Halogen-Lecksucher

Hauptmerkmale von Halogen-Lecksuchern

Die Empfindlichkeit von GTI-6, BGTI6, TI2-8 beträgt mit einer Fernsonde etwa 10 -4, mit einem Vakuumsensor 10 -6.

Der Lecksucher GTI-6 ist mit einer externen (atmosphärischen) Sonde und einem Vakuumsensor ausgestattet, die über Kabel mit der Messeinheit verbunden sind. Bei der Vakuumprüfung wird das Prüfgas über ein Gebläse dem Prüfling zugeführt. Beim Betrieb unter atmosphärischen Bedingungen ohne Luftsauerstoff gewährleistet es den Betrieb des empfindlichen Elements des Lecksuchgeräts ohne zusätzliche Geräte. Beim Betrieb im Vakuum wird die Sauerstoffversorgung durch eine spezielle Vorrichtung im Vakuumsensor sichergestellt. Das empfindliche Element des Sensors reagiert auf Partialdruck Prüfgassystem bestehend aus zwei Platinelektroden, einem Kollektor und einem Emitter. Der Ionenkollektor besteht aus einem Rohr aus Platinfolie, das in einer zylindrischen Hülse aus korrosionsbeständigem Stahl befestigt ist. Der Emitter ist ein Keramikrahmen mit einer Spirale aus Platindraht, die koaxial in den Kollektor eingeführt und an einer Keramikbasis befestigt ist. Muss auf 800–900 °C erhitzt werden. Die Fernsonde (Foto) befindet sich in einem Kunststoffgehäuse; im vorderen Teil befindet sich ein durch ein Metallgehäuse geschütztes empfindliches Element, ein Schirm mit abnehmbarem Kühler zur Wärmeabfuhr. Der Sensorkollektor ist auf einer Hülse montiert. Die Aufwirbelung des Prüfgasgemisches erfolgt durch einen von einem Elektromotor angetriebenen Ventilator. Die angesaugte Mischung passiert das empfindliche Element und wird durch ein spezielles Loch im Sondenkörper ausgeworfen. Im Heckdickicht der Sonde befindet sich eine Verstärkung und eine mit einer transparenten Kappe verschlossene Ionenwarnlampe. Am Griff ist ein stromführender Draht befestigt, der die Sonde mit der Messsonde verbindet. Im Betrieb kann sich die Sonde in einer Entfernung von bis zu 8 m vom Lecksucher-Messblock befinden. Das Gebläse hat die Form einer Hohlwand und endet auf einer Seite mit einem Anschlussstück zum Anschluss eines Gummischlauchs und auf der anderen Seite mit einer Auslassdüse. Der Vakuumsensor ist ein Flanschgehäuse, an dem Emitter, Verteiler und Sauerstoffinjektor montiert sind. Der Emitter ist auf einem Keramikrahmen montiert und der Sensor ist mit drei Pfosten auf einem Flansch montiert. Der Sauerstoffinjektor dient dazu, dem Sensorelement Sauerstoff zuzuführen. Der Injektor ist ein mit Kaliumpermanganatpulver gefülltes Glas, das sich bei hohen Temperaturen zersetzt und freisetzt große Menge Sauerstoff, der durch ein spezielles Loch im Glas in das empfindliche Element des Sensors gelangt. Der Lecksucher ist mit einem kalibrierten Leckkopf mit austauschbaren Düsen ausgestattet, der einen stabilen Dampfstrom des halogenhaltigen Stoffes Hex-Chlor-Ethan gewährleistet verschiedene Größen. Das kalibrierte Leck wird verwendet, wenn der Lecksucher bei atmosphärischen Tests auf eine bestimmte Empfindlichkeit eingestellt wird. Das kalibrierte Leck ist ein Metallzylinder. Hexachlorethan-Pulver wird in das Innere des Zylinders gegossen und spezielle Führungen gewährleisten die konstante Position der Lecksuchsonde relativ zum kalibrierten Leck mit einer abgestuften Skala des Messgeräts. Der Gasfluss wird mit Kupferdüsen reguliert. Tests mit Halogen-Lecksuchern können mit Freon oder seinem Gemisch mit Luft unter Verwendung einer Sonde oder eines Vakuumsensors durchgeführt werden.

Massenspektrometrische Methode.

