фонового сигнала и параметров применяемого масс-спектрометрического течеискателя.

5.4.11. Готовность течеискательной установки к испытаниям

При проведении испытаний под наблюдением контрольного аппарата готовность течеискательной установки к работе определяют до подачи контрольного газа в объект испытаний.

Основным критерием готовности является подтвержденный порог чувствительности течеискания. Он должен быть не менее чем в два раза меньше нормы герметичности по пробному газу, установленной в технических условиях.

Перед началом испытаний необходимо проверить:

• работоспособность масс-спектрометрического течеискателя;
• исправность вакуумных насосов и арматуры;
• герметичность технологической оснастки;
• уровень фонового сигнала;
• реакцию установки на контрольную течь;
• соответствие фактического порога чувствительности требованиям испытаний.

6. Испытания на герметичность методом накопления

6.1. Общие положения

6.1.1. Область применения метода накопления

Метод накопления при атмосферном давлении применяют для испытаний суммарной негерметичности деталей, агрегатов, их частей и изделий в целом при условии, что вокруг изделия или вокруг части контролируемой поверхности можно создать замкнутый объем накопления.

В качестве объема накопления может быть использована также внутренняя полость объекта испытаний, если она пригодна для накопления пробного газа и отбора пробы.

Метод накопления особенно полезен при контроле изделий сложной формы, крупногабаритных конструкций, фланцевых соединений, сварных швов, межъемкостных пространств, днищ баков, оболочек и готовых изделий, когда прямое применение вакуумной камеры или непрерывное обследование щупом затруднено.

6.1.2. Сущность метода накопления

Сущность метода заключается в следующем. Вокруг объекта испытаний создают замкнутый объем накопления. Объект испытаний заполняют контрольным газом. При наличии течей контрольный газ проникает через дефекты и попадает в объем накопления, повышая в нем концентрацию гелия.

После выдержки в объем накопления вводят щуп-натекатель, соединенный с гелиевым масс-спектрометрическим течеискателем. По показанию прибора определяют концентрацию гелия в объеме накопления. Полученное значение сравнивают с показанием от контрольной концентрации.

Сравнение концентрации гелия в объеме накопления с допустимым значением позволяет сделать вывод о герметичности изделия.

Допускается испытывать несколько изделий, помещенных в один объем накопления, если такая схема предусмотрена технологическим процессом и обеспечивает достоверное определение суммарной негерметичности.

Ликлаб выполняет испытания методом накопления при атмосферном давлении, когда требуется подтвердить суммарную герметичность изделия без помещения всего объекта в вакуумную камеру. Для таких работ лаборатория подбирает объем накопления, точки отбора проб, время накопления и контрольную концентрацию гелия.

6.1.3. Возможность локализации течи

Метод накопления при атмосферном давлении позволяет определить не только суммарную утечку, но и приблизительное место течи. Это возможно при условии отбора проб в разных точках объема накопления.

Зона с максимальной концентрацией пробного газа указывает на наиболее вероятное расположение течи. Такой подход применим при контроле крупногабаритных поверхностей, протяженных сварных соединений и замкнутых кожухов.

6.1.4. Типовые объекты контроля

Метод накопления при атмосферном давлении применяют для испытаний на герметичность типовых элементов систем и изделий, включая:

• фланцевые соединения трубопроводов;
• сварные соединения трубопроводов;
• емкости и баки;
• межъемкостные пространства собранных изделий;
• обечайки различной кривизны;
• днища баков;
• готовые изделия сложной формы;
• локальные зоны крупногабаритных конструкций.

6.2. Требования к объемам накопления и оснастке

6.2.1. Виды оснастки

Объемы накопления могут быть созданы с применением жесткой, полужесткой и мягкой технологической оснастки.

6.2.2. Минимальная вместимость объема накопления

При проектировании оснастки необходимо стремиться к минимальной вместимости объема накопления. Чем меньше объем, тем быстрее повышается концентрация гелия при наличии течи и тем меньше требуемое время накопления.

При применении пленки в качестве чехла, создающего объем накопления, недопустимо полное прилипание пленки к проверяемой поверхности. Частичное касание допускается, если оно не нарушает возможность накопления и отбора пробы газа.

6.2.3. Точки измерения концентрации

В конструкции оснастки должна быть предусмотрена возможность измерения концентрации пробного газа в нескольких точках объема накопления.

Количество точек отбора проб зависит от формы объекта, вместимости объема накопления, площади контролируемой поверхности и ожидаемого характера распределения гелия.

6.2.4. Герметизация стыков

Стыки жесткой и полужесткой оснастки герметизируют уплотнительными прокладками, липкими лентами, замазками и другими эластичными материалами.

Стыки мягкой оснастки герметизируют липкими лентами, ниточными бандажами, хомутами с уплотнительными прокладками и иными средствами, обеспечивающими требуемую герметичность объема накопления.

Отверстия для отбора пробы газа из объема накопления допускается герметизировать липкими лентами.

6.2.5. Оснастка многократного применения

Оснастка многократного применения должна быть изготовлена по чертежам, промаркирована и обеспечена соответствующей документацией. В документации указывают результаты периодической проверки оснастки, сведения об аттестации и допустимую область применения.

6.2.6. Мягкая оснастка однократного применения

Мягкая оснастка однократного применения может быть изготовлена непосредственно перед установкой на объект испытаний. Ее допускается выполнять без рабочих чертежей, если раскрой выполняют по шаблонам, выкройкам или технологической инструкции.

6.2.7. Герметичность объемов накопления

Герметичность объемов накопления должна соответствовать категории оснастки, предусмотренной технологическим процессом. Потери пробного газа из объема накопления не должны приводить к недопустимому ухудшению чувствительности испытаний.

6.2.8. Категории объемов накопления

В производственных условиях объемы накопления подразделяют на три категории.

6.2.9. Незамкнутый объем накопления

Незамкнутым называется такой объем накопления, в котором за время накопления в отдельных точках концентрация гелия практически не повышается.

Примерами незамкнутых объемов являются объемы над стыком большой протяженности, над большой поверхностью объекта испытаний, а также объемы, стыки которых с объектом испытаний не герметизируются.

При работе с незамкнутым объемом накопления обычно определяют не суммарную утечку со всей поверхности изделия, а наличие отдельных течей или степень герметичности единицы поверхности.

6.2.10. Оценка категории объема накопления

Степень герметичности объема накопления оценивают для установления его категории. Оценка выполняется по методике, предусмотренной технологическим процессом, либо с применением контрольных течей.

6.2.11. Периодическая проверка оснастки

Оснастку многократного применения, создающую объем накопления, необходимо периодически проверять на герметичность.

Периодичность проверки зависит от конструкции оснастки, интенсивности ее использования, условий эксплуатации и результатов предварительной аттестации.

Оснастка может аттестовываться с помощью контрольных течей, установленных в местах, наиболее удаленных от точек отбора проб. Поток от контрольных течей должен быть равен норме герметичности объекта испытаний.

Оснастка считается аттестованной, если повышение концентрации гелия в точках отбора проб за время накопления не меньше допустимой концентрации, заданной в технических условиях или технологическом процессе.

6.2.12. Очистка и дегазация оснастки

Элементы объемов накопления должны своевременно подвергаться чистке, промывке и дегазации от гелия.

Это требование особенно важно после испытаний с повышенной концентрацией пробного газа, так как остаточный гелий может вызвать увеличение фона и ухудшить достоверность последующих измерений.

Ликлаб при проведении испытаний методом накопления контролирует состояние оснастки, выполняет проверку герметичности объема накопления и учитывает возможное влияние остаточного гелия на результат контроля.

6.3. Расчет параметров испытаний

6.3.1. Основные параметры технологического процесса

Основными параметрами технологического процесса испытаний методом накопления при атмосферном давлении являются:

• норма герметичности;
• вместимость объема накопления;
• время накопления;
• повышение концентрации гелия в объеме накопления относительно нормального содержания гелия в атмосфере;
• фоновое содержание гелия на испытательном участке;
• количество точек отбора пробы;
• категория объема накопления.

6.3.2. Степень герметичности как исходная величина

Степень герметичности является основной исходной величиной для выбора остальных параметров испытаний.

При расчете учитывают суммарный поток по гелию, вместимость объема накопления, допустимое повышение концентрации гелия и требуемое время накопления.

Для замкнутых герметичных объемов накопления первой категории расчет ведут по соотношениям, связывающим поток гелия, объем накопления, время накопления и прирост концентрации.

6.3.3. Расчет времени для объема накопления II категории

При использовании объемов накопления второй категории время накопления увеличивают с учетом негерметичности объема накопления.

В расчет вводят коэффициент, учитывающий потери пробного газа из объема накопления. В исходном тексте стандарта для объемов второй категории указан коэффициент 1,39·10³.

6.3.4. Расчет времени для объема накопления III категории

При использовании объемов накопления третьей категории время накопления рассчитывают с учетом более значительных потерь пробного газа.

В исходном тексте стандарта для объемов третьей категории указан коэффициент 2,6·10³, учитывающий негерметичность объема накопления.

Допускается определять необходимое время накопления экспериментально, исходя из условия уверенной регистрации концентрации гелия в имитаторе объема накопления. Концентрацию гелия допускается создавать с помощью контрольной течи с потоком, соответствующим норме герметичности объекта испытаний.

6.3.5. Минимально обнаруживаемая концентрация гелия

Минимально обнаруживаемая концентрация гелия в объеме накопления зависит от чувствительности течеискателя, фонового содержания гелия, стабильности показаний и качества отбора пробы.

По тексту стандарта минимально обнаруживаемая концентрация гелия находится в диапазоне порядка 10^-6 - 10^-5 %.

6.3.6. Влияние фона гелия

Порог чувствительности по концентрации зависит от фона гелия на испытательном участке.

При повышенном фоне гелия минимально обнаруживаемая концентрация в объеме накопления увеличивается. Поэтому перед высокочувствительными испытаниями необходимо исключить загазованность помещения гелием, обеспечить проветривание и выполнить контроль фонового сигнала.

6.3.7. Допустимая нестабильность фонового сигнала

Нестабильность фонового сигнала при методе накопления считается допустимой, если она не препятствует уверенной регистрации требуемого повышения концентрации гелия в объеме накопления.

