GOST 25136-82

Gruppe G18

STAATLICHER STANDARD DER UDSSR-UNION

ROHRLEITUNGSANSCHLÜSSE

Methoden zur Dichtheitsprüfung

Rohrleitungsverbindungen. Methoden zur Dichtheitsprüfung

Datum der Einführung: 01.01.1983

Durch das Dekret des Staatlichen Komitees für Normen der UdSSR vom 15. Februar 1982 N 640 wurde die Gültigkeitsdauer vom 01.01.1983 bis 01.01.1988* festgelegt.
________________
* Die Gültigkeitsdauer wurde gemäß Protokoll N 7-95 des Interstate Council for Standardization, Metrology and Certification (IUS N 11-95) aufgehoben. - Hinweis des Datenbankherstellers.

NEUAUSGABE. Februar 1986


Die Norm legt Anforderungen an die grundlegenden Methoden zur Prüfung der Dichtheit von Rohrleitungsverbindungen fest.

Die Norm gilt für lösbare Rohrleitungsverbindungen.

Anforderungen an die Inspektion von Schweißverbindungen von Rohrleitungen – gemäß GOST 3242-79.

1. ALLGEMEINE BESTIMMUNGEN

1. ALLGEMEINE BESTIMMUNGEN

1.1. Allgemeine Anforderungen für Dichtheitsprüfmethoden - gemäß GOST 24054-80. Die folgenden Hauptmethoden zur Dichtheitsprüfung werden für Rohrleitungsverbindungen verwendet: hydrostatisch, manometrisch, Blasenprüfung, Massenspektrometrie und Halogen.

Zur ungefähren Abschätzung der Grenzen der Anwendbarkeit dieser Methoden werden die in der Zeichnung dargestellten Bereiche der Indikationsgrenzen herangezogen.

Bereiche der Durchflussanzeigegrenzen, wenn atmosphärische Luft durch die Verbindung einer evakuierten Verbindung entweicht, für die folgenden Methoden der Leckprüfung: 1 – Blase; 2 - hydrostatisch ohne Verwendung spezieller Indikatoren; 3 - hydrostatisch mit speziellen Indikatoren; 4 - Gasanzeige; 5 - manometrische Flüssigkeit; 6 - Halogen; 7 - Massenspektrometrie.

2. ANFORDERUNGEN AN GRUNDLEGENDE TESTMETHODEN

2.1. Hydrostatische Methode

2.1.1. Das Verfahren wird im Kompressorverfahren durchgeführt, sowohl mit als auch ohne Verwendung von Indikatormassen, die auf die kontrollierte Oberfläche aufgetragen werden. Beschreibung der Methode - gemäß GOST 24054-80.

2.1.2. Beim Testen muss die Verbindung vollständig entlüftet werden, bevor der Druck erhöht wird. Wenn die Verbindung während der Wasserfestigkeitsprüfungen gefüllt wurde kaltes Wasser und sich Tau an den Wänden bildet, sollten nach dem Trocknen Dichtheitsprüfungen durchgeführt werden.

2.1.3. Der Prüfdruck während der Prüfung wird durch die Formel bestimmt:

wo ist der bedingte Druck (übermäßiger Druck, dem die Verbindung bei normaler Temperatur der Arbeitsumgebung unter Betriebsbedingungen standhalten kann);

- Der vom bedingten Druck abhängige Koeffizient wird aus der Tabelle ermittelt.

2.1.4. Bei der Prüfung muss auf einen allmählichen und gleichmäßigen Druckanstieg und -abfall geachtet werden. Klopfen Sie nicht unter Druck auf den Anschluss. Wenn Tropfen, Flecken und (oder) ein starker Druckabfall festgestellt werden, werden die Tests abgebrochen und die Verbindungen überprüft, um die Fehlerursachen zu ermitteln.

2.1.5. Die Prüfzeit für eine Verbindung im hydrostatischen Verfahren beträgt mindestens 3 Minuten.

2.2. Manometrische Methode

2.2.1. Die Methode wird auf folgende Arten umgesetzt: Kompression, Vakuum, Kammer, Blasen und Vergleich mit dem Durchfluss eines kalibrierten Lecks.

2.2.2. Beschreibungen der Kompressions-, Vakuum- und Kammermethoden - GOST 24054-80.

2.2.3. Tests mit der Blasmethode werden in der folgenden Reihenfolge durchgeführt:

Den inneren Hohlraum der Verbindung evakuieren;

Lesen Sie den Manometerwert ab;

Durchblasen der Verbindungsstelle mit einem Prüfgas, anschließend erneutes Ablesen des Manometers und Ermittlung der Druckänderung nach der Formel

wo ist die Empfindlichkeit des Manometers gegenüber dem Prüfgas;

- Ablesen eines in Luft kalibrierten Manometers;

- Manometerablesung nach dem Einblasen mit Testgas.

Die Leckage der Verbindung wird anhand der Größe der Druckänderung beurteilt.

Notiz. Es wird empfohlen, ein Prüfgas zu verwenden, das die folgende Ungleichung erfüllt

Wo ist die Drehzahl der Pumpe beim Pumpen von Luft und Prüfgas aus dem Anschluss?

- Luft- und Prüfgasstrom durch die Verbindung;

- Empfindlichkeit des Manometers gegenüber Luft.

2.2.4. Tests durch Vergleich mit dem Durchfluss eines kalibrierten Lecks werden in der folgenden Reihenfolge durchgeführt:

der innere Hohlraum der Verbindung wird evakuiert, bis der Druck darin einen festen Wert erreicht;

Beaufschlagen Sie das Leck mit einem Testgas und wählen Sie durch Ändern des Drucks einen solchen Durchfluss durch das Leck aus, dass das Vakuummeter den gleichen Wert anzeigt.

Bestimmen Sie anhand der dem Kalibrierleckzertifikat beigefügten Grafik den diesem Druck entsprechenden Durchfluss.

Die Leckage wird anhand der Durchflussrate beurteilt.

2.2.5. Bei der Prüfung mit der Vakuummethode ist es notwendig, anhand der Manometerwerte den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem sich der Druck im Innenhohlraum der Verbindung linear zu ändern beginnt, und diesen dann nach einer gewissen Zeit zu messen Druck im inneren Hohlraum der Verbindung. Mit der Formel wird der Durchfluss durch die Fuge berechnet

Wo ist der Druck in der Verbindung im Moment?

- Druck innerhalb der Verbindung zum jeweiligen Zeitpunkt;

- Volumen des inneren Hohlraums der Verbindung.

Notiz. Bei Verbindungen mit großen Gasemissionen empfiehlt es sich, das Manometer über eine Kühlfalle anzuschließen.

2.2.6. Es wird empfohlen, den zulässigen Druckabfall bei Tests mit der Kompressionsmethode anhand der in Referenzanhang 1 angegebenen Formeln abzuschätzen.

Notiz. Wenn eine Rohrleitung oder ein Abschnitt einer Rohrleitung, in der das Arbeitsmedium flüssig ist, mit der Kompressionsmethode geprüft wird, sollte das Verhältnis des Gasdrucks zum Arbeitsdruck der Flüssigkeit nicht niedriger als 0,1 sein.

2.2.7. Temperaturfehler Die Bestimmung der Druckänderung innerhalb einer Verbindung oder Kammer wird anhand der Formel geschätzt

wo ist der Prüfgasdruck;

- absolute Gastemperatur;

- Temperaturänderung während der Messung.

2.3. Blasenmethode

2.3.1. Die Methode wird auf folgende Weise durchgeführt: Komprimieren, Vakuum, Einseifen.

Beschreibung der Methoden - gemäß GOST 24054-80.

2.3.2. Wenn Wasser als Indikatorflüssigkeit verwendet wird, wird zur Erhöhung der Transparenz Aluminium-Ammonium-Alaun in einer Menge von 500 g Alaun pro 3 m Wasser hinzugefügt. Anschließend sollte die Lösung gründlich gemischt und eineinhalb Mal aufbewahrt werden Tage.

2.3.3. Wenn eine Erhöhung der Empfindlichkeit erforderlich ist, wird empfohlen, der Indikatorflüssigkeit ein Tensid zuzusetzen, das keine Empfindlichkeit verursacht schädliche Auswirkungen auf Materialien von Verbindungsteilen.

2.4. Massenspektrometrische Methode

2.4.1. Die Methode wird auf folgende Weise durchgeführt:

Vakuumkammer, Druckprüfung in der Kammer, Blasen, Sonde, Akkumulation, Akkumulation bei Atmosphärendruck, selektive Probenahme von Prüfgas.

2.4.2. Beschreibungen der Methoden einer Vakuumkammer, Druckprüfung in einer Kammer, Blasen, Sonde, Akkumulation bei Atmosphärendruck – gemäß GOST 24054-80.

2.4.3. Es wird empfohlen, Methoden zur Vakuumkammer- und Druckprüfung in einer Kammer an Anlagen durchzuführen, deren Diagramme im Referenzanhang 2 aufgeführt sind.

2.4.4. Tests mit der Akkumulationsmethode werden in der folgenden Reihenfolge durchgeführt:

der Prüfanschluss wird evakuiert, eine Zeolithpumpe daran angeschlossen und der Anschluss für eine bestimmte Zeit unter Vakuum gehalten, anschließend an einen Lecksucher angeschlossen und der Hintergrundstrom des Prüfgases gemessen;

Platzieren Sie den Anschluss in einer Kammer, füllen Sie ihn mit einem Testgas oder einem Gasgemisch, das ein Testgas enthält, und halten Sie ihn eine bestimmte Zeit lang. Anschließend wird er an einen Lecksucher angeschlossen und der Durchfluss des Testgases gemessen.

Lecks werden anhand der unterschiedlichen Messwerte des Leckdetektors beurteilt.

Der empfohlene Testaufbau ist im Referenzanhang 2 dargestellt.

2.4.5. Prüfungen nach der Methode der selektiven Probenahme von Prüfgas werden in der folgenden Reihenfolge durchgeführt:

dem Verbindungshohlraum wird ein Prüfgas zugeführt;

Verbinden Sie die Kammer mit dem Leckdetektor über ein Element, das selektiv für das Testgas durchlässig ist.

Die Leckage der Verbindung wird anhand der Menge des durch das Element diffundierten Prüfgases beurteilt.

Der empfohlene Testaufbau ist im Referenzanhang 2 dargestellt.

2.4.6. Bei der Prüfung im Blasverfahren sollte die Bewegungsgeschwindigkeit des Gebläses entlang der Fuge nicht höher als 1,5 mm/s sein.

2.4.7. Bei der Prüfung mit der Sondenmethode sollte die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonde entlang der Verbindungsstelle den Bereich von 2...5 mm/s nicht überschreiten, wenn das Prüfgas Helium ist, und 0,5...2 mm/s, wenn das Prüfgas ist Argon.