Am weitesten verbreitet ist die Methode der Dichtheitsüberwachung und Lecksuche mittels massenspektrometrischer Lecksuchgeräte. Das Funktionsprinzip eines massenspektrometrischen Lecksuchgeräts besteht darin, den Durchgang eines Testgases durch ein Leck mithilfe eines Massenspektrometers aufzuzeichnen. Massenspektrometrie ist eine Methode zur Aufteilung einer komplexen Mischung von Gasen oder Dämpfen in Komponenten mithilfe elektrischer und magnetischer Felder, abhängig vom Verhältnis der Ionmasse jeder Komponente zur Ladung des entsprechenden Ions. Ein massenspektrometrischer Leckdetektor ist im Wesentlichen ein Gasanalysator, der in der Regel dazu konfiguriert ist, den Inhalt eines Gasgemisches aus einem bestimmten Gas, normalerweise einem inerten Gas, aufzuzeichnen. In den meisten Fällen handelt es sich bei dem Prüfgas um Helium, weshalb massenspektrometrische Lecksucher als Gel-Lecksucher bezeichnet werden; manchmal kommen auch Argon, Neon, Wasserstoff und deren Mischungen zum Einsatz. Durch die Verwendung von Helium als Prüfgas lässt sich ein Lecksuchgerät relativ einfach aufbauen, was auf den geringen Heliumgehalt in der Atmosphäre von ca. 5x10 -4 % zurückzuführen ist. Die unter Hochvakuumbedingungen durchgeführte massenspektrometrische Analyse von Gasen reduziert sich auf folgende Prozesse: Umwandlung von Molekülen des analysierten Gases in positive Ionen mit Ladung e. Erzeugung eines monoenergetischen Ionenstrahls durch Beschleunigung der resultierenden Ionen elektrisches Feld sowie die Zerlegung eines Strahls geladener Ionen in Komponenten abhängig vom Masse-Ladungs-Verhältnis. Registrierung sowie Registrierung und Messung der Intensität des ausgewählten Ionenstrahls. Das Verhältnis von Masse zu Ladung nennt man Massenzahl. Massenspektrometrische Lecksucher sind hochempfindlich.

Die Justierung des massenspektrometrischen Lecksuchers erfolgt über die Kalibrierlecks gelit1 oder gelit2. Die Wirkung solcher Lecks beruht auf der Diffusion von Helium durch eine Membran aus Quarzglas (Gelit1) oder Molybdänglas (Gelit2). Kalibrierlecks werden in Form von Metallzylindern mit Rohren zum Anschluss an einen Leckdetektor oder das zu prüfende System hergestellt. Ausländische Lecksucher haben eine Nummer Unterscheidungsmerkmale und zusätzlich zu Helium können sie mit speziellen Gasgemischen arbeiten, zum Beispiel Hemixal (20 % Helium, 35 % Stickstoff, 40 % Neon, 5 % Wasserstoff) oder Henogawa (35 % Helium, 65 % Ionen). Bei der Prüfung wird der Lecksucher entsprechend an die kontrollierten Objekte angeschlossen verschiedene Schemata. Diese Schemata unterscheiden sich geringfügig und ihre Anwendung hängt von der Größe des Objekts ab. es gibt auch verschiedene Wege Die Kontrolle ist eine Akkumulationsmethode, mit der die Gesamtdichtheit geschlossener, unter Druck stehender Objekte ermittelt werden kann. Die Blasmethode wird beim Testen von Vakuumsystemen verwendet Eigenmittel Pumpen sowie deren Elemente. Die Sondenmethode wird bei der Suche nach Lecks in geschlossenen Großobjekten, Behältern von Hydraulik- und Gasanlagen oder deren unter Druck arbeitenden Elementen eingesetzt. Auch das Druckkammerverfahren und das Vakuumkammer- und Saugnapfverfahren kommen zum Einsatz.