Если фоновый сигнал нестабилен, необходимо увеличить время дегазации, проветрить помещение, проверить оснастку на наличие остаточного гелия и повторить контроль фона.

6.3.8. Рекомендуемое повышение концентрации гелия

Если есть возможность обеспечить высокую чувствительность течеискателя и низкую загазованность помещения, рекомендуется принимать малое расчетное повышение концентрации гелия в объеме накопления.

В помещениях с максимально допустимым фоном повышение концентрации гелия в объеме накопления может быть увеличено. Это позволяет надежнее отделить полезный сигнал от фона, но требует увеличения времени накопления или уменьшения объема накопления.

Для уменьшения порога чувствительности рекомендуется продувать объем накопления газом, не содержащим пробного газа.

6.3.9. Способы достижения требуемой чувствительности

Одинаковой чувствительности испытаний можно добиться разными способами. Для этого применяют герметичную оснастку, приборы с высокой чувствительностью, минимальные объемы накопления и оптимальное время испытаний.

Если условия производства не позволяют использовать все влияющие факторы в оптимальном виде, недостаток компенсируют увеличением времени накопления.

На практике наиболее эффективными являются следующие меры:

• уменьшение объема накопления;
• повышение герметичности оснастки;
• снижение фонового содержания гелия;
• выбор чувствительного течеискателя;
• увеличение времени накопления;
• увеличение числа точек отбора пробы;
• принудительное перемешивание газа внутри объема накопления.

6.3.10. Неравномерность распределения гелия

Распределение концентрации гелия в объеме накопления, как правило, неравномерное. Это связано с наличием отдельных течей и конечной скоростью диффузии гелия.

Если точки измерения расположены равномерно, среднюю концентрацию определяют как среднеарифметическое значение концентраций во всех точках отбора пробы.

Для выравнивания концентрации гелия при испытаниях на суммарную негерметичность рекомендуется после окончания времени накопления сбросить давление контрольного газа и выдержать изделие дополнительное время. Продолжительность такой выдержки определяют экспериментально.

6.3.11. Изменение концентрации с расстоянием от течи

Концентрация гелия в объеме накопления уменьшается по мере увеличения расстояния от места течи. Поэтому при поиске зоны негерметичности необходимо учитывать расположение точек отбора пробы относительно предполагаемых мест дефектов.

6.3.12. Принудительное перемешивание

Допускается применять средства принудительного перемешивания внутри объема накопления, если его вместимость превышает установленное значение и естественное выравнивание концентрации гелия затруднено.

Принудительное перемешивание помогает получить более представительное среднее значение концентрации при испытаниях на суммарную негерметичность.

6.3.13. Начало отсчета времени накопления

Отсчет времени накопления следует начинать с момента достижения в объекте испытаний установленного давления испытания.

Время накопления должно быть не меньше общего времени заполнения и дренажирования объекта испытаний. Выбирать время накопления менее 3 минут не рекомендуется.

6.3.14. Количество точек отбора пробы

Объем накопления должен иметь достаточное количество точек отбора проб для оценки средней концентрации гелия.

Количество точек выбирают с учетом площади контролируемой поверхности, формы объема накопления, предполагаемого расположения течей и необходимости получения достоверной средней концентрации.

6.3.15. Условия применения одной точки отбора

Если вместимость объема накопления мала и его геометрия обеспечивает равномерное распределение концентрации, допускается использовать одну точку отбора пробы.

Если объем накопления имеет большую вместимость или неблагоприятное отношение длины к площади поперечного сечения, характер распределения концентрации гелия и необходимое количество точек отбора пробы определяют экспериментально при аттестации оснастки.

6.3.16. Расположение точек измерения

Для изделий с большой площадью контролируемой поверхности точки измерения концентрации следует располагать по схеме, обеспечивающей представительный отбор проб из разных зон объема накопления.

Расстояние от линии, образующей периметр объема накопления, до точек измерения концентрации не должно превышать установленного расстояния между точками отбора.

6.3.17. Незамкнутые объемы накопления

При испытаниях объектов с незамкнутым объемом накопления определяется не суммарная утечка со всей поверхности объекта испытаний, а наличие отдельных течей или степень герметичности единицы поверхности.

Такой подход применяют для протяженных поверхностей, больших сварных соединений, участков крупногабаритных изделий и зон, где невозможно создать полностью герметичный объем накопления.

Ликлаб применяет метод накопления для контроля сложных и крупногабаритных изделий, когда требуется подтвердить суммарную герметичность, локализовать дефектную зону или выполнить контроль поверхности с применением временной технологической оснастки.

7. Требования безопасности при испытаниях на герметичность

7.1. Общие требования безопасности

При проведении испытаний на герметичность необходимо соблюдать требования безопасности, установленные для работ с испытательными стендами, давлением, вакуумным оборудованием, электрическими приборами, сосудами Дьюара и криогенными жидкостями.

7.2. Допуск персонала к работам

К работам, связанным с проведением испытаний изделий на герметичность, допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие обучение, инструктаж и медицинское освидетельствование в установленном порядке.

7.3. Повторный инструктаж и переаттестация

Лица, проводящие испытания на герметичность с применением масс-спектрометрических гелиевых течеискателей, должны проходить повторный инструктаж по технике безопасности не реже одного раза в квартал.

Переаттестация персонала проводится не реже одного раза в год.

7.4. Самостоятельная работа

К самостоятельным работам по контролю герметичности соединений, агрегатов и систем в целом допускаются лица, имеющие не менее трех месяцев практического опыта проведения контроля под руководством опытного специалиста.

7.5. Опасные факторы

При испытаниях на герметичность возможны следующие опасные факторы:

• подвижные части производственного оборудования;
• разрушающиеся конструкции при испытаниях давлением;
• пониженная температура поверхностей оборудования и материалов;
• электрическое напряжение свыше 1000 В;
• остаточное давление в полостях изделия;
• работа с жидким азотом и охлаждаемыми ловушками;
• опасность травмирования при неправильном обращении с вакуумными насосами и вращающимися элементами.

7.6. Защита подвижных частей оборудования

Подвижные части вакуумных насосов, включая шкивы и ремни, должны быть закрыты защитными кожухами.

7.7. Защитные устройства

Перед испытаниями, предусматривающими присутствие обслуживающего персонала у изделия, необходимо выдержать изделие под давлением опрессовки, превышающим испытательное давление на 10 %, не менее 5 минут с применением защитных устройств.

При проведении совмещенных испытаний на прочность и герметичность операцию предварительной опрессовки допускается не выполнять, но изделие должно быть выдержано под испытательным давлением не менее 10 минут.

Обслуживающему персоналу не допускается находиться у изделия при выдержке под давлением опрессовки и в первые 10 минут выдержки изделия под испытательным давлением.

7.9. Монтаж испытательного стенда

Монтаж испытательного стенда выполняют при снятом давлении с подводящих коммуникаций и при отключенном электрическом напряжении.

7.10. Запрет ремонтных работ под давлением

Проводить ремонтные или сборочно-монтажные работы на изделии, находящемся под давлением, не допускается.

7.11. Запрет испытаний при неисправностях

Проведение испытаний при наличии неисправностей в испытательном стенде не допускается.

7.12. Демонтаж объекта испытаний

Демонтаж объекта испытаний следует выполнять только после отключения его от источников напряжения и после полного сброса давления из его полостей.

7.13. Обращение с сосудами Дьюара и жидким азотом

При обращении с сосудами Дьюара и использовании жидкого азота запрещается:

• ударять или резко встряхивать сосуды Дьюара;
• переносить сосуды с жидким азотом в одиночку;
• ставить сосуды с жидким азотом ближе 1 м от батарей отопления или других источников тепла;
• заливать охлаждаемые ловушки азотом непосредственно из сосуда Дьюара;
• допускать посторонних лиц к месту заливки;
• курить и пользоваться открытым огнем.

7.14. Средства индивидуальной защиты

Работы с жидким азотом необходимо проводить в фартуке, рукавицах и защитных очках.

7.15. Заливка охлаждаемых ловушек

Охлаждаемые ловушки следует заливать жидким азотом через металлическую воронку с высокими бортами диаметром не менее 120 мм.

Жидкий азот необходимо переливать из сосуда Дьюара в металлический тонкостенный стакан с длинной ручкой, а затем из стакана через воронку в ловушку.

Диаметр стакана должен быть не менее 80 мм, длина ручки - не менее 400 мм.

7.16. Вентиляция

Заливку ловушек азотом производят при включенной приточно-вытяжной вентиляции.

7.17. Эксплуатация электрических приборов

При эксплуатации приборов необходимо выполнять требования правил эксплуатации электроустановок потребителей и правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок.

7.18. Квалификация по электробезопасности

Персонал, обслуживающий течеискатели, должен иметь квалификационную группу по электробезопасности не ниже II.

7.19. Проверка заземления

Перед включением приборов необходимо проверить исправность заземления.

7.20. Запреты при эксплуатации течеискателей

При эксплуатации течеискателей запрещается:

• подключать приборы к электросети временными проводниками;
• использовать проводники с поврежденной или некачественной изоляцией;
• подключать приборы без специальных наконечников;
• снимать блоки при включенной стойке;
• работать при открытой передней стенке прибора;
• прокручивать шкив насоса при поданном напряжении на электродвигатель.

7.21. Действия при неисправности прибора

Во время работы с приборами необходимо следить за их исправным состоянием. При обнаружении неисправности работу следует немедленно прекратить, а прибор выключить согласно инструкции по эксплуатации.

7.22. Запрет оставления приборов без надзора

Во время работы запрещается оставлять приборы без надзора, заниматься посторонними работами и допускать к приборам посторонних лиц.

7.23. Спецодежда и средства защиты

Обслуживающий персонал должен быть обеспечен спецодеждой и средствами индивидуальной защиты в соответствии с действующими нормами.

7.24. Инструкции по технике безопасности

Инструкции по технике безопасности должны быть приведены в соответствие с требованиями настоящего руководящего документа и фактическими условиями проведения испытаний.

При выполнении испытаний на герметичность Ликлаб применяет безопасные схемы нагружения изделий, контролирует давление, исключает работу с неисправной оснасткой и обеспечивает выполнение испытаний квалифицированным персоналом.