2.4.8. Die Empfindlichkeitsschwelle von Lecksuchgeräten entspricht GOST 24054-80.

Notiz. Die Empfindlichkeitsschwelle der Anlage, die eine bestimmte Methode anwendet, kann erheblich von der Empfindlichkeitsschwelle des Geräts abweichen. Somit liegt die Empfindlichkeitsschwelle der Anlage bei der Anwendung der Akkumulationsmethode um mehrere Größenordnungen höher als die der in dieser Anlage enthaltenen Lecksuchgeräte und bei der Anwendung der Sondenmethode um mehrere Größenordnungen niedriger.

2.4.9. Die Kalibrierung massenspektrometrischer Lecksucher erfolgt anhand eines Diffusions-Heliumlecks vom Typ „Gelite“ gemäß der Beschreibung und Bedienungsanleitung, die jeder Leckprobe beiliegt. Als Ergebnis der Kalibrierung wird der Wert der Skalenteilung () des Lecksuchgeräts anhand der Formel ermittelt

Wo ist der Heliumfluss aus dem „Gelite“-Leck?

- stetige Ablesung des Leckdetektors vom „Gelit“-Leck;

- Messwert des Leckdetektors aufgrund von Helium im Hintergrund.

2.5. Halogenmethode

2.5.1. Das Verfahren wird im Blas- und Sondenverfahren durchgeführt.

2.5.2. Methodenbeschreibungen - gemäß GOST 24054-80.

2.5.3. Die Empfindlichkeitsschwellenwerte für Lecksuchgeräte entsprechen GOST 24054-80.

2.5.5. Der Raum, in dem die Halogenmethode getestet wird, muss über eine Zu- und Abluft verfügen. Der darin enthaltene Halogengehalt sollte 10 % nicht überschreiten.

2.5.6. Bei der Prüfung mit der Blasmethode kommen Lecksucher mit Vakuumsensor zum Einsatz, während bei der Sondenmethode ein Atmosphärensensor zum Einsatz kommt.

2.5.7. Lecksucher mit Vakuumsensor werden mit einer der folgenden Methoden kalibriert:

durch Veränderung Partialdruck Prüfgas, bei dem ein Prüfgas durch das Leck in den Innenhohlraum der Verbindung eingeleitet und die damit verbundene Änderung der Lecksucherwerte mit der vom Manometer erfassten Druckänderung verglichen wird;

entsprechend dem Testgasfluss durch eine kalibrierte Membran.

Notiz. Die erste Methode wird für Anschlüsse empfohlen, die bei Drücken unter 0,1 Pa abgepumpt werden, die zweite für Drücke über 0,1 Pa.

2.5.8. Lecksucher mit Atmosphärensensor sollten anhand eines Halot-Halogenlecks gemäß der Beschreibung und Bedienungsanleitung kalibriert werden, die jeder Leckprobe beiliegt. Als Ergebnis der Kalibrierung wird der Teilungspreis () der Skala des Lecksuchgeräts gemäß der Formel ermittelt

Wo ist der Durchfluss aus dem Halogenleck?

- Leckdetektorsignal von diesem Leck.

Notiz. Da der Sensor durch langwirkende Halogenanteile an Empfindlichkeit verlieren kann, ist eine regelmäßige Überprüfung seines Anfangsstroms erforderlich. Um die Empfindlichkeit des Sensors wiederherzustellen, ist ein Langzeittraining bei erhöhter Emitterwärme und einem Reinluftdruck von 10 Pa erforderlich.

ANHANG 1 (als Referenz). BERECHNUNGSFORMELN UND NOMOGRAMME ZUR PRÜFUNG VON ROHRLEITUNGSVERBINDUNGEN AUF DICHTHEIT

ANHANG 1
Information

1. Formeln zur Abschätzung des zulässigen Drucks bei Prüfungen nach der Kompressionsmethode der manometrischen Methode

Abbildung 1 zeigt eine Grafik, die es Ihnen ermöglicht, den Anwendungsbereich der Berechnungsformeln 1-3 zu ermitteln. Scheiß drauf. In den Abbildungen 2-4 sind Nomogramme dargestellt, mit denen Sie den zulässigen Druckabfall von Druckluft grafisch ermitteln können.

Beispiel: An einem Abschnitt der Rohrleitung, der Folgendes umfasst, soll eine Dichtheitsprüfung durchgeführt werden Flanschverbindung. Das Volumen des inneren Hohlraums der Verbindung beträgt m. Zuvor wurde die Verbindung mit der Kompressionsmethode der hydrostatischen Methode getestet. Empfindlichkeitsschwelle der Installation, die diese Methode implementiert, W. Es ist vorgesehen, die Verbindung durch Crimpen mit Druckluft zu testen. Prüfdruck der Druckluft Pa, Temperatur 293 K, dynamischer Koeffizient der Luftviskosität Pa s, universelle Gaskonstante, Atmosphärendruck Pa, Testdauer = 0,5 h (1800 s).

Wir berechnen und .

Da Pa>3,6 · 10 Pa, führen wir die Berechnung nach Formel (3) durch.

Somit gilt die Verbindung als luftdicht, wenn der Luftdruckabfall während der Prüfung 4,3·10 Pa (0,04 kgf/cm) nicht überschreitet.

2. Formeln zur Schätzung der Testdauer mit der Blasenmethode

Abbildung 5 zeigt Diagramme, mit denen Sie die Testdauer einer Verbindung bestimmen können (bei =1, =0,5 mm).

Beispiel: Ein Abschnitt einer Rohrleitung, der eine Flanschverbindung enthält, wird einer Dichtheitsprüfung im Seifenverfahren unterzogen. Empfindlichkeitsschwelle der Methode W. Der bei der Verbindungsüberwachung zuverlässig erfasste Radius der Blase beträgt = 0,5 mm (5·10 m). Der Rohrleitung wird Druckluft unter Druck Pa zugeführt.

Wir berechnen und .

Da führen wir die Berechnung nach Formel (5) durch.

Daher sollte die Dauer der Überprüfung einer Verbindung mindestens 30 s betragen.

Liste der Bezeichnungen physikalischer Größen

Verdammt.1. Anwendungsbereiche von Berechnungsformeln

Anwendungsbereiche von Berechnungsformeln

Verdammt.5. Abhängigkeit der Dauer von Tests mit der Blasenmethode von Durchfluss und Druck...

Abhängigkeit von der Dauer von Tests mit der Blasenmethodeaus dem Stromund Druck, berechnet nach den Formeln: 4 (Abb. 5a); 5 (Abb. 5b); 6 (Abb. 5v) bei=1 und=0,5 mm

ANLAGE 2
Information

Verdammt.1. Schematische Darstellung der Anlage zur Dichtheitsprüfung im Vergleich zum Durchfluss eines kalibrierten Lecks

Schematische Darstellung der Anlage zur Dichtheitsprüfung im Vergleich zum Durchfluss eines kalibrierten Lecks

1 , 10 - Vakuumpumpen; 3, 5, 7, 9, 11 - Ventile; 2, 4 - Vakuummeter; 6 - die getestete Verbindung; 8 - kalibriertes Leck

Verdammt.2. Schema der Anlage zur Dichtheitsprüfung mit der Vakuumkammermethode der massenspektrometrischen Methode

Schema der Anlage zur Dichtheitsprüfung mit der Vakuumkammermethode der massenspektrometrischen Methode

1 2, 3, 5, 8, 10 - Ventile; 4 - die getestete Verbindung; 6 - Vakuumkammer; 7, 11 - Vakuummeter; 9, 12, 13 - Vakuumpumpen

Verdammt.3. Schema zur Dichtheitsprüfung durch Crimpen in einer Kammer für massenspektrometrische Methoden

Schema zur Dichtheitsprüfung durch Crimpen in einer Kammer für massenspektrometrische Methoden

1 - massenspektrometrischer Lecksucher; 2, 3, 6, 8, 10 - Ventile; 5 - die getestete Verbindung; 7, 11 - Vakuummeter; 9, 12, 13 - Vakuumpumpen

Verdammt.4. Schematische Darstellung der Anlage zur Dichtheitsprüfung mittels Akkumulations-Massenspektrometer-Methode

Schematische Darstellung der Anlage zur Dichtheitsprüfung mittels Akkumulations-Massenspektrometer-Methode

1 - Leckdetektor; 2, 3, 6, 7, 8 Und 12 - Ventile; 4 - kalibriertes Leck; 5 - geprüfte Verbindungen; 9 - Zeolithpumpe; 10 - Druckwandler; 11 - Vakuumpumpe

Zeichnung 5. Schema der Anlage zur Dichtheitsprüfung mit der Methode der selektiven Probenahme von Prüfgas unter Verwendung der massenspektrometrischen Methode

Schema der Anlage zur Dichtheitsprüfung mit der Methode der selektiven Probenahme von Prüfgas mittels massenspektrometrischer Methode

1 - massenspektrometrischer Lecksucher; 2 – selektiv durchlässiges Element; 3 - die getestete Verbindung; 4 - Test Kammer; 5 - Ventile

Elektronischer Dokumenttext
erstellt von Kodeks JSC und überprüft gegen:
offizielle Veröffentlichung
M.: Standards Publishing House, 1986

Methoden zur Leckerkennung sind sehr vielfältig und unterscheiden sich erheblich in der Empfindlichkeit, der selektiven Reaktion auf einen Prüfstoff, den Prinzipien zur Erkennung von Leckagen dieses Stoffes, der Art der Prüfstoffe, die bei der Durchführung der Methode verwendet werden, usw.
Klassifizierung von Methoden. Abhängig von der Art der verwendeten Testsubstanzen werden Leckagekontrollmethoden in drei Gruppen eingeteilt:
a) Gas, wenn ein beliebiges Gas (Helium, Argon, Luft usw.) als Testsubstanz verwendet wird;
b) gashydraulisch, wenn Gas (z. B. Luft) als Prüfstoff verwendet wird und die Flüssigkeit die Rolle eines Hilfsmediums bei der Feststellung der Tatsache und des Ortes eines Gaslecks spielt;
c) hydraulisch, wenn Flüssigkeit (z. B. Wasser, Öl) als Prüfsubstanz verwendet wird.
In der Tabelle 10.2 ist gegeben eine kurze Beschreibung von grundlegende Methoden der Dichtheitskontrolle.

