Классы герметичности изделий
Определение геометрических размеров течей – это весьма трудная и, как правило, неразрешимая задача, поскольку течь — это канал совершенно неопределенной формы. Поэтому в технике течеискания о наличии течей судят по количеству газа или жидкости, протекающему через них в единицу времени. Поток течей для изделия с объемом V при постоянном изменении давления ∆P во времени ∆t определяется по формуле
Для сквозных течей характерно постоянное соотношение изменения давления за равные промежутки времени вплоть до стабилизации на уровне атмосферного давления. Таким образом можно отделить реальную сквозную течь в объекте контроля от натекания, связанного с дегазацией внутренней поверхности. Вакуум будет ухудшаться постоянно с одинаковой скоростью вплоть до атмосферного давления при наличии в изделии сквозного дефекта. Если в изделии не сквозной дефект, а активная дегазация с внутренних поверхностей, то вакуум будет ухудшаться с неравномерной скоростью: сначала быстро, а потом стабилизируется на определенном уровне, не дошедшем до атмосферного давления. Не стоит исключать, что два случая могут существовать одновременно в одном объекте контроля.
Пороговое значение допустимой течи для объекта контроля в нормативной документации и в конструкторской документации должно задаваться по газу воздуху при нормальных условиях при перепаде давления в одну атмосферу. Это позволяет не быть привязанным к определенному методу контроля герметичности, а выполнять работы по контролю различными методами, например гелиевым масс-спектрометрическим методом: способом вакуумной камеры, способом щупа, способом обдува, а также манометрическим методом и другими. Дефект остается неизменным, и результат должен получаться согласованным.
Отметим, что пороговая чувствительность современных гелиевых течеискателей составляет 5·10-13 Па·м3/с. Это определяет максимальную чувствительность и минимальную определяемую течь. Интересным вопросом является, сколько молекул газа, проникающих в систему, соответствует этой пороговой чувствительности. Ответом будет – порядка 100 миллионов молекул в секунду.
Мы должны понимать, что даже на самой высокой чувствительности течеискателя речь идет не о отдельных атомах гелия, а о статистически больших количествах газа – миллиарды молекул в секунду. При этом мы говорим о самом высокочувствительном методе контроля герметичности – гелиевом масс-спектрометрическом.
Требования к герметичности объектов контроля должны быть определены разработчиком (конструктором) и указаны в конструкторской документации в виде класса герметичности. Эти требования могут также включать конкретные методы и системы контроля герметичности.
Калькулятор для перевода между единицами потока течей
Таблица для конвертации единиц потока течей
| Единица измерения | мбар·л/с | см³/с | Торр·л/с | Па·м³/с | г/год | унц/год | фунт/год | атм·фут³/мин | мл/с | фут³/ч | фут³/мин |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| мбар·л/с | 1 | 0,987 | 0,75 | 10⁻¹ | 1,56·10⁵ | 5,5·10³ | 3,4·10² | 2,10·10⁻³ | 7,52·10² | 9,56·10⁴ | 1593 |
| см³/с | 1,013 | 1 | 0,76 | 1,01·10⁻¹ | 1,58·10⁵ | 5,6·10³ | 3,44·10² | 2,12·10⁻³ | 760 | 96,6·10³ | 1614 |
| Торр·л/с | 1,33 | 1,32 | 1 | 1,33·10⁻¹ | 2,08·10⁵ | 7,3·10³ | 4,52·10² | 2,79·10⁻³ | 103 | 1,27·10⁵ | 2119 |
| Па·м³/с | 10 | 9,9 | 7,5 | 1 | 1,56·10⁶ | 5,51·10⁴ | 3,4·10³ | 2,09·10⁻² | 7,5·10³ | 9,54·10⁵ | 15,9·10³ |
| г/год | 6,39·10⁻⁶ | 6,31·10⁻⁶ | 4,80·10⁻⁶ | 6,41·10⁻⁷ | 1 | 3,5·10⁻² | 2,17·10⁻³ | 1,34·10⁻⁸ | 4,8·10⁻³ | 0,612 | 10,2·10⁻³ |
| унц/год | 1,82·10⁻⁴ | 1,79·10⁻⁴ | 1,36·10⁻⁴ | 1,82·10⁻⁵ | 28,33 | 1 | 6,18·10⁻² | 3,80·10⁻⁷ | 0,136 | 17,34 | 0,289 |
| фунт/год | 2,94·10⁻³ | 2,86·10⁻³ | 2,17·10⁻³ | 2,94·10⁻⁴ | 4,57·10² | 16 | 1 | 6,17·10⁻⁶ | 2,18 | 280 | 4,68 |
| атм·фут³/мин | 4,77·10² | 4,72·10² | 3,58·10² | 47,7 | 7,46·10⁷ | 2,63·10⁶ | 1,62·10⁵ | 1 | 3,58·10⁵ | 4,55·10⁷ | 7,60·10⁵ |
| мл/с | 1,33·10⁻³ | 1,32·10⁻³ | 10⁻³ | 1,33·10⁻⁴ | 208 | 7,34 | 4,52·10⁻¹ | 2,79·10⁻⁶ | 1 | 127 | 2,12 |
| фут³/ч | 1,05·10⁻⁵ | 1,04·10⁻⁵ | 7,87·10⁻⁶ | 1,05·10⁻⁶ | 1,63 | 5,77·10⁻² | 3,57·10⁻³ | 2,20·10⁻⁸ | 7,86·10⁻³ | 1 | 1,67·10⁻² |
| фут³/мин | 6,28·10⁻⁴ | 6,20·10⁻⁴ | 4,72·10⁻⁴ | 6,28·10⁻⁵ | 98 | 3,46 | 2,14·10⁻¹ | 1,32·10⁻⁶ | 0,472 | 60 | 1 |
Справочная информация по единицам измерения
-
1 м · фут³ · ч⁻¹ = 1,04 · 10⁻⁵ стандартных кубических сантиметров в секунду (стд. см³/с)
1 микрон кубический фут в час = 0,0079 микрон литров в секунду
1 см³ · с⁻¹ (НТП) = 1 атм · см³ · с⁻¹ = 1 стандартный кубический сантиметр в секунду (стд. см³/с) = 1 сс/с
1 микрон литр в секунду = 0,0013 стандартных кубических сантиметров в секунду = 1 lusec
1 атм · фут³ · мин⁻¹ = 1 cfm (НТП)
1 Па · м³/с = 10³ Па·л/с
1 стандартный кубический сантиметр в секунду = 96,600 микрон кубических футов в час
НТП – сокращение для: нормальная температура и давление.