Приложение 1. Соотношения между единицами давления и единицами потока газа

Приложение носит справочный характер и содержит соотношения между единицами давления и единицами потока газа, применяемыми при испытаниях на герметичность.

Соотношения между единицами давления

Соотношения между единицами измерения потока газа

Приложение 2. Перечень оборудования, измерительных приборов, приспособлений и материалов

Приложение 2 содержит перечень оборудования, измерительных приборов, приспособлений и материалов, необходимых при испытаниях на герметичность методами щупа, вакуумирования и накопления при атмосферном давлении.

Приложение 2. Перечень оборудования, измерительных приборов, приспособлений и материалов

Настоящее приложение содержит перечень оборудования, измерительных приборов, приспособлений и материалов, применяемых при испытаниях на герметичность методами щупа, вакуумирования и накопления при атмосферном давлении.

Перечень может уточняться в зависимости от конструкции объекта испытаний, требуемой нормы герметичности, метода контроля, производственных условий и применяемого течеискательного оборудования.

Примечания.

1. Для испытаний допускается применять гелий требуемой марки, если это установлено техническими условиями на испытания.
2. Перечень оборудования, приборов, приспособлений и материалов может уточняться с учетом производственных условий, конструкции изделия и применяемой методики контроля.

Лаборатория контроля герметичности Ликлаб комплектует течеискательные схемы под конкретный объект испытаний. При необходимости применяются контрольные течи, вакуумные насосы, вакуумные камеры, щупы-натекатели, гибкие вакуумные линии, оснастка для накопления и газовые системы для приготовления гелиевых смесей.

Приложение 3. Испытания на герметичность сварных швов методом щупа

Приложение носит справочный характер и устанавливает порядок выполнения испытаний сварных швов методом щупа с применением масс-спектрометрического гелиевого течеискателя.

1. Подготовка течеискательной установки

1. Собрать течеискательную установку для испытаний методом щупа по принятой технологической схеме.
2. Подготовить течеискатель к работе согласно инструкции по эксплуатации.
3. Произвести откачку полости гибкого трубопровода или шланга, соединяющего щуп-натекатель с течеискателем, в течение 5-15 минут в зависимости от длины шланга.
4. Установить через щуп расход, при котором давление, измеряемое вакуумметром, соответствует рабочему режиму течеискателя.
5. Открыть входной клапан течеискателя до достижения рабочего давления.
6. При помощи компенсации установить на показывающем приборе показания от 0 до 5 % от верхнего предела измерений рабочей шкалы.
7. Прижать насадку щупа к контрольной течи на 3 секунды и зафиксировать сигнал показывающего прибора.

Поток гелия от контрольной течи должен соответствовать условиям проверки чувствительности. Контрольная течь должна обеспечивать уверенную регистрацию сигнала и подтверждать возможность обнаружения течи, равной норме герметичности.

2. Настройка расхода через щуп

Для получения максимальной чувствительности необходимо подобрать расход через щуп. Настройку выполняют путем изменения потока через щуп и повторного измерения сигнала от контрольной течи.

Оптимальным считается режим, при котором сигнал от контрольной течи устойчив, воспроизводим и превышает уровень фоновых флуктуаций.

3. Оценка флюктуаций фонового сигнала

Уровень флюктуаций фонового сигнала определяют как разность между максимальным и минимальным значениями показаний за время наблюдения.

Рекомендуемая продолжительность наблюдения составляет 2-3 минуты.

Для практической оценки применяется выражение:

Δα_ф = α_max - α_min

где:

• Δα_ф - уровень флюктуаций фонового сигнала;
• α_max - максимальное значение фонового сигнала;
• α_min - минимальное значение фонового сигнала.

4. Определение скорости перемещения щупа

Максимальную скорость перемещения щупа по поверхности объекта испытаний определяют с применением контрольной течи и секундомера.

Сигнал от контрольной течи должен быть не менее чем в 3 раза больше уровня флюктуаций фонового сигнала.

Если применяются насадки большой ширины, более 10 мм, необходимо обеспечить правильное положение щупа относительно выходного отверстия контрольной течи. При прохождении щупа над отверстием течи расстояние между осями щупа и отверстия должно соответствовать половине ширины зоны, контролируемой за один проход.

5. Причины высокого уровня флюктуаций

Высокий уровень флюктуаций может быть вызван газовыделением гелия с внутренней поверхности течеискательной установки или повышенным фоном гелия в атмосфере испытательного участка.

Если при помещении щупа-натекателя в атмосферу чистого воздуха фоновый сигнал и флюктуации значительно уменьшаются, необходимо принять меры по снижению фона гелия на участке испытаний.

Если в процессе контроля фоновый сигнал вышел за установленный диапазон, необходимо повторно определить допустимую скорость перемещения щупа.

6. Заполнение объекта контрольным газом

После настройки течеискателя и проверки по контрольной течи объект испытаний заполняют контрольным газом до испытательного давления.

Давление должно соответствовать техническим условиям или технологическому процессу. Перед началом контроля необходимо убедиться в отсутствии утечек через присоединительную оснастку, заглушки и газовые линии.

7. Поиск течей

Поиск течей выполняют перемещением щупа-натекателя вдоль сварного шва или контролируемой поверхности.

Зазор между насадкой щупа и поверхностью объекта испытаний должен быть не больше зазора, который использовался при определении скорости перемещения щупа по контрольной течи.

Для уточнения места течи допускается применять в качестве насадки на щуп инъекционную иглу к шприцу типа "Рекорд" или аналогичную тонкую насадку.

8. Определение потока через обнаруженную течь

При необходимости поток через обнаруженную течь определяют сравнением сигнала от течи с сигналом от контрольной течи.

Расчет может быть выполнен по выражению:

Q = Q_кт · α_т / α_кт

где:

• Q - поток пробного газа через обнаруженную течь;
• Q_кт - поток пробного газа через контрольную течь;
• α_т - показание прибора от обнаруженной течи;
• α_кт - показание прибора от контрольной течи.

Если объект испытаний заполнен гелиевой смесью, поток контрольного газа пересчитывают с учетом концентрации гелия в смеси.

9. Завершение испытаний

После окончания испытаний контрольный газ удаляют из объекта. Затем выключают насос и течеискатель согласно инструкциям по эксплуатации.

После работы с гелием необходимо учитывать возможное повышение фона в помещении и остаточное содержание гелия в оснастке, шлангах и полостях объекта.

Ликлаб выполняет контроль герметичности сварных швов методом щупа с настройкой скорости перемещения щупа по контрольной течи. Такой подход позволяет подтвердить фактический порог чувствительности и исключить формальный контроль без доказанной обнаружительной способности.

Приложение 4. Испытания на герметичность ниппельных и фланцевых соединений методом щупа

Приложение устанавливает справочный порядок контроля ниппельных и фланцевых соединений методом щупа. Метод применяют для обнаружения течей в разъемных соединениях, уплотнительных зонах, резьбовых участках, торцевых стыках и местах сопряжения деталей.

1. Порог чувствительности при контроле соединений

Порог чувствительности течеискания при испытаниях методом щупа зависит от типа соединения, геометрии контролируемой зоны, диаметра трубопровода, ширины зоны контроля, применяемой насадки и режима перемещения щупа.

Для ниппельных соединений в исходном тексте приведен контроль при максимальном условном диаметре соединяемого трубопровода до 16 мм. Для фланцевых соединений приведены условия контроля соединений с максимальным диаметром до 300 мм, высотой до 40 мм и расстоянием между фланцами до 10 мм.

Порог чувствительности системы "щуп-течеискатель" должен быть ниже контролируемой нормы герметичности. Перед началом испытаний его подтверждают с помощью контрольной течи и имитатора соединения.

2. Режим контроля

Испытания ниппельных и фланцевых соединений проводят в статическом режиме последовательной перестановкой щупа-натекателя по поверхности контролируемого соединения.

Продолжительность каждого измерения в статическом режиме должна быть не менее 30 секунд независимо от числа перестановок щупа.

Такой порядок необходим для надежной регистрации сигнала, поскольку в разъемных соединениях возможны локальные застойные зоны и замедленное поступление гелия к входному отверстию щупа.

3. Положение щупа при контроле ниппельных соединений

При проверке зон ниппельного соединения насадку щупа устанавливают непосредственно на торец накидной гайки и на поверхность трубопровода. Насадка должна перекрывать контролируемую зону не менее чем на 2 мм.

При установке насадки необходимо следить, чтобы входное отверстие щупа-натекателя располагалось напротив проверяемой зоны и не закрывалось поверхностями деталей соединения.

4. Положение щупа при контроле фланцевых соединений

При контроле фланцевого соединения щуп устанавливают так, чтобы насадка перекрывала зазор между фланцами и охватывала возможную зону выхода контрольного газа.

Перестановку щупа-натекателя с насадкой выполняют с перекрытием контролируемых зон не менее чем на 3-5 мм.

Если применяют широкую насадку, необходимо учитывать фактическую ширину зоны, проверяемой за один проход или за одно положение щупа.

5. Уточнение места течи

При обнаружении негерметичности насадку щупа-натекателя заменяют на иглу к шприцу типа "Рекорд" или аналогичную тонкую насадку.

Место течи определяют по максимальному показанию прибора. Щуп перемещают медленно, с минимальным зазором между входом насадки и поверхностью соединения.

6. Определение порога чувствительности

Порог чувствительности течеискания определяют с помощью имитатора объекта испытаний и контрольной течи в статическом режиме.

Имитатор должен воспроизводить геометрию контролируемого соединения. Для ниппельного соединения профиль и размеры имитатора должны соответствовать испытываемому соединению. Для фланцевого соединения имитатор должен воспроизводить расстояние между фланцами, высоту фланца и положение контрольной течи.

7. Определение потока гелия через течь

Поток гелия через обнаруженную течь определяют сравнением показания от течи с показанием от контрольной течи.

Расчет может быть выполнен по выражению:

Q_г = Q_кт · α_т / α_кт

где:

• Q_г - поток гелия от обнаруженной течи;
• Q_кт - поток гелия от контрольной течи;
• α_кт - показание прибора от контрольной течи;
• α_т - максимальное показание прибора от обнаруженной течи.