Analyse der Tabelle 10.2 zeigt, dass es in der Praxis eine Vielzahl von Methoden zur Leckkontrolle gibt, die eine Leckkontrolle über einen weiten Bereich ermöglichen. Gleichzeitig stellt die bereitgestellte Tabelle nur eine Orientierungshilfe für die Auswahl einer bestimmten Kontrollmethode dar. Im Folgenden werden die gängigsten Methoden zur Dichtheitsüberwachung von Produkten sowie deren Vor- und Nachteile näher erläutert. In Abb. In Abb. 10.1 zeigt zur Verdeutlichung die Anwendungsbereiche der gebräuchlichsten Kontrollmethoden für den Bereich kontrollierter Austritte der Prüfsubstanz. Die gestrichelten Linien kennzeichnen die Durchflussanzeigegrenzen nur unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise bei Verwendung zusätzlicher Stoffe und Materialien, die für die Verwendung in der klassischen Interpretation der entsprechenden Methode nicht typisch sind.
Massenspektrometrische Methode. Die Methode wurde erstmals in der Kernphysik und Elektronik eingesetzt. Es wird häufig in der industriellen Prüfpraxis eingesetzt. Dies liegt vor allem an der hohen Empfindlichkeit für alle Arten von Vakuum- und Atmosphärentests. Die weite Verbreitung der Methode wird maßgeblich durch die Serienproduktion massenspektrometrischer Lecksucher, langjährige Erfahrung in deren Betrieb und vielfältige Einsatzmöglichkeiten, auch im Automatisierungsmodus, erleichtert. Im Gegensatz zu anderen Lecksuchmethoden können Sie mit der massenspektrometrischen Methode ein Leck nicht nur qualitativ bewerten, sondern auch den Durchfluss durch das Leck quantitativ mit einer Genauigkeit von bis zu 10 % messen.
Die Methode basiert auf der Erzeugung eines erhöhten Partialdrucks eines Testgases auf einer Seite der OC-Oberfläche und der Auswahl einer Testsubstanz auf der anderen Seite zur massenspektrometrischen Analyse des Vorhandenseins von Testgasmolekülen.

Tabelle 10.2
Grundlegende Methoden zur Leckerkennung

Fortsetzung der Tabelle. 10.2

Abb. 10.1 Anwendungsbereiche der wichtigsten Methoden der Leckagekontrolle

Der Partialdruck eines Gases ist der Druck, den ein in einem Gasgemisch enthaltenes Gas hätte, wenn es allein ein Volumen einnehmen würde, das dem Volumen des Gemisches bei derselben Temperatur entspricht.
Während des Tests wird der Testgasstrom, der durch den Durchgangsdefekt auf dem Weg in die Massenspektrometerkammer fließt, durch den vom Ionisator erzeugten Elektronenfluss ionisiert. Dieser Vorgang ist in Abb. dargestellt. 10.2. Das Massenspektrometer enthält folgende Hauptkomponenten: eine Ionenquelle, in der die Moleküle des Testgases in Ionen (mit Masse) umgewandelt werden M, Aufladung e) und es wird ein Ionenstrahl erzeugt konstante Energie; Analysator, bei dem der Ionenstrahl wertmäßig in Komponenten aufgeteilt wird M/e; ein Kollektor, mit dem diese Komponenten erfasst und ihre Spitzenwerte gemessen werden. Die Ionenquelle besteht aus Kammer 2, in die das Prüfgas eintritt. Ein Elektronenstrahl gelangt von der beheizten Kathode 1 in die Kammer mit einer positiven Spannung gegenüber der Kathode, wodurch das Gas ionisiert wird. Um Elektronen entlang ihrer Bewegungsrichtung zu fokussieren, wird ein Magnetfeld H1 erzeugt, entlang dessen Linien sich die Elektronen spiralförmig ausbreiten. Zwei Blenden 3 und 4 formen einen gerichteten Ionenstrahl und beschleunigen ihn aufgrund der Potentialdifferenz U0. Die Ionen werden auf die gleiche Energie beschleunigt, die durch die Formel bestimmt wird
(10.4)
Wo V- Ionengeschwindigkeit. Aufgrund der unterschiedlichen Ionenmassen ist diese Geschwindigkeit für Ionen verschiedener Elemente unterschiedlich. Anschließend gelangen die Ionen in den Analysator, der aus einer massenspektrometrischen Kammer und einem Kollektorsystem besteht. Mithilfe von Vakuumpumpen wird in der Kammer ein Vakuum von etwa 1,33 · 10-3 Pa erzeugt. Unter dem Einfluss der Lorentzkraft entsteht ein Magnetfeld R senkrecht zur Ionenbewegung eVH Ionen bewegen sich auf Flugbahnen in Form von Kreisen mit dem Radius R. Aus dem zweiten Newtonschen Gesetz mV2/R = eVH ersetzen V, finden Sie den Radius der Flugbahn
(10.5)
Somit hängt der Radius der Flugbahn vom Verhältnis ab M/e. Im Analysator werden Ionen um einen Winkel von 180° abgelenkt. In diesem Fall tritt ein Fokussierungseffekt auf: Ionen, die aus der Quelle in Form eines Strahls austreten, der in einem bestimmten Winkel divergiert und um 180° abweicht, werden wieder in einem Streifen gesammelt. Vor dem Kollektor 6 (siehe Abb. 10.2) befindet sich eine Blende 5 mit einem Eintrittsspalt im Brennpunkt des Ionenstrahls mit einer bestimmten Massenzahl, die einfach geladenen Ionen des Prüfgases entspricht. Der Kollektorionenstrom wird weiter verstärkt und von einem Leistungsmessgerät aufgezeichnet. Das Auftreten eines Testgases in der der Kammer 2 zugeführten Gasmischung erhöht den Ionenstrom stark.


Reis. 10.2. Arbeitsprinzip

Bei der Durchführung der massenspektrometrischen Methode wird üblicherweise Helium als Prüfgas verwendet. Es hat eine Reihe von Vorteilen. Nach Größe M/e Helium unterscheidet sich stark (25 %) von den nächsten Ionen anderer Gase. Dies ermöglicht die Verwendung eines breiten Schlitzes in Blende 5. Kleiner Wert M/e Bei Helium trägt es dazu bei, den Radius der Flugbahn und damit die Größe des gesamten Lecksuchgeräts zu verringern. Helium hat wenig Molekulargewicht und dringt daher gut durch kleine Lecks ein. Da in der Luft nur wenig Helium vorhanden ist (10-4 %), sind die Hintergrundeffekte von Lecksuchern, die auf der massenspektrometrischen Methode basieren, relativ gering. Helium ist kostengünstig und chemisch inert.
Massenspektrometrische Lecksucher bestehen aus Komponenten und Systemen, die Prozesse zur Erfassung von Testgaslecks, zur Umwandlung und Verarbeitung von Informationen bereitstellen.
Das empfindliche Element des Leckdetektors ist in der Regel ein 180-Grad-Magnetanalysator 3 (Abb. 10.3), der das Leck in ein elektrisches Analogsignal umwandelt, das von einem Verstärker verstärkt wird. Da der Prozess der Trennung der Testsubstanzionen unter Hochvakuum erfolgt, verfügen alle massenspektrometrischen Lecksucher über ein Vakuumsystem 4, bestehend aus einer Vorvakuum- und Hochvakuumpumpe, Vakuumkommunikation, Ventilen und einer Stickstofffalle.
Zur Steuerung elektromagnetischer Ventile, Vakuumsystemkomponenten und anderer Elemente sind Lecksucher mit einem Steuersystem 1, einem Vakuum- und Leckschreiber 2 ausgestattet. Lecksucher neueste Modelle verfügen über eingebaute Mikroprozessoreinheiten oder Mikrocomputer 5 zur Verarbeitung der Informationen des Leckdetektors, zur Optimierung seines Betriebs und zur Diagnose der Hauptsysteme.
Betrachten wir das Funktionsprinzip und den Aufbau eines massenspektrometrischen Leckdetektors. Ein massenspektrometrischer Leckdetektor ist ein hochempfindliches magnetisches Massenspektrometer, das zur Registrierung einer Testsubstanz konfiguriert ist. Es besteht aus zwei Hauptteilen: dem Vakuumsystem und elektronische Einheit. Das Vakuumsystem (Abb. 10.4) umfasst eine massenspektrometrische Kammer mit Permanentmagnet, eine Dampfölpumpe 11, eine mechanische Pumpe 1, ein kalibriertes Heliumleck 14, eine Stickstofffalle 8 und einen Vorvakuumzylinder 5. Vakuumsensor 7, Thermoelement-Druckwandler 2, Absperrventile 4, 6, 10, 13, Einlassventil 3, Pumpendrosselventil 9 und Einlassventil 12.

Die massenspektrometrische Kammer übernimmt die Grundfunktionen eines Leckdetektors. Es umfasst eine Ionenquelle und einen Ionenempfänger. Der Betriebsdruck (0,7 · 10-2 Pa) in der Massenspektrometerkammer wird durch ein Pumpsystem bereitgestellt, das aus mechanischen (z. B. NVR-0,5 D) und Dampfölpumpen (z. B. N-0,025-2) besteht. Eine mechanische (Vorvakuum-)Pumpe sorgt im Lecksuchsystem für ein Vakuum von 0,1...1 Pa. Die Dampfölpumpe erhöht das Vakuum auf 10-4...10-5 Pa. Die Stickstofffalle trägt dazu bei, die Massenspektrometerkammer vor Ölung zu schützen und das Vakuum darin zu stabilisieren. Um die Empfindlichkeit des Leckdetektors zu steuern, wird ein kalibriertes Heliumleck vom Typ „Gelite“ verwendet, das aufgrund der Diffusion von Helium durch eine Quarzmembran für einen bestimmten Gasfluss sorgt. Anstelle einer Quarzmembran tritt neues Helium aus (Abb. 10.5). Das Testgas füllt die Kapillare 1 durch die Öffnungsenden 2 der hohlen, schleifenförmigen Faser, die durch die Trennwand 3 im Gehäuse 4 verläuft, und diffundiert dann durch die Wände der Faser, wodurch eine Strömung entsteht, die weiter in den Testhohlraum gerichtet ist. Zu den Vorteilen solcher Lecks gehören eine erhöhte Betriebssicherheit und ein breiteres Spektrum an Prüfsubstanzen, mit denen ein solches Leck arbeiten kann.