Katharometrische Methode

Wird zur Überwachung der Dichtheit geschlossener, unter Druck stehender Gassysteme eingesetzt. Die Methode basiert auf der Aufzeichnung von Änderungen der Wärmeleitfähigkeit eines Gasgemisches, wenn sich die Konzentration eines durch die Dichte strömenden Indikators (Testgas) ändert. Um die Dichte eines Gasgemisches zu messen, wird ein strombeheizter Leiter verwendet, der in einer mit dem analysierten Gemisch gefüllten Kammer platziert wird. Wenn die vom Leiter abgegebene Wärme und die Temperatur der Kammerwände konstant sind, bestimmt die Wärmeleitfähigkeit des Gasgemisches eindeutig die Temperatur des Leiters und damit seinen Widerstand. Die Wärmeleitfähigkeit des Prüfgases unterscheidet sich von der Wärmeleitfähigkeit der übrigen Bestandteile der Mischung. Bei der Prüfung wird sie mit der Wärmeleitfähigkeit von Luft verglichen. Als Indikatorgase werden solche Gase verwendet, deren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten sich deutlich vom Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten der Luft unterscheiden (z. B. Wasserstoff, Helium, Methan, Propan, Butan). Der Sensor eines katharometrischen Lecksuchgeräts ist eine sogenannte katharometrische Zelle, die sich auf einer entfernten Sonde befindet. Der Sensorkörper besteht aus einem massiven Kupferblock. Um äußere thermische Einflüsse auf empfindliche Elemente zu vermeiden. Wärmeempfindliche Elemente sind zwei zu Kapillaren verschmolzene Glasröhren, dünne Metallfäden (Platin oder Platin-Radium) mit einem bestimmten Widerstand. Jeder Faden ist entlang der Achse des Sensors entlang zweier paralleler Kanäle gespannt und wird durch einen durch sie fließenden elektrischen Strom erhitzt. Die Gewinde sind in den Armen der Brückenschaltung enthalten, zwei Widerstände sind Teil des Lecksucher-Messblocks. Vor der Überwachung des Objekts wird die Brücke durch Passieren der Sensorkanäle abgeglichen frische Luft mit einem Ventilator. Beim Testen wird der Sensor entlang der Oberfläche des kontrollierten Objekts bewegt. Tritt kein Testgas aus dem Objekt aus, bleibt die Brücke in einem ausgeglichenen Zustand, da sich die Eintrittsöffnungen der Sensorkanäle in unterschiedlichen Abständen von der kontrollierten Oberfläche befinden. Liegt dann eine Leckage aus dem Objekt vor, so bleibt die Brücke im Gleichgewichtszustand Prüfgas strömt zusammen mit Luft durch den oberen Kanal des Sensors. Während weiterhin nur saubere Luft in den unteren Kanal gelangt. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von Prüfgas und Luft ändern sich die Kühlbedingungen der empfindlichen Elemente des Sensors sowie der elektrische Widerstand seines Oberfadens. Dadurch gerät die Brücke aus dem Gleichgewicht. Die Brückenunsymmetriespannung wird aufgezeichnet Messinstrument verbunden durch ein Leckage-Alarmsystem. Aufgrund der Verwendung einer Kompensationsschaltung ist der Lecksuchsensor sehr empfindlich gegenüber Prüfgaslecks. Der erforderliche Wert für Empfindlichkeit und Regelleistung wird durch Anpassen der Lüftergeschwindigkeit ausgewählt. In diesem Fall hängt die Empfindlichkeit der Methode von der Art des Prüfgases ab (bei Verwendung von 90 % Freon mit Luft beträgt die Empfindlichkeit beispielsweise 4x10 -3 mm 3 MPa/s). Mit dieser Methode können Lecks nahezu aller Gase erkannt werden. Es kann auch zum Nachweis von Dämpfen flüchtiger Indikatorflüssigkeiten eingesetzt werden. Die Nachteile der Methode sind geringe Empfindlichkeit, hohe Trägheit sowie die Abhängigkeit der Trennwerte vom Vorhandensein verschiedener Dämpfe und Gase in der Umgebung, einschließlich Dämpfen von Lösungsmitteln, die zur Vorbereitung des kontrollierten Objekts für die Prüfung verwendet werden. Die am häufigsten verwendeten Lecksucher sind TP7101 und TP7101M. Die Hauptelemente des Lecksuchgeräts TP7101 sind eine Sonde, ein Konverter, ein Netzteil und Telefonkopfhörer. Der Lecksucher verfügt über Ton und LichtalarmÜber das Vorliegen eines Lecks beträgt die Masse des Lecksuchgeräts 13,5 kg. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonde beträgt 3–8 mm/s, der Abstand zur Oberfläche beträgt 1–3 mm. Der Lecksucher TP7101M ist batteriebetrieben und wiegt 4 kg.

Halogenmethode

Die Halogenkontrollmethode wurde früher als Halogenid bezeichnet. Wird in verschiedenen Branchen eingesetzt. Sein Einsatz ist besonders effektiv bei der Beurteilung von Dichtheit und Volumen große Größe oder Anlagen mit stark verzweigten Rohrleitungen kleiner Querschnitte. Zur Lokalisierung von Schäden an Gasleitungen oder gasgefüllten Kammern wird häufig die Halogenmethode eingesetzt. Vakuum-Halogentests werden bei der Überwachung von Nieder- und Hochvakuumsystemen durchgeführt. Freon-Gase werden als Prüfgase verwendet, da sie ungiftig und relativ kostengünstig sind. Der Druck, der im Testobjekt erzeugt werden kann, wird durch die Elastizität der Dämpfe von halogenhaltigem Gas bei Testtemperaturen begrenzt (zum Beispiel beträgt der Partialdruck für Freon 12 bei normaler Temperatur etwa 0,6 MPa), daher sind bei Drücken von 0,6- Es sollten 0,93 MPa Freon 22 und bei Drücken 0,83–3,24 MPa Freon 13 verwendet werden. Manchmal werden auch andere halogenhaltige Substanzen verwendet: Dichlorethan, Tetrachlorkohlenstoff, Methylchlorid. Bei Drücken im Objekt über 0,6 MPa wird üblicherweise eine Mischung aus Freon und Luft verwendet.