Если соединение испытывают не чистым гелием, а гелиевой смесью, поток контрольного газа через течь определяют с учетом концентрации гелия в смеси.

8. Коэффициент потерь

Коэффициент потерь для конкретного типоразмера ниппельного или фланцевого соединения учитывается при назначении допускаемой негерметичности.

При необходимости коэффициент потерь определяют экспериментально на имитаторах этих соединений при отработке изделия.

Профиль и размеры имитатора ниппельного соединения и испытываемого соединения должны быть одинаковыми. Конструкция имитатора фланцевого соединения должна обеспечивать идентичность размеров между фланцами. Расстояние между верхней кромкой имитатора и встроенной течью должно соответствовать максимальной высоте фланца в проверяемом соединении.

Контрольную течь устанавливают на имитаторе в наиболее неблагоприятном положении, которое соответствует условиям реального контроля.

9. Особенности контроля ниппельных соединений

Методом щупа можно обнаруживать течи через ниппельные соединения при условии правильного конструктивного доступа пробного газа к зоне отбора щупом.

Если в накидной гайке предусмотрены сквозные диаметрально расположенные отверстия, контроль проводят в статическом режиме. Насадку щупа устанавливают на гранях гайки сначала над одним отверстием, затем над вторым. Время измерения над каждым отверстием принимают не менее 30 секунд.

При измерении одно отверстие, через которое измерение не выполняется, должно быть временно загерметизировано липкой лентой.

Ликлаб выполняет контроль герметичности ниппельных, фланцевых, резьбовых и комбинированных соединений методом щупа. При необходимости применяется имитатор соединения, контрольная течь и специальная насадка для подтверждения чувствительности метода в реальной геометрии изделия.

Приложение 5. Испытания на герметичность методом щупа при подсоединении щупа к выходу из паромасляного насоса течеискателя

Приложение носит справочный характер и описывает порядок работы при подсоединении щупа к выходу из паромасляного насоса течеискателя.

1. Порядок работы при применении течеискателей ПТИ-7 и ПТИ-7А

1. Подготовить установку для испытаний методом щупа, подсоединив щуп с помощью гибкого трубопровода к клапану "Атмосфера". Входной клапан течеискателя должен быть закрыт.
2. Включить течеискатель согласно инструкции по эксплуатации и откачать систему до давления, соответствующего рабочему режиму прибора.
3. Определить порог чувствительности течеискателя по внутренней диффузионной течи.
4. Установить щуп-натекатель в рабочее положение и проверить устойчивость фонового сигнала.
5. Оценить сигнал от контрольной течи и убедиться, что он превышает уровень флюктуаций.
6. Провести контроль объекта испытаний в установленном режиме.

При такой схеме особое значение имеет стабильность режима паромасляного насоса, состояние вакуумной системы и отсутствие паразитных течей в соединительном трубопроводе.

2. Работа с течеискателем ПТИ-10

Порядок работы при использовании течеискателя ПТИ-10 со щупом, подсоединенным к выходу из паромасляного насоса, изложен в специальной документации на прибор.

В исходном тексте указано, что такая работа требует доработки течеискателя. Доработка заключается в оснащении течеискателя дополнительным клапаном для подсоединения щупа и регулятором мощности электронагревателя паромасляного насоса.

3. Стабильность вакуумного режима

Для исключения перераспределения потока гелия между насосными группами при испытаниях необходимо поддерживать неизменное положение входного клапана течеискателя. Как правило, клапан должен быть полностью открыт.

Производительность насосных групп не должна изменяться в процессе испытаний. Это обеспечивается стабилизированным напряжением на нагревателях насосов и постоянством давления в вакуумной камере и масс-спектрометрической камере течеискателя.

4. Минимальный порог чувствительности

Минимальное значение порога чувствительности достигается при таком режиме, когда весь газовый поток проходит через течеискатель и в вакуумной камере не происходит накопления газа.

Об отсутствии накопления судят по неизменности показаний приборов измерения давления в вакуумной камере и масс-спектрометрической камере течеискателя.

5. Управление порогом чувствительности

Для изменения порога чувствительности течеискания допускается изменять режим работы насоса, ток эмиссии и условия отбора потока. Такие операции должны выполняться только квалифицированным персоналом, понимающим влияние режима прибора на устойчивость показаний и достоверность результата.

Ликлаб применяет современные гелиевые течеискатели, но методическая логика этого приложения сохраняет практическое значение. При любой схеме с отбором газа через насосную группу необходимо контролировать стабильность вакуума, фон гелия, поток через контрольную течь и время отклика установки.

Приложение 6. Испытания на герметичность методом щупа с применением криосорбционного насоса

Приложение носит справочный характер и описывает применение криосорбционного насоса для снижения порога чувствительности течеискания методом щупа.

1. Назначение криосорбционного насоса

Применение криосорбционного насоса позволяет снизить порог чувствительности течеискания методом щупа за счет избирательной откачки газов и улучшения условий регистрации пробного газа.

В исходном тексте приведен порядок применения криосорбционного насоса в составе установки для испытаний методом щупа. Схема включает объект испытаний, щуп-натекатель, течеискатель, вакуумные клапаны и криосорбционный насос.

2. Подготовка криосорбционного насоса к работе

Последовательность подготовки криосорбционного насоса аналогична подготовке, установленной для соответствующих схем с сорбционными насосами.

При применении активированного угля в качестве сорбента допускается нагрев сорбента до температуры не более 473 К.

Использование азотной ловушки на входе в насос упрощает подготовку насоса к работе. В этом случае регенерация сорбента выполняется путем откачки насоса при нормальной температуре в течение установленного времени.

3. Требования к режиму работы

Перед началом испытаний необходимо убедиться, что криосорбционный насос подготовлен к работе, сорбент регенерирован, вакуумная схема герметична, а течеискатель стабильно реагирует на контрольную течь.

Работа с криосорбционным насосом требует контроля температуры, давления, состояния ловушки и времени регенерации. При нарушении этих условий возможно ухудшение чувствительности и увеличение времени отклика установки.

4. Практическое применение

Схемы с криосорбционными насосами целесообразны при контроле малых течей, когда стандартная схема метода щупа не обеспечивает требуемый порог чувствительности.

Такие схемы применяют при испытаниях ответственных сварных соединений, малогабаритных герметичных узлов, приборных корпусов и изделий, где необходимо обеспечить повышенную чувствительность без помещения всего объекта в вакуумную камеру.

При проведении таких испытаний необходимо учитывать, что повышение чувствительности не должно достигаться за счет потери устойчивости сигнала. Настройка установки должна подтверждаться контрольной течью до подачи контрольного газа в объект испытаний.

Ликлаб выполняет высокочувствительный контроль герметичности с применением гелиевых масс-спектрометрических течеискателей, вакуумных насосов и специальной оснастки. При необходимости лаборатория разрабатывает схему испытаний для сложных изделий, где требуется пониженный порог чувствительности и подтверждаемая методика контроля.

Испытания на герметичность в вакуумной камере

В данном фрагменте рассматривается порядок испытаний на герметичность в вакуумной камере с использованием контрольной течи, вакуумного ресивера, механических насосов, паромасляного насоса, вакуумметров и масс-спектрометрического течеискателя.

Основная задача методики состоит в определении фонового потока гелия, проверке чувствительности установки, оценке натекания вакуумной камеры и определении суммарной негерметичности объекта испытаний.

4.3. Определение параметров установки при сравнении с эталонной концентрацией

Перед установкой объекта испытаний в вакуумную камеру выполняют проверку чувствительности течеискательной установки. Для этого применяют контрольную течь, вакуумный ресивер и штатные средства измерения давления.

При достижении установившихся показаний вакуумметра течеискателя натекателем устанавливают давление в ресивере, соответствующее рабочему режиму масс-спектрометрической камеры.

Для течеискателей типа ПТИ-7 и ПТИ-7А рабочему режиму соответствует показание магнитного вакуумметра порядка 300-350 мкА. Для течеискателя типа ПТИ-10 рабочий режим соответствует показанию 60-70 делений по средней шкале стрелочного прибора блока измерения давления.

Установившимися считаются показания вакуумметра течеискателя, которые в течение 5 минут изменяются не более чем на 10 %.

4.3.1. Определение фонового сигнала и реакции на контрольную течь

При подготовке установки выполняют следующие операции:

1. измеряют показание показывающего прибора, соответствующее фоновому потоку гелия из ресивера в течеискатель;
2. открывают клапан контрольной течи;
3. измеряют установившееся показание прибора, соответствующее суммарному потоку из контрольной течи и фоновому потоку;
4. определяют натекание в ресивер методом повышения давления;
5. рассчитывают коэффициент пересчета для данной схемы испытаний.

Давление при определении натекания измеряют вакуумметром. Измерение проводят на заданном участке шкалы, обеспечивающем надежную оценку скорости роста давления.

Скорость роста давления в ресивере при закрытом клапане используют для расчета собственного натекания и проверки пригодности установки к проведению высокочувствительных испытаний.

4.3.2. Установка объекта испытаний

Объект испытаний устанавливают в вакуумную камеру. Если это предусмотрено технологическим процессом, проверяют герметичность технологических стыков, присоединительных элементов и заправочной оснастки.

Перед началом основной операции необходимо удалить остаточный гелий из изделия по технологическому процессу. Это требование особенно важно после предварительных испытаний, продувки или настройки с использованием гелиевой смеси.

4.3.3. Откачка вакуумной камеры

Вакуумную камеру откачивают до давления не более 0,7 Па, что соответствует приблизительно 5·10^-3 мм рт. ст.

Давление контролируют вакуумметром. При недостижении заданного давления проверяют герметичность камеры, состояние уплотнений, работу насосов, открытие клапанов, газовыделение объекта и наличие загрязнений на внутренних поверхностях.

4.3.4. Настройка режима течеискателя

После откачки камеры открывают вакуумный затвор и входной клапан течеискателя. Натекателем регулируют режим так, чтобы при отключении откачной группы вакуумной камеры давление в масс-спектрометрической камере возрастало до рабочего давления не быстрее чем за 2 минуты.

Если давление возрастает быстрее, возникают трудности точного фиксирования показаний показывающего прибора. Такой режим может снизить достоверность результата и ухудшить воспроизводимость измерений.