Der elektronische Teil des Leckdetektors besteht aus einem Bedienfeld 1 und separaten Blöcken: Messung des Ionenstroms 3 mit einer externen elektrometrischen Kaskade 2, Messung des Drucks 4, Stromversorgung der Vakuumventile 5, Stromversorgung der Kammer 6. Die Beziehung von Die Verbindung der aufgeführten Einheiten untereinander, der Massenspektrometerkammer 7 und dem Vakuumsystem 8 ist in Abb. dargestellt. 10.6.
Die Justierung des Lecksuchgeräts erfolgt über ein kalibriertes Leck. Bestimmen Sie zunächst die Amplitude der Schwankungen des Hintergrundsignals als Differenz zwischen Maximum und Minimum A fmax Hintergrundsignalwerte:
(10.6)
Anschließend wird der minimale Heliumfluss anhand der Formel ermittelt
(10.7)
Wo J t – Heliumleckstrom (gemäß Markierung auf dem Leckkörper), m3 Pa/s; A t - Lecksignal J t, in Skaleneinteilungen. Der Teilungswert der Messuhr der Ionenstrom-Messeinheit des Leckdetektors ergibt sich aus der Formel
(10.8)
Leckstrom J g in m3 Pa/s beim Arbeiten mit reinem Helium wird anhand der Formel abgeschätzt
(10.9)
Wo A d – Ablesung von einem Zeigergerät aufgrund des Austretens von Helium in das Testvolumen. Wird anstelle von reinem Helium ein Gemisch aus Helium und Luft verwendet, so wird zur Formel (10.9) der Faktor 1/ addiert. J, Wo J- Heliumkonzentration in der Mischung.
Generelle Form Einer der häuslichen Lecksucher ist in Abb. dargestellt. 10.7. Es hat eine Empfindlichkeitsschwelle für den Testgasfluss von 7 · 10-13 m3 Pa/s, bietet einen halbautomatischen Zugriff auf den Hochvakuum-Pumpmodus des Analysators nach Drücken der „Start“-Taste und eine halbautomatische Abschaltung des Lecks Der Melder ermöglicht nach Drücken der „Stop“-Taste einen kontinuierlichen Betrieb während des Tages unter Beibehaltung seiner technische Eigenschaften. Der Lecksucher ist mit verschiedenen Systemen ausgestattet, die ihn vor ungünstigen Situationen schützen. Wenn der Druck im Analysator auf ein Niveau von etwa 2 · 10-2...3 · 10-2 Pa ansteigt, wird der Glühfaden der Kathode der Ionenquelle des Analysators automatisch abgeschaltet. Im Falle einer Notabschaltung der Versorgungsspannung wird automatisch das Schließen des PMP-Ventils (Abpumpen der Dampf-Öl-Pumpe) und das Öffnen des „Inlet“-Ventils (Lufteinlass) sichergestellt. Der Lecksucher besteht aus zwei Hauptblöcken: SV-14 (Vakuumsystem) und UR-14 (Aufzeichnungsgerät).
Der Aufbau des Leckdetektors ist in Abb. dargestellt. 10.8.
Die Haupteinheit ist ein massenspektrometrischer Analysator 6, dessen Eingang über die Ventile 4 und 7 erfolgt elektromagnetische Antriebe; Stickstofffalle 2 und Handventil 3 werden mit einem Prüfsubstanzstrom versorgt. Der Ionenkollektor des Analysators ist mit dem Eingang des elektrometrischen Verstärkers 5 verbunden, dessen Signal dem Gleichstromverstärker 21 zugeführt wird. Gleichzeitig wird das Lecksuchsignal mit der Vorrichtung 9 überwacht. Der Ausgang dieses Verstärkers umfasst eine Messuhr sowie akustische und Lichtanzeigen. Zur Steuerung der Empfindlichkeit des Leckdetektors wird ein Heliumleck 12 verwendet. Der Betriebsdruck im massenspektrometrischen Analysator wird durch ein Pumpsystem bestehend aus einer Drehschieberpumpe Typ 3NVR - 1D 20 und einer Dampfölpumpe Typ N- bereitgestellt. 0,25-2 13. Die Eingangsdruckkontrolle bei Seite OK und in der Vorvakuumleitung erfolgt durch Druckwandler 11 und 16 Typ PMT-6-3, die Druckkontrolle im Hochvakuumvolumen des Lecksuchers erfolgt durch einen magnetischen Druckmessumformer mit elektrischer Entladung 8. Das Vakuumsystem des Lecksuchgeräts beim Ein- und Ausschalten und im Betrieb wird über Magnetventile 4, 7, 14, 15 gesteuert. Ventile 1, 3, 10 s manuelle Antriebe.
Die Magnetventile werden von der Steuereinheit 17 gesteuert. Das halbautomatische Steuerprogramm für den Ein- und Ausschaltvorgang des Leckdetektors wird von der V22 eingestellt. Die manuellen Bedienelemente befinden sich auf dem Bedienfeld 18. Der Zustand des Vakuumsystems wird durch einzelne reflektiert Anzeigegeräte Anzeige 19. Das Aufzeichnungsgerät UR-14 enthält außerdem einen Emissionsstabilisator 23, Anzeigeelemente 24 und ein Netzteil 25.
Die Vielfalt der Objekte hinsichtlich Volumen und Leistungsmerkmalen bestimmt die Vielfalt der Methoden zur Umsetzung der massenspektrometrischen Prüfmethode. Die Wahl der Prüfmethoden wird maßgeblich von den Betriebsbedingungen der Objekte und den Anforderungen an deren Dichtigkeitsgrad beeinflusst.

Abb. 10.7, Massenspektrometrischer Lecksucher Typ TI 1-14

Reis. 10.8. Blockschaltbild des Lecksuchgeräts TI 1-14

Die allgemeine Methodik zum Testen von Objekten auf Lecks ist wie folgt. In der Regel wird im ersten Prüfschritt die Gesamtdichtheit des Prüflings beurteilt. Zukünftig wird bei Bedarf eine Suche nach Lecks durchgeführt und die Lage der Leckstellen geklärt. Nach der Beseitigung der festgestellten Undichtigkeiten wird die erste Testphase wiederholt, um den Grad der Dichtheit des OK festzustellen. In diesem Fall werden die besten Ergebnisse unter Bedingungen erzielt, bei denen der gesamte Gasstrom durch den Lecksucher gepumpt wird. Daher wird empfohlen, Prüfungen von Objekten, deren Gasabscheidestrom den zulässigen Betriebsstrom des Lecksuchgeräts nicht überschreitet, bei ausgeschalteter Hilfspumpausrüstung und dem gesamten durch den Lecksucher geleiteten Gasstrom durchzuführen. Für einen Lecksucher TI1-14 beträgt der maximal zulässige Arbeitsdurchfluss beispielsweise J= 2 · 10-4 m3 Pa/s.

Reis. 10.9. Typische Schemata Tests

In der Prüfpraxis werden die Methode der Heliumkammern und -deckel, die Methode einer Vakuumkammer (Druckkammer), die Methode der Vakuumsaugnäpfe, die Methode der Ansammlung von Prüfgas in einer Kammer, die Sondenmethode usw. verwendet Wir betrachten typische Testschemata, die spezifische Kontrollmethoden implementieren. In Abb. 10.9, und das zum Testen verwendete Diagramm wird gezeigt einzelne Elemente oder Teile von Gegenständen, deren Gesamtgasdurchfluss den maximal zulässigen Lecksucherdurchfluss überschreitet. In diesem Diagramm, wie auch in allen folgenden, ist der Lecksucher durch eine strichpunktierte Linie gekennzeichnet. Hier gibt es eine Pumpgruppe (Vorvakuum- und Diffusionspumpen) und einen Analysator 9, ein Heliumleck 6, ein manuelles Ventil 7 zum Anschließen des Heliumlecks, ein elektromagnetisches Ventil 5 zum Schutz des Eingangs, einen Druckwandler 4 zur Steuerung des Vakuums, Ventil 8 dient zur Drosselung des Leckdetektoreingangs. Die Hilfsvorvakuumpumpe 3 ist über Ventil 2 mit dem Objekt 1 verbunden. Diese Pumpe wird sofort nach Anlegen eines Vorvakuums (0,1...1 Pa) in den Objekten und in den Verbindungsleitungen abgeschaltet, wenn der gesamte Gasfluss dies nicht tut den maximal zulässigen Durchfluss des Lecks überschreiten. Überschreitet der Gesamtgasdurchfluss den zulässigen Grenzwert, werden Tests mit einer ständig laufenden mechanischen Pumpe durchgeführt. Nach diesem Schema wird das Prüfobjekt direkt an den Einlassflansch des Lecksuchgeräts angeschlossen.
Im Gegensatz zum vorherigen Diagramm in Abb. 10.9, b, wird bei der Prüfung von Objekten oder Teilen davon mit großer Gasverteilung und Leckage sowie beim Anschluss eines Lecksuchgeräts an ein Hochvakuumobjekt verwendet. Nach diesem Schema wird der Prüfling über Ventil 2 mit der Hochvakuumpumpe 10 verbunden, die wiederum mit der Vorvakuumpumpe 3 verbunden ist.

Reis. 10.10. Typische Prüfschemata mit Leckortung

Wenn es erforderlich ist, eine maximale Gasabsaugung in den Leckdetektor und eine kurze Signalaufbauzeit sicherzustellen und dadurch geringe Durchflussmengen anzuzeigen, verwenden Sie die in Abb. 10,9, c. Dieses Schema wird besonders häufig bei der Prüfung von stark gasemittierenden oder stark leckenden großvolumigen Objekten eingesetzt.
Die Verwendung einer Hochvakuumpumpe (z. B. Dampf-Öl-Pumpe) als Hilfspumpe ermöglicht es häufig, selbst bei großer Gastrennung oder Undichtigkeit des getesteten Volumens einen niedrigen Wert zu erreichen Gesamtdruck, der den maximalen Betriebsdruck in der Massenspektrometerkammer des Lecksuchgeräts nicht überschreitet. Dies ermöglicht die Durchführung von Prüfungen bei vollständig geöffnetem Lecksucher-Einlassventil.
Das Sondenprüfverfahren (Abb. 10.10, a) dient der Erkennung von Lecks an gasgefüllten Objekten. Sonde 1 ist eine Saugvorrichtung, deren Leitfähigkeit den Durchgang eines Durchflusses von 2 · 10-3...5 · 10-3 m3 Pa/s gewährleistet. Alle Bezeichnungen im Leckdetektorblock (durch eine gestrichelte Linie eingekreist) in Abb. 10.10 sind identisch mit den Bezeichnungen in. Lecksuchblöcke in Abb. 10.9. Die Sonde wird entlang der Oberfläche des mit Helium gefüllten Prüflings bewegt. Zur Kontrolle der thermischen Eigenschaften von Blechzuschnitten, offenen sowie gasgefüllten Gegenständen und deren Teilen wird das Vakuumsaugerverfahren eingesetzt, dessen Umsetzung nach dem Schema in: Abb. erfolgen kann. 10.10, geb. Bei diesen Tests wird auf der zu prüfenden Oberfläche ein Vakuumsauger 1 installiert, von dessen gegenüberliegender Seite Helium zugeführt wird.
Bei der Prüfung kleiner Produkte, die im Hochleistungsregelkreis geprüft werden, kommt eine Schaltung zum Einsatz; in Abb. dargestellt. 10.11. Der Kreislauf umfasst OK 2 in Kammer 1. Im Inneren des Objekts entsteht ein Gasüberdruck. Um in der Kammer ein Vakuum von 0,7...10-2 Pa zu erzeugen, werden eine Vorvakuumpumpe 17 und eine Hochvakuumpumpe 19 verwendet. Vakuummeter 26 und 25 dienen zur Steuerung des Nieder- bzw. Hochvakuums. Для контроля утечки из ОК 2 гелия в камеру в схему включается течеискательное масс-спектрометрическое устройство (течеискатель), включающее масс-спектрометрическую камеру 23, форвакуумный 18 и высоковакуумный 20 насосы, азотную ловушку 21, контрольную течь «Гелит» 22, вакуумметры 27 и 28 und andere Hilfselemente. Bei der Überwachung der Dichtheit eines Objekts wird zunächst das erforderliche Vakuum in der Kammer erzeugt, dann wird nach entsprechender Vorbereitung die massenspektrometrische Kammer 23 angeschlossen, die einen Leckagewandler darstellt elektrisches Signal. Die Schaltungselemente werden über die Ventile 3...15 verbunden.

IN In letzter Zeit Bei der Umsetzung der massenspektrometrischen Überwachung werden zunehmend Turbomolekularpumpen (TMPs) eingesetzt. Das Interesse an TMN ist kein Zufall. Diese Pumpen haben eine Reihe von Vorteilen, wie z. B. kurze Vorbereitungszeit für Tests (3 bis 5 Minuten), keine Notwendigkeit, während des Kontrollprozesses flüssigen Stickstoff zu verwenden, das Spektrum des restlichen TMN-Gases ist weitgehend frei von Kohlenwasserstoffdämpfen Die massenspektrometrische Kammer ist vor dem Eindringen von Luft geschützt. Darüber hinaus weisen sie einen deutlich geringeren Kompressionsgrad leichter Gase auf als schwerere.

Reis. 10.13. Blockdiagramm der massenspektrometrischen Gegenstromsteuerung

Turbomolekularpumpen entfernen Gas mithilfe beweglicher Teile aus einem Vakuumsystem. Diese Pumpenbetriebsart wird molekulares Pumpen genannt. In der Praxis haben TMPs mit zueinander senkrechter Bewegung der Arbeitsflächen und der Strömung (angezeigt durch Pfeile) des gepumpten Gases eine größere Verbreitung gefunden (Abb. 10.12). Im Gehäuse 2 sind am Rotor 1 befestigte Statorräder 4 befestigt, zwischen denen sich Räder 3 drehen. Die Rotorräder sind in Form von Scheiben mit Schlitzen ausgeführt. Die Statorräder haben gespiegelte Schlitze gleicher Form. Die Geschwindigkeit des TMP-Abpumpens hängt geringfügig von der Gasart ab. Enddruck 10-7...10-9 Pa. Basierend auf TMN gelang es, eine Gegenstrommethode zur massenspektrometrischen Überwachung zu entwickeln (Abb. 10.13). Produkt 1 wird an die Vorvakuumpumpe 4 und an die Vorpumpleitung der Turbomolekularpumpe 3 angeschlossen. Beim Anblasen des Objekts mit Helium und bei Vorliegen von Durchgangsdefekten dringt Helium als Testsubstanz durch das TMP in Richtung durch Diffusion entgegen der Pumprichtung in die Kammer des massenspektrometrischen Lecksuchers 2 ein.
Basierend auf dem betrachteten Schema, Leckerkennungsanlagen und automatisierte Systeme Dichtheitskontrolle. Wir stellen außerdem fest, dass die Gegenstrommethode unter Bedingungen großer Gaslasten eine Erhöhung der Empfindlichkeit um etwa das 6- bis 8-fache bietet. Unter Berücksichtigung der oben genannten Vorteile massenspektrometrischer Schemata mit TMN wenden sich Entwickler zunehmend ihrer praktischen Umsetzung zu.
Halogenmethode. Das Verfahren findet in der Lecksuchtechnik breite Anwendung und konkurriert erfolgreich mit anderen Verfahren. Die Methode wird bei der Inspektion großvolumiger Produkte oder Systeme mit stark verzweigten Rohrleitungen eingesetzt. Es wird bevorzugt bei der Überwachung der Dichtheit von Objekten eingesetzt, in denen als technologische Stoffe halogenhaltige Stoffe verwendet werden (Aerosolverpackungen, Klimaanlagen, Kühlschränke usw.).
Halogene (von griechisch halos und genes – gebären) – chemische Elemente Fluor, Brom, Jod, Chlor, Bestandteile Hauptuntergruppe Gruppe VII des Periodensystems.
Die Halogenmethode basiert auf der Nutzung des Effekts der zunehmenden thermionischen Emission von der Oberfläche von erhitztem Platin in Gegenwart von halogenhaltigen Substanzen (Halone, Tetrachlorkohlenstoff usw.). Dieser Effekt wurde erstmals 1944 von Rice entdeckt. Der Autor dieser Entdeckung und andere Spezialisten, die diesen Effekt später untersuchten, stellten fest, dass das Phänomen sowohl bei Atmosphärendruck als auch im Vakuum beobachtet wird, in jedem Fall jedoch die Anwesenheit einer bestimmten Menge Sauerstoff oder Luft erforderlich ist. Auf diesem Effekt basierende Halogengeräte weisen eine charakteristische Abhängigkeit des Stromanstiegs von der Konzentration der Testsubstanz auf, die trotz einer Erhöhung der Halogenkonzentration ein Strommaximum aufweist und dann abnimmt.
Basierend auf einer Analyse nachfolgender Arbeiten wurde nachgewiesen, dass die Halogenmethode auf einer katalytischen Methode basiert chemische Reaktion. Sie erfolgt in mehreren Stufen: thermische Dissoziation des Ausgangsmoleküls der Testsubstanz, Bildung von Halogenoxiden auf der Platinoberfläche und deren Zersetzung. Die Emissionsstromdichte ist proportional zur Geschwindigkeit dieser Grundreaktion. Parallel dazu erfolgt die Desaktivierungsreaktion des empfindlichen Elements aufgrund der Wirkung von Kohlenstoff, der bei der thermischen Zersetzung von Halogenen entsteht.
Als testhalogenhaltige Substanzen werden Freone (Freonen), beispielsweise Freon-12, Freon-22, verwendet. Die Eigenschaften dieser Freone sind in der Tabelle angegeben. 10.3.

Tabelle 10.3

Freone sind chemisch inerte und wenig toxische Substanzen. Dehydrierte Freone im flüssigen und dampfförmigen Zustand sind gegenüber allen Metallen völlig inert. Da sie jedoch viele organische Substanzen gut lösen, verursachen sie ein Aufquellen der Dichtungen. Wenn Freon als Testsubstanz verwendet wird, wird daher freonbeständiger Gummi verwendet. Für Freon-22 werden Polytetrafluorethylen-Dichtungen empfohlen.
Die Halogenmethode ermöglicht ebenso wie die massenspektrometrische Methode die Überwachung der Dichtheit anhand verschiedener Schemata, einschließlich einer darauf basierenden automatisierten Prüfung.
Breit industrielle Anwendungen Die Methode im In- und Ausland wird durch die Serienproduktion von Halogen-Lecksuchern erleichtert – Geräte, die einfach und zuverlässig im Betrieb sind und gleichzeitig eine relativ hohe Empfindlichkeit aufweisen.
Am häufigsten wird die Halogenmethode mit der Sondenmethode verwendet, bei der eine halogenhaltige Testsubstanz in das Innere eingebracht wird und eine mit einem Aufzeichnungsgerät (Leckdetektor) verbundene Sonde nach außen entlang der vermuteten Leckstellen bewegt wird. Um eine Kontamination des Raums mit Halogenen zu vermeiden, ist es vor der Prüfung mit einem Halogen-Lecksucher erforderlich, die Prüfung mit weniger empfindlichen Methoden, wie z. B. einem Manometer, durchzuführen. Mit der Prüfung mit einem Halogen-Lecksucher kann erst dann begonnen werden, wenn größere Lecks beseitigt wurden oder festgestellt wurde, dass diese nicht vorhanden sind. Diese Regel ist immer dann zu beachten, wenn eine hochempfindliche Dichtheitsprüfmethode verwendet wird oder wenn bei der Prüfung eine Prüfsubstanz zum Einsatz kommt, deren Verlust aus wirtschaftlichen oder ökologischen Gründen unerwünscht ist.

Tests können durchgeführt werden reines Freon oder eine Mischung aus Freon und Luft. In der Regel werden Tests mit reinem Freon mit kleinen OC-Volumina gemäß dem in Abb. dargestellten Diagramm durchgeführt. 10.14. Zunächst wird mit der Vakuumpumpe 3 Luft durch die Ventile 2 und 4 OK 5 abgepumpt, wodurch ein leichtes Vakuum entsteht. Anschließend wird über Ventil 1 OK Freon eingefüllt, dessen Druck durch den Freon-Dampfdruck bei der Prüftemperatur begrenzt wird. So beträgt beispielsweise bei einer Temperatur von 20 °C der Freon-Dampfdruck 0,573 · 10-5 Pa = 5,78 kgf/cm2. Nach dem Befüllen des OK mit Freon erfolgt eine Inspektion mit einer Halogen-Lecksuchsonde. Nach den Tests wird das Freon zur Regeneration zugeführt, um es anschließend in weiteren Tests verwenden zu können.
Beim Testen mit einer Mischung aus Freon und Luft ergibt sich das in Abb. 10.15. In diesem Fall wird zunächst eine bestimmte Menge gasförmiges Freon unter Druck in den OK 5 eingelassen, und dann wird über das Ventil 6 Druckluft in den OK zugeführt, um den erforderlichen Druck des Freon-Luft-Gemisches zu erzeugen (die restlichen Bezeichnungen lauten wie folgt). in Abb. 10.14). Dies gewährleistet die notwendige Sensitivität von Tests bei niedrigen Konzentrationen von Freon als Testsubstanz. Nach dem Test wird die Mischung mithilfe eines Regenerationssystems aus dem OC entfernt. Die Empfindlichkeit der Rohrprüfung mit einem Halogen-Lecksucher wird durch die Formel bestimmt

(10.10)
Wo MIT- Konzentration von Freon in der Mischung, Rs- Gasgemischdruck; Ra- Atmosphärendruck; ηс ist die Viskosität des Gasgemisches, ηв ist die Viskosität von Luft.
Durch Veränderung des Drucks der Mischung oder der Freonkonzentration ist es möglich, die Empfindlichkeit der Tests in einem weiten Bereich zu verändern.