4.3.5. Измерение фонового потока

Для измерения фонового потока закрывают вакуумный затвор и фиксируют показания показывающего прибора при рабочем давлении в масс-спектрометрической камере.

После этого затвор открывают и камеру вновь откачивают. Далее в объект испытаний подают контрольный газ и определяют натекание вакуумной камеры методом повышения давления.

При определении натекания учитывают объем вакуумной камеры, объем объекта испытаний и скорость роста давления в камере.

4.3.6. Измерение суммарного сигнала

После подачи контрольного газа измеряют установившееся показание прибора, соответствующее суммарному потоку гелия из объекта испытаний и фоновому потоку вакуумной камеры.

Измерения фонового и суммарного сигналов рекомендуется выполнять не менее трех раз с интервалом 10-15 минут. Значения должны быть стабильными и отличаться не более чем на 5 %.

4.3.7. Определение степени негерметичности

Степень негерметичности объекта испытаний определяют по расчетной формуле, учитывающей разность показаний прибора, коэффициент пересчета установки, поток контрольной течи и концентрацию гелия в контрольном газе.

При использовании гелиево-воздушной смеси необходимо учитывать концентрацию гелия. Если испытание проводится чистым гелием, концентрационный пересчет упрощается.

Размер трубопровода от вакуумной камеры до течеискателя выбирают с учетом допустимого газового потока, времени отклика, проводимости линии и требуемой чувствительности контроля.

Лаборатория контроля герметичности Ликлаб при испытаниях в вакуумной камере контролирует собственное натекание камеры, проверяет чувствительность по контрольной течи, оценивает фон гелия и выполняет расчет фактической суммарной негерметичности изделия.

Приложение 8. Испытания на герметичность с применением камеры внешнего давления

Приложение носит справочный характер и описывает испытания с применением камеры внешнего давления. При таком способе контрольный газ подается в камеру, внутри которой находится объект испытаний. Полость объекта, соединенная с течеискателем, откачивается вакуумным насосом.

Метод применяют для изделий, у которых необходимо проверить проникновение контрольного газа из внешнего пространства во внутреннюю полость объекта.

1. Испытания объектов простой конструкции

Для объектов простой конструкции и ограниченного натекания применяют схему, включающую камеру внешнего давления, объект испытаний, течеискатель, термопарный вакуумметр, механический вакуумный насос, контрольную течь и систему клапанов.

1.1. Подготовительные операции

Перед началом испытаний выполняют комплекс подготовительных работ, аналогичных операциям при испытаниях в вакуумной камере. При этом учитывают особенности камеры внешнего давления и способа подачи контрольного газа.

Необходимо проверить:

• герметичность камеры внешнего давления;
• герметичность присоединения объекта к вакуумной линии;
• работоспособность течеискателя;
• исправность вакуумного насоса;
• наличие и пригодность контрольной течи;
• уровень фонового сигнала гелия;
• давление в откачиваемой полости объекта.

1.2. Откачка объекта испытаний

Включают механический вакуумный насос и плавно открывают клапан, соединяющий насос с трубопроводами и объектом испытаний.

Трубопроводы и объект откачивают до давления не более 11 Па, что соответствует приблизительно 8·10^-2 мм рт. ст.

1.3. Измерение фонового сигнала

Для измерения фона гелия в откачанной полости открывают клапан, соединяющий течеискатель с объектом испытаний. Затем закрывают клапан откачки и плавно открывают входной клапан течеискателя.

Показания магнитных вакуумметров течеискателей ПТИ-7 и ПТИ-7А не должны превышать 350 мкА. Для ПТИ-10 показания блока измерения давления по средней шкале должны находиться в допустимом диапазоне. Входной клапан течеискателя должен быть полностью открыт.

После стабилизации режима фиксируют установившееся показание прибора, соответствующее фоновому потоку гелия.

1.4. Проверка по контрольной течи

После измерения фонового сигнала закрывают клапан, связанный с откачанной полостью, открывают клапан контрольной течи и фиксируют установившееся показание прибора, соответствующее суммарному потоку от контрольной течи и фоновому потоку.

Контрольная течь позволяет определить чувствительность установки в условиях, близких к реальному испытанию.

1.5. Заполнение камеры контрольным газом

После выполнения проверки по контрольной течи камеру внешнего давления заполняют контрольным газом до заданного давления согласно технологическому процессу.

При заполнении необходимо контролировать давление, концентрацию гелия в смеси и отсутствие утечек из вспомогательной газовой системы.

1.6. Оценка результата

После выдержки фиксируют установившееся показание прибора при тех же условиях, при которых определялись фон и сигнал от контрольной течи.

Если рассчитанная негерметичность объекта превышает допустимое значение, необходимо выявить локальные дефекты применимым методом, устранить их и повторить цикл испытаний.

1.7. Завершение испытаний

После окончания испытаний закрывают входной клапан течеискателя, выключают насос и напускают атмосферный воздух в объект испытаний.

Контрольный газ удаляют из камеры по технологическому процессу. Затем объект демонтируют и извлекают из камеры.

2. Испытания сложных объектов в камере внешнего давления

Под сложными объектами понимают изделия, представляющие собой совокупность соединенных между собой объемов, протяженных трубопроводов и щелевых зазоров.

Время испытаний таких объектов может быть значительным из-за длительности переходных процессов. Методика учитывает возможное изменение чувствительности течеискания в процессе испытаний.

Данная методика может быть использована также при испытаниях в вакуумной камере с изменением схемы подачи давления и откачки.

2.1. Подготовка схемы испытаний

Перед испытанием собирают установку с камерой внешнего давления, объектом испытаний, контрольной течью, вакуумным насосом, паромасляным насосом, течеискателем и вакуумными клапанами.

Перед проведением испытаний выполняют комплекс подготовительных работ, аналогичных подготовке при вакуумно-камерных испытаниях.

2.2. Определение фона и сигнала от контрольной течи

Входной клапан течеискателя полностью открывают. Показания магнитных вакуумметров ПТИ-7 и ПТИ-7А не должны превышать 350 мкА. Для ПТИ-10 показание по средней шкале блока измерения давления должно быть не более 70 делений.

Фиксируют установившееся показание прибора, соответствующее фону гелия.

Затем открывают клапан контрольной течи и фиксируют показание прибора, соответствующее потоку гелия от контрольной течи и фоновому потоку.

2.3. Расчет сигнала, соответствующего норме герметичности

Сигнал показывающего прибора, соответствующий норме герметичности объекта испытаний, рассчитывают по потоку контрольной течи, показанию от контрольной течи и заданной норме герметичности по гелию.

Показание, соответствующее норме герметичности, и показание, соответствующее потоку от контрольной течи, должны быть достаточно большими по сравнению с фоновым отсчетом. Если одно из этих значений меньше половины фонового отсчета, необходимо уменьшить фон.

Фон уменьшают путем откачки полости объекта испытаний с периодическим напуском чистого воздуха или продувкой чистым воздухом.

2.4. Заполнение камеры и регистрация сигнала

Камеру внешнего давления заполняют контрольным газом согласно технологическому процессу.

При тех же условиях, при которых проводились измерения фона и сигнала от контрольной течи, фиксируют установившееся показание прибора. Это показание включает фоновый сигнал, сигнал от контрольной течи и сигнал, соответствующий негерметичности объекта испытаний.

2.5. Расчет степени негерметичности

После регистрации сигнала закрывают клапан контрольной течи и фиксируют новое установившееся показание прибора. Степень негерметичности объекта определяют по расчетной формуле, учитывающей:

• поток гелия от контрольной течи;
• фоновый сигнал течеискателя;
• сигнал от контрольной течи;
• сигнал от течей объекта испытаний;
• концентрацию гелия в контрольном газе.

Если поток от контрольной течи не превышает пересчитанную норму герметичности, допускается принимать объект герметичным при выполнении установленных условий сравнения сигналов.

2.6. Повторные испытания

Если негерметичность объекта превышает норму герметичности, необходимо выявить места расположения течей, устранить дефекты и повторить испытания.

Ликлаб выполняет испытания в камерах внешнего давления для изделий, у которых контролируемая полость должна откачиваться, а внешняя сторона нагружаться гелием или гелиевой смесью. Такой метод удобен для проверки оболочек, трубопроводных сборок, межполостных перегородок и ответственных сварных конструкций.

Приложение 9. Испытания способом обдувания объекта контрольным газом

Способ обдувания объекта испытаний контрольным газом является основным способом локализации течей при испытаниях вакуумных установок.

Метод применяют в случаях, когда объект или его полость откачивается и соединяется с течеискателем, а наружная поверхность последовательно обдувается гелием или другим пробным газом.

1. Назначение метода

Метод обдувания позволяет обнаруживать места локальных течей в сварных швах, фланцах, разъемных соединениях, уплотнениях, вакуумных вводах, штуцерах и корпусных деталях.

Метод особенно эффективен при проверке вакуумных камер, вакуумных трубопроводов, насосных постов, технологических установок и изделий, работающих при разрежении.

2. Порядок проведения испытаний

Перед испытанием объект откачивают до давления, допустимого для подключения течеискателя. Затем течеискатель переводят в рабочий режим и фиксируют фоновый сигнал.

Контрольный газ подают локально на проверяемые участки. Обдув выполняют последовательно, от наиболее удаленных участков к ближайшим, с выдержкой времени, достаточной для регистрации сигнала.

При уточнении места течи необходимо учитывать запаздывание реакции течеискателя, связанное с объемом объекта, проводимостью трубопроводов, скоростью откачки и временем транспорта газа до масс-спектрометрической камеры.

3. Оценка потока через течь

При необходимости поток через обнаруженную течь может быть оценен по сигналу течеискателя и реакции на контрольную течь. При этом следует учитывать, что метод обдувания в первую очередь предназначен для локализации дефекта, а не для точного измерения суммарной негерметичности.

4. Завершение испытаний

После обследования поверхности объекта и фиксации мест течей закрывают входной клапан течеискателя, отключают насос, напускают атмосферный воздух в объект испытаний и отсоединяют его от установки.

Ликлаб применяет способ обдува гелием для поиска локальных течей в вакуумных установках, криогенных резервуарах, трубопроводах, арматуре и сварных соединениях. Метод позволяет быстро определить координаты дефекта после обнаружения превышенной суммарной негерметичности.