Reis. 10.16. Sensorelement für Halogen-Lecksucher

Halogen-Lecksucher nutzen die Eigenschaft von erhitztem Platin, die Emission positiver Ionen in Gegenwart von halogenhaltigen Stoffen stark zu steigern.
Das empfindliche Element des Leckdetektors, befestigt am Sockel 4, ist eine Platindiode mit direkt beheizter Anode, die auf ein Keramikrohr gewickelt ist (Abb. 10.16). Die aus dem keramischen Hohlelement 3 verdampften Alkalimetalle werden auf der erhitzten Oberfläche des Platins des Emitters 1 ionisiert. Die Ionen gelangen von dort in die zweite Elektrode – den Platinkollektor 2, der mit dem Eingang des Gleichstromverstärkers verbunden ist. Ein Zeigergerät am Ausgang des Verstärkers registriert einen Anstieg des Ionenstroms, wenn ein Leck erkannt wird. Das Signal wird dupliziert Tonanzeige.
Der Halogenkonverter ist als Pistolensonde ausgeführt. In seinem vorderen Teil befindet sich ein empfindliches Element. Belüftungsgerät befindet sich hinter dem empfindlichen Element und sorgt für eine kontinuierliche Durchströmung des Gas-Luft-Gemisches.
Im Kit des Serien-Halogen-Lecksuchers GTI-6 ist neben dem atmosphärischen Konverter auch ein Vakuumkonverter enthalten. Es ist auf einem Flansch montiert und enthält neben dem empfindlichen Element einen Sauerstoffinjektor, der durch die Eigenwärme des laufenden Konverters erhitzt wird. Durch die thermische Zersetzung von Kaliumpermanganat (KMnO)4 setzt der Injektor Sauerstoff frei. Die Verwendung eines Sauerstoffinjektors trägt dazu bei, die hohe Empfindlichkeit des Konverters bei Hochvakuumbedingungen aufrechtzuerhalten.
Halogen-Lecksucher sind mit einem kalibrierten Leck „Halot“ ausgestattet, dessen Wirkung auf dem Gleichgewichtsfluss von sublimierendem Dampf basiert solide(Hexachlorethan) durch ein ständig offenes kleines Loch. In diesem Fall wird der Freon-12-Fluss im Bereich von 0,9 · 10-7 bis 1,3 · 10-6 m3 Pa/s simuliert.
Zur Prüfung von Objekten (Produkten) im Feld oder wenn eine autarke Stromversorgung gewährleistet werden muss, werden Batterie-Lecksucher vom Typ BGTI-7 eingesetzt, die über eine Aufzeichnungseinheit mit empfindlichem Element und einen Akku verfügen.
Seit 1988 begann die Serienproduktion der Halogen-Lecksucher TI2-8, deren Empfindlichkeitsschwelle der Empfindlichkeitsschwelle des GTI-6-Lecksuchers entspricht. Der Lecksucher TI2-8 basiert jedoch auf einer neuen Elementbasis, ist kompakter und einfacher zu bedienen. Es dient zur Kontrolle der Dichtheit verschiedene Systeme und Volumina, die das Abpumpen aus dem inneren Hohlraum ermöglichen, sowie solche, die mit Freon und einem Gemisch aus halogenhaltigen Gasen gefüllt sind. Die Zeitkonstante des Leckdetektors beträgt maximal 1,5 s. Strukturell besteht es aus einer Fernsonde und einem Aufzeichnungsgerät. Darüber hinaus ist es mit einem Vakuumsensor und einem Gebläse ausgestattet. Empfindlichkeitsschwelle 1 · 10-7 m3 Pa/s. Darauf aufbauend können Tests sowohl unter atmosphärischen Bedingungen als auch im Vakuum durchgeführt werden.
IN letzten Jahren Es tauchten neue Arten von Halogen-Lecksuchern auf. Der Unterschied zu Serienmodellen besteht darin, dass im empfindlichen Element eine räumliche Trennung des Keramikmaterials und des Emitters vom Kollektor besteht. In diesem Fall wird die Möglichkeit einer Vergiftung des empfindlichen Elements verringert und allgemein verringert Leistungsmerkmale.
Es ist zu beachten, dass sich der Anwendungsbereich von Halogen-Lecksuchern in Zukunft verringern wird, was durch die konsequente Abkehr von der Verwendung von Freon, das die Ozonschicht der Erde zerstört, bei Tests erklärt wird. Offensichtlich werden Halogen-Lecksucher in Zukunft am häufigsten zur Überwachung von Halogenspuren in Anlagen, in Forschungslaboren und in Sonderfällen bei der Prüfung von Objekten eingesetzt.
Das katharometrische Verfahren zur Dichtheitsüberwachung basiert auf der Nutzung der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit eines Gasgemisches von der Konzentration einer seiner Komponenten (Prüfsubstanz), deren Wärmeleitfähigkeit sich deutlich von der Wärmeleitfähigkeit der anderen Komponenten unterscheidet .
Um die Leistungsfähigkeit der Methode darzustellen, präsentieren wir Daten zur Wärmeleitfähigkeit einiger Gase λg (Tabelle 10.4).
Ein Vergleich der Wärmeleitfähigkeiten einzelner Gase und Luft zeigt, dass der Einsatz der katharometrischen Methode dann vorzuziehen ist, wenn Helium oder Wasserstoff als Prüfgase verwendet werden oder wenn sich Chlor im OC befindet.

Tabelle 10.4
Wärmeleitfähigkeit einiger Gase und Dämpfe bei 0 °C und 98,1 kPa

Für praktische Anwendung Die Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit eines Gasgemisches von der Zusammensetzung wird durch eine Gleichung beschrieben, die additiv zu den Wärmeleitfähigkeiten der einzelnen Komponenten des Gemisches ist:
(10.11)
Wo MIT 1, MIT 2,..., C N- Konzentration der Komponenten in Bruchteilen einer Einheit; λ1, λ2,…, λ N- Wärmeleitfähigkeit von Bauteilen.
Die katharometrische Methode ist nicht selektiv; sie kann zur Kontrolle der Leckage binärer oder quasibinärer Prüfgase verwendet werden, für die die Beziehung (10.11) auf die Form reduziert werden kann
(10.12)
Wo MIT n ist der Volumenanteil des Prüfgases; λav ist die durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit der Summe nicht nachweisbarer Komponenten (z. B. in Luft). In diesem Fall gilt λg>>λavg.
Wie aus Gleichung (10.12) hervorgeht, ist für ein binäres Gasgemisch dessen Wärmeleitfähigkeit ein eindeutiges Kriterium für den Prüfgasfluss.
Um die Wärmeleitfähigkeit einer Gasmischung zu messen, wird ein durch Strom erhitzter Leiter verwendet, der in einer Kammer platziert wird, die mit der zu analysierenden Mischung gefüllt ist. Erfolgt die Wärmeübertragung vom Leiter zu den Kammerwänden überwiegend durch Wärmeleitfähigkeit, so ergibt sich folgender Zusammenhang:
(10.13)
Wo Q t ist die vom Leiter pro Sekunde abgegebene Wärmemenge; l,D- Länge und Durchmesser des Leiters; D- Kammerdurchmesser; λcm – Wärmeleitfähigkeit des Gasgemisches; T P, T c ist die Temperatur des Leiters und der Kammerwände.
Wenn die vom Leiter abgegebene Wärme konstant ist Q t und Temperatur der Kammerwände T c abhängig von der Temperatur Umfeld, die Wärmeleitfähigkeit des Gasgemisches bestimmt eindeutig die Temperatur des Leiters und damit seinen Widerstand, der in der Brückenschaltung enthalten ist Messkreis. Basierend auf dieser Abhängigkeit werden katharometrische Lecksuchgeräte und -geräte hergestellt.

Reis. 10.17. Diagramm des empfindlichen Elements eines katharometrischen Leckdetektors (a),
Leckdetektor-Brückenschaltung (b)

Der Lecksuchsensor besteht aus einem Gehäuse 1 mit zwei parallelen Räumkanälen (Abb. 10.17, c), in die zwei dünne Platin- oder Platin-Rhodium-Fäden 2 eingebaut sind, die die Funktion übernehmen elektrischer Wiederstand. In Abb. 10.17, b zeigt den Widerstand R 1i R 2, in den Brückenmesskreis eingebunden. Der Sensor ist in Form einer Fernsonde konzipiert, die zur Sondenprüfung von kontrollierten Objekten eingesetzt wird. Das Lecksuchset enthält mehrere Spitzen unterschiedlicher Konfiguration für den einfachen Zugang zu schwer zugänglichen Testoberflächen.
Am Beispiel eines Lecksuchgeräts vom Typ TP 7101M werden die Konstruktions- und Schaltungsmerkmale katharometrischer Lecksuchgeräte sowie mögliche Verbesserungsansätze betrachtet. Dieser Lecksucher ist tragbar und ermöglicht es einem oder mehreren Bedienern, große und ausgedehnte Objekte zu prüfen und ihre Kontrollbereiche abzugrenzen. Der Lecksuchsonden-Konverter wird über einen flexiblen Schlauch mit der Messeinheit verbunden. Das massive Kupfergehäuse des Konverters beherbergt die Arbeits- und Referenzzellen. Die Austrittsöffnungen der Zellen sind mit einer gemeinsamen Gasstromquelle verbunden, die sich in der Messeinheit befindet. Zur Anzeige einer Leckage ist das Messgerät mit einer Messuhr und einem akustischen Alarm ausgestattet. Eine Beurteilung der Dynamik des katharometrischen Leckdetektors ergab, dass die Zeit bis zum Erreichen des maximalen Signals etwa 1 s beträgt. Dies wird durch die Verzögerung der Bewegung des Testgases zu den empfindlichen Elementen erklärt. Die Signalabklingzeit ist sogar noch länger und beträgt ca. 5 s. Empfindlichkeitsschwelle für Helium 2,3 · 10-6 m3 Pa/s. Gewicht 4 kg.
Wie Sie sehen, ist die Empfindlichkeit des Lecksuchgeräts gering. Sein großer Vorteil liegt jedoch in der Vielseitigkeit des Lecksuchgeräts, da sich das gleiche Gerät in gewisser Weise zum Aufspüren von Lecks beim Pressen von Produkten mit unterschiedlichen Gasen eignet. Es ist vielversprechend, einen solchen Lecksucher zur Überprüfung von Gasleitungen mit brennbaren Gasen einzusetzen ( Erdgas, Propan, Butan usw.). Der Einsatzbereich katharometrischer Lecksuchgeräte erstreckt sich auch auf Fälle, in denen es vor hochsensiblen Tests darum geht, schwerwiegende Leckagen zu erkennen, d. h. führen Sie eine Vorkontrolle von Objekten durch.
Die Elektroneneinfangmethode basiert auf der Fähigkeit bestimmter Gasmoleküle, Elektronen einzufangen und sich dadurch in Elektronen umzuwandeln. negative Ionen. Diese Eigenschaft von Stoffen wird Elektronenaffinität genannt. Sie wird durch die Energie charakterisiert, die bei der Bildung eines negativ geladenen Ions freigesetzt wird. Beispielsweise beträgt die Elektronenaffinität von Sauerstoffatomen 1,46 eV.
Dieser Vorgang kann anhand der unten angegebenen Beziehung schematisch dargestellt werden. Unter dem Einfluss der radioaktiven Strahlung von β-Tritium werden Gasmoleküle in der Detektorkammer ionisiert N Es entstehen 2 und langsame Elektronen e M:
(10.14)
Unter dem Einfluss der angelegten Spannung bewegen sich diese Elektronen zur Anode, wodurch ein Strom im Stromkreis entsteht. Wenn ein Gas, das Moleküle mit Elektronenaffinität enthält, in die Kammer des Sensorelements eindringt, erscheinen negative Ionen. Sie haben eine viel größere Fähigkeit zur Rekombination als Elektronen positive Ionen Stickstoff, was letztendlich zu einer Verringerung der Anzahl der die Anode erreichenden Elektronen und dementsprechend zu einer Verringerung des Ionisationsstroms (Hintergrundstroms) führt. Die Abnahme dieses Stroms beim Durchgang des Prüfgases durch das Messelement dient als Maß für dessen Menge.
Da verschiedene Gase unterschiedliche Fähigkeiten zum Einfangen von Elektronen haben, zeichnen sich die empfindlichen Elemente solcher Lecksucher durch Selektivität beispielsweise gegenüber halogenhaltigen organischen Verbindungen aus. Die Empfindlichkeit von Elektroneneinfangsensorelementen gegenüber verschiedenen Testgasen hängt vom Grad der Elektronegativität oder Elektronenaffinität dieser Gase ab. Allerdings variiert die Elektronenaffinität des Prüfgases mit der Energie der freien Elektronen. Durchschnittswert Die Elektronenenergie in der Ionisationskammer wird durch das elektrische Feld und die Art des Trägergases bestimmt. Durchschnittliche Energie freier Elektronen bei einer bestimmten Stärke elektrisches Feld mehr für einatomige Gase (zum Beispiel Argon) und weniger für mehratomige Gase, zum Beispiel Kohlendioxid. Bei entsprechender Auswahl des Trägergases und des an die Kammer angelegten Potentials können Elektronen mit beliebiger mittlerer Energie gewonnen werden, wodurch Elektronenfang-Lecksucher gezielt auf verschiedene Prüfgase empfindlich gemacht werden können.
Es gibt verschiedene Arten von Leckdetektoren mit elektronischer Erfassung. Sie alle zeichnen sich dadurch aus, dass Leckagen mit elektronegativen Gasen und Dämpfen als Prüfsubstanzen angezeigt werden. Um Lecks in Vakuumsystemen zu erkennen, eignet sich ein Vakuum-Lecksucher VTI-1, der aus einem Magnetron-Druckmessumformer und einer einfachen Messeinheit besteht. Der Konverter ist an das Vakuumsystem angeschlossen. Bei der Suche nach Lecks mit VTI-1 werden Freon-12 und SF6-Gas verwendet. Zur Überprüfung der Dichtheit ölfreier Vakuumsysteme empfiehlt sich die Verwendung von VTI-1.

Reis. 10.18. Elektronische Lecksuchschaltung

Der Anwendungsbereich universeller elektronischer Lecksucher, die kein Absaugen der Prüfobjekte erfordern, ist viel breiter. Dies gilt zunächst für einen Leckdetektor, der als Elektroneneinfangdetektor bezeichnet wird (nach dem Namen des in der Chromatographie weit verbreiteten Elektroneneinfangdetektors). Der Lecksucher ist eine Ionisationskammer mit zwei Elektroden und einer Radioisotopenquelle (Tritium) für ionisierende β-Strahlung. Konverter ICH Der Lecksucher besteht aus einem Detektor 3, einem Ejektor 2 und einer Drossel 4 zur Regulierung der Auswahl eines Gasgemisches (Abb. 10.18). Der Ejektor sorgt durch die Erzeugung eines Vakuums für die Versorgung des empfindlichen Elements mit Prüfgas oder Luft. Der Konverter ist mit einer Hohlnadelsonde 1 verbunden. Messeinheit II Enthält zusätzliche pneumatische Drosseln 5 und 7 zur Einstellung der Durchflussrate des Trägergases, Filter 8 zur Reinigung des Trägergases von Ölpartikeln und anderen Verunreinigungen Elektrischer Teil Die Messeinheit umfasst eine Stromversorgung 8, einen Verstärker 9, eine Autokompensationsvorrichtung für das Lecksuchsignal 10 und ein Aufzeichnungsgerät 11. Zusätzlich zu diesen Systemen und Blöcken umfasst der Messteil des Lecksuchgeräts auch einen Leckalarm Tongenerator, ein Komparator und andere Elemente, die im Diagramm nicht dargestellt sind. Der Lecksucher kann an externe Geräte angeschlossen werden, beispielsweise an ein Signalaufzeichnungssystem, eine Vorrichtung zur automatischen Ausschleusung von auslaufenden Produkten usw.

Reis. 10.19. Diagramm des Plasma-Leckdetektors

Der Einsatz des betrachteten Elektroneneinfang-Lecksuchers ist bei der Suche nach Lecks im Hochspannungsbereich sehr effektiv elektronische Geräte mit SF6-Gasfüllung. Es kann mit einem Manometer konkurrieren, indem es Luftlecks in einer mit Stickstoff gespülten Kammer überwacht. In diesem Fall wird eine Empfindlichkeitsschwelle von 1 · 10-5 m3 Pa/s erreicht.
Der Plasma-Lecksucher TP2, der auch Leckagen von elektronegativen Prüfsubstanzen erkennt, besteht aus Entladungsleckrohr 1, Kondensatorelektroden 2, Messeinheit 3 ​​und Leckanzeigeeinheit 4 (Abb. 10.19). Der Lecksucher basiert auf der Nutzung der Eigenschaften einer Glimmentladung, die unter Umgehung eines Hochfrequenz-Schwingkreises eine Störung der Hochfrequenzerzeugung bewirkt. Wenn in der Entladungsröhre ein elektronegatives Gas auftritt, steigt die Häufigkeit von Erzeugungsstörungen aufgrund einer Erhöhung der Ionenrekombinationsrate. Die Messeinheit erzeugt Signale, die proportional zur Häufigkeit von Durchschlägen hochfrequenter Schwingungen und zur Konzentration elektronegativer Verunreinigungen in der durch das Rohr gepumpten Luft sind.
Das Lecksuchgerät ist tragbar, einfach zu bedienen, sehr empfindlich gegenüber Prüfgasen, hat ein geringes Gewicht (2 kg) und wird hauptsächlich zur Suche nach Lecks im Sondenverfahren eingesetzt. Die Empfindlichkeit gegenüber dem SF6-Gasdurchfluss beträgt 0,7 · 10-9 m3 Pa/s, gegenüber dem Freon-22-Durchfluss - 1 · 10-8 m3 Pa/s. Die Zeitkonstante des Lecksuchgeräts beträgt maximal 1 s.
Chemische Methode. Bei der Überwachung von Objekten, die mit Sondergasen betrieben werden und Gasgemische sowie in allen anderen Fällen, wenn bekannte Methoden Systeme zur Dichtheitskontrolle erweisen sich als wenig nützlich; die chemische Methode erweist sich als die akzeptabelste. Es sind mehrere Modifikationen dieser Methode bekannt: Aufbringen einer Indikatormasse auf Objekte; Verwendung von Indikatorbändern; Verwendung von Indikatorfarbe.
Allen Modifikationen gemeinsam ist die Verwendung eines geeigneten Prüfgases, die Erzeugung eines Überdrucks dieses Gases im Objekt und die visuelle Beobachtung der Wirkung der Wechselwirkung des Prüfgases mit chemische Zusammensetzung, auf die eine oder andere Weise an den vermuteten Leckstellen angebracht. Als Prüfgas wird meist ein Prozessgas oder ein Gasgemisch verwendet.
Kann als Indikatormasse verwendet werden verschiedene Kombinationen Chemikalien. Die Hauptanforderungen an Indikatormassen sind: hohe Empfindlichkeit gegenüber dem Prüfgas; Erhaltung der technologischen Eigenschaften während der zur Inspektion des Objekts erforderlichen Zeit; Die Indikatormasse sollte gegenüber dem OK-Material nicht aggressiv sein.
Als Prüfgas werden Kohlendioxid unterschiedlicher Konzentration und einige andere Gase verwendet. Bei Undichtigkeiten verursacht das Prüfgas in Wechselwirkung mit der Indikatormasse das Auftreten von Flecken unterschiedlicher Farbe (gelb, blau usw.). Die Fleckenbeständigkeit nach Beendigung des Kontakts der Indikatormasse mit dem Prüfgas beträgt bis zu 50 Minuten. Die Eigenschaften der aufgetragenen Indikatormasse bleiben über mehrere zehn Stunden erhalten.
Das Prinzip der Dichtheitsüberwachung von Geräten mithilfe von Indikatorbändern besteht darin, diese an vermuteten Leckstellen aufzukleben und die Bildung von Flecken zu beobachten, wenn der Indikator, mit dem das Band imprägniert ist, mit dem Prüfgas interagiert. Indikatorbänder werden üblicherweise aus Baumwollstoffen hergestellt. Sie werden in einer speziellen Lösung imprägniert, bis eine einheitliche Farbe entsteht. Zusammensetzung einer der empfohlenen Lösungen, mit denen Bänder imprägniert werden – 100 ml Ethylalkohol, 15...20 ml Glycerin, 1...2 g Bromphenolblau und 20 %ige Ammoniumsulfatlösung. Zusätzlich zu dieser Lösung werden auch Phenolphthalein und andere Verbindungen verwendet. Um Fehlfarben von Indikatorbändern in gasgefüllten Räumen zu vermeiden, wird manchmal eine der Oberflächen des Bandes mit einer transparenten, gasdichten Folie bedeckt, die eine klebrige Oberfläche zur Verbindung mit dem Indikatorband und dem zu prüfenden Behälter aufweist. Das Vorhandensein einer transparenten Folie trägt zur Ansammlung von aus dem Behälter entweichendem Gas unter der Folie und zur Verfärbung des Indikatorbandes bei, erhöht außerdem die Empfindlichkeit der Steuerung und schafft Schutz vor Verfärbungen durch im Raum enthaltene Gase.
Als Prüfgas wird meist ein Luft-Ammoniak-Gemisch mit einer Ammoniakkonzentration von bis zu 1...3 % verwendet. Bei der Feststellung der Dichtheit erfolgt eine Sichtprüfung der vermuteten Leckstellen, an denen ein Indikatorband angebracht wird und darauf die mit den Leckstellen korrespondierenden Stellen aufgezeichnet werden. Die Empfindlichkeit der Indikatorbandmethode liegt zwischen 1 · 10-7 und 7 · 10-7 m3 Pa/s.