Приложение 10. Испытания на герметичность с применением вакуумных присосок

При испытаниях с применением вакуумных присосок на объект устанавливают специальную герметичную камеру-присоску, соединенную с откачной системой и течеискателем.

Герметичность камеры-присоски обеспечивается уплотнением из вакуумной резины. Полость присоски откачивается до заданного давления, а в объект испытаний подается контрольный газ под избыточным давлением.

1. Подготовка к испытаниям

Перед испытаниями выполняют подготовительные работы, аналогичные работам при вакуумно-камерном методе. Дополнительно проверяют состояние уплотнительного профиля присоски и качество прилегания к поверхности объекта.

2. Порядок проведения испытаний

1. Включают вакуумный насос и плавно открывают клапаны, откачивая трубопроводы и полость вакуумной присоски до давления не более 11 Па.
2. Полностью открывают входной клапан течеискателя, закрывают соответствующий клапан схемы и фиксируют установившееся показание, соответствующее фону гелия.
3. Открывают клапан контрольной течи и фиксируют установившееся показание, соответствующее потоку гелия от контрольной течи и фоновому потоку.
4. Повторно измеряют фоновый сигнал.
5. Заполняют объект испытаний контрольным газом до заданного давления.
6. Фиксируют установившееся показание, соответствующее потоку гелия через течи объекта и фоновому потоку.
7. По результатам измерений рассчитывают степень негерметичности контролируемого участка.
8. После окончания испытаний закрывают входной клапан течеискателя, выключают насос и напускают атмосферный воздух в полость присоски.

Если степень негерметичности испытываемого участка превышает норму, необходимо выявить места течей, устранить их и повторить испытания.

При длительном цикле испытаний больших поверхностей рекомендуется иметь заведомо герметичную контрольную поверхность, идентичную поверхности проверяемого изделия. Это необходимо для определения фактического порога чувствительности течеискания.

Приложение 11. Испытания объектов, заполненных гелиево-воздушной смесью, с применением вакуумных присосок

Методика позволяет проводить испытания сварных швов, продольных и кольцевых соединений с применением вакуумных присосок.

В исходном тексте указан порог чувствительности порядка 1,33·10^-10 Вт, что соответствует приблизительно 1·10^-6 л·мкм рт. ст./с.

1. Подготовка схемы

Схему испытаний собирают в соответствии с технологическим процессом. В состав схемы входят течеискатель, механический вакуумный насос, вакуумная присоска, объект испытаний, контрольная течь, вакуумметр и система клапанов.

2. Проведение испытаний

1. Включают течеискатель и насос согласно инструкциям по эксплуатации.
2. Вакуумную присоску накладывают на подготовленную поверхность объекта и слегка прижимают.
3. Открывают клапаны и откачивают полость присоски до давления не более 11 Па.
4. Полностью открывают входной клапан течеискателя и фиксируют установившееся показание прибора.
5. Закрывают соответствующий клапан и определяют показание, используемое для расчета фонового сигнала.
6. Определяют показание, соответствующее потоку от контрольной течи.
7. Рассчитывают параметр чувствительности в единицах потока на единицу сигнала прибора.
8. Фиксируют остаточное давление в масс-спектрометрической камере течеискателя.
9. Проводят испытание объекта, заполненного гелиево-воздушной смесью.

Значение параметра чувствительности должно соответствовать требованиям методики. Его определяют перед каждым испытанием, так как он зависит от состояния присоски, фона гелия, давления в системе и фактического режима течеискателя.

3. Особенности применения

Вакуумные присоски позволяют контролировать локальные участки крупногабаритных изделий без помещения всего объекта в вакуумную камеру.

Метод применим для сварных швов, листовых конструкций, обечаек, днищ, трубопроводных стыков и участков, где можно обеспечить герметичное прилегание присоски.

Ликлаб применяет вакуумные присоски и локальные камеры при контроле крупногабаритных изделий, когда требуется высокая чувствительность при ограниченном доступе к проверяемой зоне.

Приложение 12. Испытания на герметичность с применением местных вакуумных камер

При испытаниях с применением местных вакуумных камер на испытуемый кольцевой стык трубопровода устанавливают специальную герметичную камеру, соединенную с откачной системой и течеискателем.

Камеру откачивают до необходимого давления, а в объект испытаний подают контрольный газ под избыточным давлением.

Порядок проведения испытаний одного стыка с помощью местной вакуумной камеры аналогичен испытаниям с применением вакуумной присоски.

1. Типовая область применения

В исходном фрагменте приведена типовая методика испытаний пяти стыков трубопроводов диаметром 100 мм. Для большего количества стыков и для трубопроводов большего диаметра параметры испытаний могут изменяться из-за увеличения натекания и газовыделения испытательной установки.

Порог чувствительности по данной методике составляет порядка 1,3·10^-10 Вт, что соответствует приблизительно 1·10^-6 л·мкм рт. ст./с.

2. Подготовка к испытанию

Перед началом испытаний собирают установку и выполняют подготовительные операции, включая проверку течеискателя, вакуумных линий, контрольной течи, клапанов и герметичности местных вакуумных камер.

3. Порядок проведения испытаний

1. Местные вакуумные камеры устанавливают на испытываемые стыки.
2. Включают вакуумный насос и плавно открывают клапаны откачки.
3. Трубопроводы установки откачивают до давления не более 11 Па.
4. Последовательно открывая клапаны, откачивают камеры до давления не более 11 Па по вакуумметру.
5. Плавно открывают входной клапан течеискателя и устанавливают допустимый режим работы масс-спектрометрической камеры.
6. Фиксируют установившееся показание прибора от фона гелия в системе.
7. Поочередно закрывая и открывая клапаны, определяют приращение показаний от фона каждого стыка.
8. Открывают клапан контрольной течи и фиксируют показание, соответствующее потоку гелия от контрольной течи и фону системы.
9. Рассчитывают фактическую негерметичность каждого контролируемого стыка.

Если показания вакуумметра течеискателя превышают допустимые значения, необходимо поочередным открытием и закрытием клапанов определить негерметичное соединение и устранить течь.

Приложение 13. Испытания на герметичность заполненного объекта методом вакуумирования с помощью местной вакуумной камеры

Методика позволяет проводить испытания заполненного объекта методом вакуумирования с применением местной вакуумной камеры. Такой способ сочетает признаки локального вакуумного контроля и метода накопления в вакууме.

Порог чувствительности в исходном тексте указан порядка 1,33·10^-10 Вт, что соответствует приблизительно 1·10^-6 л·мкм рт. ст./с.

1. Подготовка установки

Установку собирают по технологической схеме. Местную вакуумную камеру устанавливают на контролируемую поверхность. Объект испытаний заполняют контрольным газом, а полость местной камеры откачивают и соединяют с течеискателем.

2. Оценка порога чувствительности

Порог чувствительности определяют перед каждым испытанием с помощью контрольной течи.

Включают насос, открывают клапаны и откачивают систему до установленного давления. Затем открывают входной клапан течеискателя, фиксируют режим работы и регистрируют прирост показаний от контрольной течи через заданное время.

Критерий чувствительности рассчитывают по потоку контрольной течи и приросту показаний прибора.

3. Проведение испытания

После оценки чувствительности закрывают и открывают соответствующие клапаны с выдержкой заданного времени. Затем фиксируют максимальный прирост показаний прибора.

Если прирост сигнала соответствует критерию обнаружения, участок признают негерметичным. При отсутствии достоверного прироста и выполнении условий чувствительности участок считают выдержавшим испытание.

Приложение 14. Испытания на герметичность в вакуумной камере с принудительным накоплением пробного газа

Применение метода принудительного накопления позволяет уменьшить порог чувствительности течеискания.

При этом из вакуумной камеры, в которую помещен объект испытаний, заполненный контрольным газом, паромасляным насосом непрерывно удаляется смесь газов. Эта смесь нагнетается в сорбционный насос блока измерения концентрации.

В сорбционном насосе происходит поглощение всех газов, кроме пробного газа. Пробный газ принудительно накапливается, а его количество оценивается с помощью течеискателя, у которого отключена собственная откачная система.

Время накопления необходимого количества пробного газа не зависит от свободного объема вакуумной камеры.

1. Предварительная оценка чувствительности

Предварительную оценку порога чувствительности выполняют с учетом следующих факторов:

• натекание вакуумной камеры;
• содержание гелия в атмосфере испытательного участка;
• газовыделение пробного газа из объекта испытаний;
• концентрация гелия в контрольном газе;
• допустимая максимальная негерметичность объекта испытаний.

2. Этапы технологического процесса

Технологический процесс испытаний методом принудительного накопления состоит из трех этапов:

1. определение фонового потока пробного газа;
2. определение порога чувствительности течеискания;
3. определение суммарной негерметичности объекта испытаний.

3. Определение фонового потока пробного газа

Перед испытанием проверяют выполнение всех технологических операций, предшествующих контролю герметичности.

Объект осматривают для выявления видимых дефектов. Проверяют и предъявляют контрольному персоналу документацию на испытания, технологическую оснастку и оборудование. В документах должны быть указаны пригодность оборудования и оснастки, их соответствие чертежам и техническим условиям.

Объект устанавливают в вакуумную камеру, подсоединяют к системе заправки контрольным газом и проверяют герметичность технологических стыков методом щупа.

После закрытия крышки камеры вакуумную камеру откачивают до давления не более 0,7 Па.

Включают течеискатель, подготавливают блок измерения концентрации и систему записи результатов испытаний.

Блок измерения концентрации подключают к выходу насоса. Входной клапан блока открывают плавно до достижения допустимого давления в течеискателе. Для ПТИ-7 и ПТИ-7А показание магнитного вакуумметра должно быть не более 150 мкА, для ПТИ-10 - не более 40 делений по средней шкале блока измерения давления.

После стабилизации фиксируют фоновый сигнал. Затем включают блок измерения концентрации на накопление и записывают изменение фонового сигнала. Время накопления и скорость записи устанавливают при отладке режима испытаний конкретного типа объектов на конкретной установке.

4. Определение порога чувствительности

К объему вакуумной камеры подключают предварительно откачанную контрольную течь и регистрируют установившееся показание прибора.

Затем включают блок измерения концентрации на накопление и регистрируют показание через установленный промежуток времени. После окончания накопления блок выключают и закрывают клапан, отсоединяющий контрольную течь от вакуумной камеры.

Реакцию течеискателя на поток от контрольной течи определяют как разность между показанием при подключенной контрольной течи и фоновым показанием за то же время накопления.

Порог чувствительности течеискания определяют по потоку контрольной течи, минимальному достоверному отсчету прибора и реакции прибора на контрольную течь.

Порог чувствительности должен быть не менее чем в 2 раза меньше заданного в технической документации значения нормы герметичности.

За уровень флуктуаций принимают среднее значение разности между максимальным и минимальным показаниями при многократном, не менее пяти раз, накоплении фонового потока за одно и то же время накопления.

5. Порядок проведения испытаний

1. Объект испытаний заполняют контрольным газом согласно технологическому процессу.
2. Блок измерения концентрации включают на накопление и регистрируют показание прибора через установленный промежуток времени.
3. После накопления блок переключают на режим прокачки.
4. Определяют показание, соответствующее потоку пробного газа через течи объекта испытаний.
5. Рассчитывают суммарную негерметичность объекта с учетом концентрации гелия в контрольном газе.
6. После окончания испытаний сбрасывают контрольный газ из изделия в систему регенерации или в атмосферу за пределами помещения испытательного участка.
7. Изделие и вакуумную камеру заполняют очищенным от пыли и влаги воздухом.
8. Испытуемое изделие извлекают из камеры.

Если объект соответствует требованиям технических условий, представители контрольной службы и заказчика подписывают технологический паспорт на изделие.

Если суммарная утечка выше допустимой, изделие подвергают испытаниям методами обнаружения локальных течей. После обнаружения и устранения дефектов изделие вновь испытывают в вакуумной камере методом принудительного накопления.

Ликлаб применяет методики вакуумно-камерного контроля, локального вакуумирования и принудительного накопления пробного газа при испытаниях ответственных изделий. Выбор схемы выполняется по требуемой норме герметичности, размерам изделия, допустимому давлению, фону гелия и конструкции контролируемых соединений.

Приложение 15. Применение цеолитовых насосов в течеискательных установках

Применение цеолитового насоса в составе испытательной установки позволяет уменьшить порог чувствительности течеискания.

1. Факторы повышения чувствительности

Цеолитовый насос повышает чувствительность установки за счет двух основных факторов:

• цеолит сорбирует основные компоненты газового потока, поступающего в течеискатель, за исключением гелия;
• цеолитовый насос стабилизирует значение проходящего через него газового потока.

За счет сорбции основных компонентов газовой смеси в систему течеискания можно направлять значительно больший газовый поток без перегрузки масс-спектрометрической камеры.

2. Конструктивные варианты цеолитовых насосов

В исходном фрагменте приведены принципиальные схемы цеолитовых насосов. Один из вариантов представляет собой цилиндрическую конструкцию из нержавеющей стали с несколькими внутренними полостями.

Кольцевое пространство заполняется цеолитом. Отдельные полости заполняются жидким азотом для увеличения сорбционной емкости цеолита и повышения скорости откачки. Одна из полостей выполняет функцию вакуумной изоляции.

Для регенерации цеолита предусматривается нагреватель.

3. Особенности работы

Газовый поток из вакуумной системы, в которой находится объект испытаний, поступает в полость с высокой скоростью сорбции. В этой полости сорбируется основная часть газового потока, кроме гелия.

При прохождении через заполненный цеолитом гибкий трубопровод происходит демпфирование колебаний газового потока. Это повышает стабильность сигнала течеискателя и улучшает условия регистрации малых течей.

Использование цеолитовых насосов требует контроля регенерации сорбента, температуры, состояния ловушек, герметичности соединений и стабильности режима течеискателя.

Продолжение приложения 15. Применение цеолитовых насосов в течеискательных установках

Цеолитовый насос применяется в составе вакуумной течеискательной установки для снижения фонового газового потока и повышения чувствительности контроля герметичности. Его работа основана на сорбции газов цеолитом, при этом гелий проходит через систему и регистрируется масс-спектрометрическим течеискателем.

3. Подготовка цеолитового насоса к работе

3.1. Сорбент для цеолитового насоса

Цеолитовые насосы заполняют цеолитом марки CaA-4B по ТУ 38.101231-81. Допускается применять цеолиты других марок, пригодные для эксплуатации в составе вакуумных установок.

3.2. Предварительное прокаливание цеолита

Перед присоединением насоса к установке рекомендуется прокалить цеолит при температуре 473-673 К в течение 3-4 часов при атмосферном давлении или в вакууме.

Прокаливание удаляет влагу и сорбированные газы. Без такой подготовки цеолитовый насос может создавать повышенное газовыделение и ухудшать чувствительность течеискания.

3.3. Присоединение насоса к установке

После прокаливания цеолитовый насос подсоединяют к испытательной установке. В исходном положении все клапаны установки, а также входной клапан течеискателя должны быть закрыты, а насосы выключены.

Затем включают механический насос и начинают плавную откачку цеолитового насоса через соответствующие клапаны. Резкое открытие клапана не допускается, так как оно может вызвать выброс загрязнений, перегрузку насоса или нарушение режима течеискателя.

3.4. Прогрев и обезгаживание цеолитового насоса

В цеолитовый насос устанавливают нагреватель. Нагреватель включают на 15-20 минут, затем выключают. Через 5 минут после выключения нагреватель включают повторно.

В течение 1,5-2 часов насос прогревают в импульсном режиме. Нагреватель включают на 10-15 минут с последующими пятиминутными перерывами.

Такой режим позволяет эффективно обезгаживать цеолит и предотвращать его перегрев. Обезгаживание продолжают до достижения давления не более 7 Па, что соответствует приблизительно 5·10^-2 мм рт. ст.

Если указанное давление не достигается, это свидетельствует о возможной негерметичности установки, загрязнении сорбента, недостаточной производительности откачки или наличии влаги в системе. Выявленные дефекты должны быть устранены до начала испытаний.

После окончания прогрева нагреватель выключают и через 20-30 минут извлекают его из насоса.

3.5. Подготовка течеискателя и охлаждение цеолитового насоса

Течеискатель подготавливают к работе согласно инструкции по эксплуатации. Далее закрывают соответствующий клапан установки, открывают входной клапан течеискателя, выключают вспомогательный насос и откачивают цеолитовый насос откачной группой течеискателя в течение 10-15 минут.

После предварительной откачки в цеолитовый насос заливают жидкий азот. К испытаниям приступают после достижения в масс-спектрометрической камере течеискателя рабочего давления.

Для течеискателя ПТИ-7А допускается показание магнитного вакуумметра не более 50 мкА. Для течеискателя ПТИ-10 допускается показание не более 10 делений по средней шкале стрелочного прибора.

4. Порядок проведения испытаний с применением цеолитового насоса

Методика испытаний на герметичность в вакуумной камере с применением цеолитового насоса в целом аналогична методике вакуумно-камерных испытаний с насосом избирательной откачки.

При больших фоновых потоках гелия допускается проводить испытания с открытым клапаном в линии цеолитового насоса. При этом регулирование потока в течеискатель выполняют отдельным клапаном, обеспечивая допустимое давление в масс-спектрометрической камере.

Перед испытаниями необходимо подтвердить чувствительность установки по контрольной течи и убедиться в стабильности фонового сигнала.

4.2. Завершение испытаний

После окончания испытаний выполняют следующие операции:

1. закрывают входной клапан течеискателя и выключают его согласно инструкции по эксплуатации;
2. удаляют жидкий азот из цеолитового насоса и устанавливают в насос нагреватель;
3. включают нагреватель на 25-30 минут;
4. продолжают откачку цеолитового насоса механическим насосом в течение 30-60 минут;
5. после регенерации закрывают соответствующие клапаны установки.

Лаборатория контроля герметичности Ликлаб применяет вакуумные схемы с дополнительной сорбционной и избирательной откачкой при необходимости повышения чувствительности контроля. Такие схемы требуют тщательной подготовки насоса, дегазации сорбента, контроля фона гелия и проверки установки по контрольной течи.

Приложение 16. Испытания на герметичность методом натекания

Приложение носит справочный характер и описывает методику измерения натекания в объект испытаний с помощью течеискателя при непрерывной откачке объекта.

Методика позволяет проводить контроль герметичности длинномерных трубопроводов, протяженных систем и объектов с большим внутренним объемом, где обычная схема локального контроля затруднена.

1. Сущность метода

Метод натекания основан на сравнении сигнала от объекта испытаний с сигналом от контрольной течи. Объект непрерывно откачивается, а течеискатель регистрирует газовый поток, поступающий из объекта через негерметичности.

Для количественной оценки подбирают такой поток через контрольную течь, при котором показание вакуумметра или течеискателя от контрольной течи соответствует показанию от объекта испытаний. При этом степень негерметичности объекта принимают равной потоку контрольной течи при установленном давлении.

2. Порядок проведения испытаний

2.1. Подготовка течеискателя

Течеискатель включают согласно инструкции по эксплуатации. Масс-спектрометрическую камеру откачивают до рабочего давления.

Для течеискателя ПТИ-7А показание вакуумметра должно быть не более 50 мкА. Для ПТИ-10 показание должно быть не более 10 делений по средней шкале.

2.2. Проверка технологической оснастки

Перед началом испытаний проверяют герметичность технологической оснастки. Негерметичность оснастки должна быть существенно ниже нормы герметичности объекта, чтобы не искажать результат контроля.

Если собственное натекание оснастки сравнимо с нормой изделия, испытание теряет достоверность. В этом случае необходимо устранить течи в оснастке или изменить схему контроля.

2.3. Установка контрольной течи

Устанавливают контрольную течь, через которую можно подать поток, равный норме герметичности объекта испытаний.

Контрольная течь должна иметь паспортные данные и действующее подтверждение метрологической пригодности.

2.4. Определение показания от контрольной течи

Для определения показания от контрольной течи выполняют следующие операции:

1. продувают течь воздухом в течение 1-2 минут;
2. включают механический насос и плавно открывают клапаны откачки;
3. откачивают соединительный трубопровод до давления не более 7 Па;
4. плавно открывают входной клапан течеискателя;
5. закрывают соответствующие клапаны и откачивают соединительный трубопровод до установившегося показания вакуумметра;
6. подают на контрольную течь давление, соответствующее потоку, равному норме герметичности;
7. фиксируют установившееся показание прибора от контрольной течи.