UNBREMSSIGE KONTROLLE. Buch I. Allgemeine Fragen. Eindringkontrolle. Gurvich, Ermolov, Sazhin.

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Helium ist ein inertes und neutrales Gas, das einen sicheren und dauerhaften Betrieb gewährleistet. Das Molekül besteht aus einem Atom, sein Durchmesser beträgt 0,215 Nanometer, die Dichte von Helium ist unter normalen Bedingungen 7,2-mal geringer als die Dichte von Luft und die Anziehungskraft seiner Moleküle ist 16.800-mal geringer als die von Luft. Dadurch wird Helium sehr flüssig und kann durch mikroskopisch kleine Löcher eindringen. Helium hat einen relativ niedrigen Preis. Aufgrund der fehlenden Interferenz mit anderen Gasen und Dämpfen lässt sich sein überschüssiges Vorhandensein leicht mit einer Massenspektrometerzelle bestimmen. Der Heliumgehalt in der Atmosphäre ist sehr gering (5 ppm, also 0,0005 %), was eine hohe Messgenauigkeit auch beim Arbeiten mit der Sondenmethode ermöglicht.

Grundlegende Methoden zur Leckagekontrolle:

E. V. Karpunina, V. P. Kryakovkin und N. P. in (72) Autoren der Erfindung (71) Anmelder (54) MASSENSPEKTROMETRISCHER LECKDETEKTOR

ZUR DICHTHEITPRÜFUNG

NACH SONDENMETHODE

Die Erfindung betrifft die Prüfung von Produkten auf Dichtheit und kann zur Prüfung aller Produkte eingesetzt werden, die bei niedrigen Temperaturen betrieben werden.

Laut main.auth. St. Yu 5302 13 bekannter massenspektrometrischer Lecksucher zur Leckprüfung nach der Sondenmethode, enthaltend einen Analysator, ein Pumpensystem zur Erzeugung von Arbeitsdruck darin, eine Sonde mit Saug- und Streudüsen, eine in der Leitung zwischen Analysator und gekühlte Stickstofffalle die Saugdüse der Sonde, und fertig

15 in Form eines geschlossenen Vorratsbehälters mit Ausgang zur Dispergierdüse, während sich in der Stickstofffalle eine Adsorptionssäule befindet. Die Funktionsweise des Lecksuchgeräts ist wie folgt: Die Oberfläche des mit Prüfgas gefüllten Produkts wird mit einer Lecksuchsonde untersucht; Stickstoffdampf aus der gekühlten Stickstofffalle strömt durch den Auslass zur Dispergierdüse der Sonde und schafft eine Schutzumgebung um die Saugdüse vor Hintergrundströmen von Testgas und Strömen aus Lecks außerhalb des untersuchten Bereichs dieser Moment; Das aus dem Leck ausströmende Prüfgas gelangt durch den Ansaugstutzen in den massenspektrometrischen Analysator und wird von diesem erfasst.

Der Nachteil des Lecksuchgeräts ist die Unzuverlässigkeit bei der Prüfung von Produkten, die bei niedrigen Temperaturen betrieben werden, da in diesen Fällen aufgrund von Temperaturverformungen des Produkts Undichtigkeiten auftreten können, die bei normalen Temperaturen im Produkt nicht vorhanden sind.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, die Zuverlässigkeit der Prüfung von Produkten, die bei niedrigen Temperaturen betrieben werden, zu erhöhen, indem dem Leckdetektor die Möglichkeit gegeben wird, die Leckzone an einem Produkt mit niedriger Temperatur zu simulieren.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass ein massenspektrometrischer Lecksucher zur Überwachung der Dichtheit von Ölen im Sondenverfahren einen Analysator, ein Pumpensystem zur Erzeugung eines Arbeitsdrucks darin, eine Sonde mit Saug- und Dispergierdüsen sowie einen gekühlten Stickstoff enthält Die Falle ist in der Leitung zwischen dem Analysator und der Saugdüse der Sonde enthalten und besteht aus 10 in Form eines geschlossenen Behälters mit einer Adsorptionssäule und einem Auslass zur Dispergierdüse, ausgestattet mit einem im Tank installierten Rohr mit der Möglichkeit, eines einzutauchen Das andere Ende wird mit dem Kältemittel gefüllt und das zweite Ende mit dem Auslass verbunden, und der Behälter wird an eine Druckquelle angeschlossen. In diesem Fall sind die Oberfläche der Sonde und der Auslass mit einer Wärmeisolationsschicht bedeckt.

Die Zeichnung zeigt einen massenspektrometrischen Lecksucher, Längsschnitt.

Der massenspektrometrische Lecksucher enthält einen angeschlossenen Analysator 1 Pumpsystem, einschließlich mechanischer 2- und Dampfstrahl-3-Pumpen. Sonde 4 mit Dispersionsdüsen 5 und Saugdüsen 6 und einer Nadel 7, die die Leitfähigkeit der Düse 6 durch eine Z0-gekühlte Stickstofffalle 8 reguliert, hergestellt in Form eines Reservoirs mit einer Adsorptionssäule 9 mit einem Adsorptionsmittel 10, einer Rohrleitung 11 und ein Einlassventil 12, das mit dem Analysator 1 verbunden ist. Der Behälter der Falle 8 ist mit Kältemittel (flüssigem Stickstoff) gefüllt und mit einem Deckel 13 verschlossen, auf dem ein Ventil 14 installiert ist, das den Druck im angeschlossenen Tank regelt durch einen Auslass 15 zu einer Dispergierdüse 5. Im Tank der Stickstofffalle 8 befindet sich ein Rohr 16 mit der Möglichkeit, eines seiner Enden in das Kältemittel einzutauchen, und Anschlüsse dazu

Die Biegung beträgt 15, während die Oberfläche

4 f pa 4 und Auslass 15 sind mit einer Wärmeisolationsschicht 17 abgedeckt. Eine Druckquelle 18 ist mit dem Stickstofffallentank 8 verbunden.

Der Lecksucher funktioniert wie folgt.

Die Oberfläche des mit Prüfgas gefüllten Produkts wird mit einer 4-Lecksuchsonde untersucht. Im Reservoir der gekühlten Stickstofffalle 8 wird mittels einer Druckquelle 18 der Druck erhöht und das Kühlmittel aus dem Reservoir durch das Rohr 16 und den Auslass 15 strömt durch die Ableitungsdüse 5 zur Oberfläche des Produkts.

Dabei wird die Oberfläche gekühlt und die Betriebsbedingungen des Produkts bei niedrigen Temperaturen simuliert.

Das Prüfgas gelangt durch den Ansaugstutzen 6 in den Analysator t.

Kühlzone. Lecks am Produkt mit flüssigem Kältemittel bei gleichzeitiger Schaffung einer Schutzumgebung um die Saugdüse der Sonde ermöglichen es Ihnen, die Zuverlässigkeit der Prüfung von Produkten zu erhöhen, die bei niedrigen Temperaturen arbeiten, ohne das gesamte Produkt zu kühlen.

Beanspruchen

Massenspektrometrischer Lecksucher zur Dichtheitsprüfung im Sondenverfahren nach Angaben des Autors. St. 5302 13, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Prüfung von Produkten, die bei niedrigen Temperaturen betrieben werden, mit einem im Tank installierten Rohr ausgestattet ist, dessen eines Ende in das Kältemittel eingetaucht und das andere Ende mit dem Auslass verbunden werden kann. und der Tank ist an eine Druckquelle angeschlossen.

Bei der Prüfung berücksichtigte Informationsquellen

Und 530213, Klasse. G 01 M 3/00, 1975..926544

Zusammengestellt von A. Corvina

Herausgeber S. Yusko Technischer Redakteur I. Reives Korrekturleser Yu

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Halogenmethode zur Überwachung der Dichtheit von Produkten. .

In der Praxis der Dichtheitsüberwachung von Produkten ist es notwendig, Leckagen zu erkennen, die deutlich kleiner sind als die, die mit den oben genannten Methoden erkannt werden können. Solche Defekte werden durch die Lecksuche mit Halogenid und Helium erkannt.

Bei Halogenid-Methode Als Testgas wird Freon-12 verwendet ( chemische Verbindung basierend auf dem Element Fluorhalogenid) mit hoher Eindringfähigkeit. Der Indikator für die Erkennung von Halogenlecks ist ein elektronisches Gerät, das ein empfindliches Element in Form einer Platindiode enthält, deren Anode und Kollektor auf 800–900 °C erhitzt und durch einen Luft- oder Vakuumspalt getrennt sind. Wenn Freonmoleküle in diese Lücke eindringen, steigt der elektrische Strom durch die Diode stark an, was von einem Zeigergerät aufgezeichnet wird. Die Industrie produziert tragbare Halogen-Lecksucher GTI-3A, GTI-6 und BGTI-5, die sich im Design voneinander unterscheiden.

Der Lecksucher GTI-3A besteht aus einer Fernsonde mit einem Sensor, der für den Betrieb unter atmosphärischen Bedingungen ausgelegt ist, und einer Messeinheit mit einem Zeigerinstrument und einer akustischen Telefonanzeige. Zusätzlich zum Hauptatmosphärensensor verfügt das GTI-6-Gerät über einen Vakuumsensor, ein externes Gebläse mit einstellbarem Durchfluss und eine Aufzeichnungseinheit. Beide Geräte verfügen über einen 220-V-Netzanschluss.

Der Lecksucher BGTI-5 ist batteriebetrieben und eignet sich besonders für die Prüfung von Produkten über große Entfernungen unter Installations- und Feldbedingungen.

In der Praxis wird zur Halogen-Lecksuche meist die Sondenmethode eingesetzt (Abb. 3). In einem geschlossenen Gefäß entsteht ein leichter Überdruck der Freon-12-Atmosphäre. Schnüffeln Sie mit einer Halogen-Lecksuchsonde an der Außenfläche des Produkts über die gesamte Länge der Naht. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonde entlang der Naht beträgt 10 - 25 mm/s.

Reis. 3. Schema der Halogenmethode zur Dichtheitsprüfung mit der Sondenmethode mit Füllung des kontrollierten Produkts mit reinem Freon:

1 – ein Zylinder mit Freon, 2-5 – Ventile, 6 – ein kontrolliertes Produkt, 7 – eine Sonde mit einem Atmosphärensensor eines Halogen-Lecksuchers, 8 – eine mechanische Vakuumpumpe, 9 – ein Kompressor, 10 – ein Kondensator