2.5. Откачка объекта испытаний

Плавно открывают клапан и откачивают объект испытаний механическим насосом до давления не более 7 Па. Давление контролируют по вакуумметру.

2.6. Стабилизация показаний

Плавно открывают входной клапан течеискателя. Затем закрывают клапаны вспомогательной откачки и откачивают объект насосами течеискателя до стабилизации показаний вакуумметра.

Показания считают стабилизированными, если они остаются неизменными в течение 1 часа. Показание вакуумметра не должно превышать значения, полученного при проверке по контрольной течи.

2.7. Определение натекания

Для определения натекания в объект испытаний выполняют сравнение с контрольной течью:

1. клапаном дросселирования откачки течеискателя устанавливают показание вакуумметра в рабочем диапазоне;
2. включают механический насос и выполняют кратковременную продувку и откачку контрольной линии;
3. подают на контрольную течь давление и изменяют его до тех пор, пока установившееся показание течеискателя от контрольной течи не станет равным установившемуся показанию от объекта испытаний;
4. фиксируют давление, поданное на контрольную течь;
5. по графику, прилагаемому к паспорту контрольной течи, определяют поток;
6. степень негерметичности объекта принимают равной потоку от контрольной течи.

2.8. Уточнение результата

Для уточнения значения негерметичности испытание повторяют с другой контрольной течью. Полученные значения сравнивают и используют для окончательной оценки степени герметичности объекта.

Метод натекания требует высокой стабильности вакуумного режима. Его нельзя применять без проверки собственного натекания оснастки, состояния течеискателя и устойчивости показаний при длительной откачке.

Приложение 17. Испытания на герметичность методом вакуумирования с предельно низким порогом чувствительности

Приложение носит справочный характер и описывает испытания методом вакуумирования с очень низким порогом чувствительности. В исходном тексте указан уровень чувствительности до 1·10^-13 Вт.

Такие испытания требуют реализации предельных возможностей масс-спектрометрической течеискательной аппаратуры, высокой чистоты вакуумной системы, минимального фонового потока гелия и тщательной подготовки объекта.

1. Способы проведения высокочувствительных испытаний

Испытания методом вакуумирования с предельно низким порогом чувствительности могут проводиться следующими способами:

• в вакуумной камере;
• в камере внешнего давления;
• с применением местных камер внешнего давления;
• откачкой одной полости объекта при нагружении контрольным газом смежной полости.

2. Условия достижения предельной чувствительности

Проведение испытаний с предельно низким порогом чувствительности возможно только при выполнении следующих условий:

• высокая степень герметичности вакуумного оборудования;
• минимальное газовыделение внутренних поверхностей;
• минимальный фоновый поток гелия;
• высокая чистота вакуумной системы;
• сушка и очистка объекта испытаний;
• удаление влаги и загрязнений из микродефектов;
• применение металлических уплотнений в ответственных соединениях;
• возможность прогрева элементов установки и объекта испытаний.

3. Требования к объектам испытаний

Конструкция объекта испытаний не должна содержать элементов, создающих значительное газовыделение. Технологические стыки, места установки заглушек, переходников и присоединительных элементов должны иметь высокую степень герметичности.

Для обеспечения надежной герметизации рекомендуется применять металлические уплотнения.

Трубопроводы, через которые выполняется откачка полости объекта, должны иметь проходные сечения, достаточные для быстрой эвакуации газов.

Конструкция объекта должна допускать нагрев до температуры не ниже 200 °C. Нагрев необходим для эффективной дегазации и удаления капиллярного конденсата из микродефектов.

4. Требования к оборудованию и оснастке

Установки для высокочувствительных испытаний должны соответствовать следующим требованиям:

5. Схема высокочувствительной установки

В состав установки входят камера внешнего давления, объект испытаний, прогреваемая часть установки, контрольная диффузионная течь, ионизационный вакуумметр, турбомолекулярный насос, течеискатель, азотные ловушки, механические вакуумные насосы и система клапанов.

Такая схема позволяет минимизировать фон, удалить основные компоненты остаточного газа и обеспечить высокую чувствительность к пробному газу.

6. Подготовка к испытаниям

Подготовка включает очистку, сушку, монтаж объекта, проверку герметичности технологических стыков, прогрев вакуумной системы, откачку до требуемого давления и проверку чувствительности по контрольной течи.

Особое внимание уделяют дегазации внутренних поверхностей. Наличие влаги, масел, органических загрязнений и остатков технологических жидкостей резко ухудшает достижимую чувствительность.

7. Практические ограничения метода

Высокочувствительные испытания нецелесообразно проводить на неподготовленных изделиях с большим газовыделением, загрязненными полостями, эластомерными уплотнениями большой площади или технологической оснасткой с высоким собственным натеканием.

Перед назначением такого метода необходимо оценить, может ли объект испытаний физически обеспечить требуемый вакуумный режим.

Ликлаб применяет высокочувствительные схемы контроля герметичности только после анализа конструкции изделия, материалов, допустимого прогрева, площади уплотнений, объема полостей и требуемой нормы герметичности. Такой подход исключает назначение режима, который невозможно реализовать на конкретном объекте.

Приложение 18. Испытания на герметичность с применением аргона и азота

Приложение носит справочный характер и описывает применение аргона и азота в качестве пробных газов при испытаниях на герметичность.

1. Область применения

Испытания с применением аргона могут проводиться методами вакуумирования и щупа.

Испытания с применением азота выполняют методом вакуумирования.

Применение аргона и азота целесообразно в случаях, когда использование гелия невозможно, ограничено техническими условиями или требуется специальная методика контроля.

2. Регистрирующие приборы

В качестве регистрирующих приборов применяют аргоновый течеискатель и многогазовый течеискатель ПТИ-10А. При контроле с применением аргона могут использоваться и другие приборы, если они обеспечивают требуемую чувствительность и прошли установленную проверку пригодности.

3. Пробные газы

В качестве пробных газов применяют:

• газообразный аргон по ГОСТ 10157-79;
• сжатый воздух и азот по ОСТ 92-1577-78;
• газообразный азот по ГОСТ 9293-74.

При определении негерметичности объекта испытаний с применением сжатого воздуха в расчетах принимают содержание аргона в контрольном газе равным 0,9 %, а содержание азота - 78 %.

4. Оборудование, оснастка и материалы

Условия и методики проведения испытаний, оборудование, оснастка, приборы и материалы при применении аргона и азота в основном аналогичны требованиям, установленным для испытаний с применением гелия.

При испытаниях методом щупа с применением аргона допускается использовать устройство для подачи блокирующего газа и капиллярный щуп-натекатель. Это позволяет уменьшить порог чувствительности течеискания.

В качестве блокирующего газа применяется сжиженный углекислый газ по ГОСТ 8050-85.

5. Пороги чувствительности

Порог чувствительности течеискания с применением аргона зависит от метода испытаний и типа применяемого регистрирующего прибора.

В исходном тексте для аргона указаны следующие ориентировочные значения:

Фактическая чувствительность должна подтверждаться на конкретной течеискательной установке с учетом пробного газа, фонового сигнала, метода отбора пробы и применяемой контрольной течи.

Ликлаб в стандартной практике применяет гелий как наиболее чувствительный и удобный пробный газ для масс-спектрометрического контроля. При необходимости лаборатория может рассмотреть альтернативные схемы с аргоном или азотом, если они предусмотрены технической документацией изделия.

Приложение 19. Испытания на герметичность методом накопления при атмосферном давлении

Приложение носит справочный характер и устанавливает практический порядок испытаний методом накопления при атмосферном давлении.

1. Проверка готовности перед испытаниями

Перед началом испытаний необходимо проверить по технической документации выполнение всех технологических операций, предшествующих контролю герметичности.

Контролируют состояние объекта, подготовку поверхности, наличие технологической оснастки, пригодность оборудования, готовность течеискателя, состояние контрольных газов и возможность создания объема накопления.

2. Проверка документации и оснастки

Необходимо проверить и предъявить работникам отдела технического контроля документацию на проведение испытаний, оснастку и оборудование.

В документации должны быть указаны:

• пригодность оборудования и оснастки к применению;
• соответствие оснастки чертежам и техническим условиям;
• сроки периодической проверки;
• категория объема накопления;
• точки отбора проб;
• расчетное время накопления;
• допустимое повышение концентрации гелия.

3. Установка технологической оснастки

Технологическую оснастку для создания объема накопления устанавливают на объект испытаний и герметизируют по стыкам.

При отработке конструкции оснастки необходимо убедиться, что процесс ее установки обеспечивает требуемую герметичность объема накопления.

4. Проверка воздушного пика гелия

Перед заполнением объекта контрольным газом проверяют воздушный пик гелия в объеме накопления.

Для этого через специальные отверстия в объем накопления вводят иглу к шприцу типа "Рекорд", установленную на щуп-натекатель, и регистрируют максимальный сигнал.

Полученное показание сравнивают с показанием, соответствующим воздушному пику в атмосфере испытательного участка. Результаты отражают в протоколе испытаний.

5. Подсоединение объекта к пневмопульту

Объект испытаний подсоединяют к пневмопульту или системе подачи контрольного газа. Перед подачей газа проверяют герметичность вспомогательных соединений, арматуры и заглушек.

6. Измерение концентрации гелия в контрольных точках

Концентрацию гелия измеряют в контрольных точках объема накопления, предусмотренных технологическим процессом.

Измерения целесообразно начинать в тех точках, где зазор между объектом испытаний и стенкой объема накопления минимален, а также в местах наиболее вероятной утечки.

Концентрацию измеряют путем ввода иглы, установленной на щуп, в объем накопления. Время измерения должно быть достаточным для получения максимального показания.

Ликлаб выполняет испытания методом накопления при атмосферном давлении для крупногабаритных изделий, сварных конструкций, емкостей, трубопроводных узлов и объектов, которые невозможно или нецелесообразно полностью размещать в вакуумной камере. Метод позволяет оценить суммарную негерметичность, а при правильном расположении точек отбора проб - определить наиболее вероятную зону течи.