34 Manometrische Methode.

Basierend auf der Aufzeichnung der Messung des Prüfdrucks einer Kontroll- oder Probensubstanz infolge eines Lecks. Diese Methoden werden zum Testen verwendet geschlossene Systeme, Tank-, Hydraulik- und Gassysteme, ihre Elemente. Als Kontrollsubstanzen werden Flüssigkeiten verwendet, beispielsweise Wasser und Gase, Luft, Stickstoff, Argon, Helium, Ammoniak. Und als Tests: Äther, Benzin, Aceton, Kohlendioxid. Die Leckanzeige erfolgt anhand der Messwerte des Gerätes. Bei der Überwachung von Vakuumsystemen werden thermische Ionisations- und magnetische Vakuummessgeräte eingesetzt.

Farbindikationsmethode

Anwendung findet die Kontrolle solcher Objekte, die bereits während des Herstellungsprozesses mit einem Arbeitsmedium gefüllt, lackiert und getrocknet und dann an den Kunden versandt werden. In diesem Fall erfolgt die Dichtheitskontrolle während der Trocknung. In Farbe, die dient Lackbeschichtung fügt einen speziellen Indikator hinzu, zum Beispiel Bromphenolblau, der auf die Arbeitsumgebung reagiert. An Leckstellen geht das Arbeitsmedium eine chemische Reaktion mit dem Indikator ein. Dadurch bilden sich blaue Flecken auf dem Lack, die auf Undichtigkeiten hinweisen.

Chemische Methode

Diese Methode wird verwendet, um die Dichtheit von Behältern mit unter Druck arbeitenden Elementen von Hydraulik- und Gassystemen sowie offenen Produkten zu kontrollieren. Die Methode basiert auf der chemischen Wechselwirkung von Ammoniak oder anderen Gasen mit einer Indikatorsubstanz, die durch die Reaktion ihre Farbe ändert. Als Prüfgas wird üblicherweise ein Gemisch aus Ammoniak mit Luft oder Stickstoff verwendet. Um ein Leck anzuzeigen, verwenden Sie: Bromphenolblau, Phenolphtholin, Brombenzol, Quecksilbernitrat. Indikatorsubstanzen werden in Wasser, Glycerin oder Alkohol gelöst und mit Filterpapier oder einem leichten Tuch getränkt. Vor der Kontrolle chemische Methode Das Produkt wird einer hydraulischen oder pneumatischen Prüfung unterzogen und anschließend mit Prüfgas bis zum Prüfdruck gefüllt. Anschließend wird ein mit einer Indikatorsubstanz imprägniertes Band auf die kontrollierten Bereiche gelegt und für eine in den technischen Bedingungen festgelegte bestimmte Zeit aufbewahrt. Der Prüfdruck beträgt 0,1-0,15 MPa und sollte in der Regel den Arbeitsdruck nicht überschreiten. Die chemische Methode ist einfach und ihre Umsetzung erfordert keine spezielle Ausrüstung oder hochqualifiziertes Personal. Die Empfindlichkeit dieser Methode ist nicht hoch. Darüber hinaus kann es durch Kohlendioxid und andere Stoffe zu einer Farbveränderung der Indikatorsubstanz kommen.

Verwandte Informationen.

Vorlesungsplan. Anwendungsbereich, Prüf- und Kontrollsubstanzen. Physikalische Grundlagen: Viskosität von Flüssigkeiten und Gasen, Strömungsarten und Durchgang von Stoffen durch Lecks. Auswahl einer Methode zur Überwachung der Dichtheit anhand ihrer Empfindlichkeit. Hydraulische, gasanalytische Methoden, Methode zur Prüfung von Schweißverbindungen mit Kerosin.

Unter Dichtheitsprüfung (=Leckerkennung) versteht man eine Art zerstörungsfreie Prüfung der Produktqualität unter Verwendung eindringender Substanzen (GOST 18353 - 79). Die Lecksuche ist eine Art von Prüfung, die auf der Registrierung von Substanzen basiert, die durch Lecks eindringen (GOST 26790 - 85).

Dichtheit- Dies ist die Eigenschaft von Bauwerken, das Eindringen von Stoffen (Gas, Flüssigkeit oder Dampf-Gas) durch sie zu verhindern.

Fließen- ein Kanal oder poröser Bereich in einer Struktur, der deren Dichtheit beeinträchtigt. Bei der Dichtheitsprüfung wird das Vorhandensein von Lecks anhand der pro Zeiteinheit durchströmenden Gas- oder Flüssigkeitsmenge beurteilt.

Es ist unmöglich, eine absolute Dichtheit sicherzustellen und zu kontrollieren. Auf dieser Grundlage gelten kontrollierte Bauwerke als hermetisch verschlossen, wenn der Gas- und Flüssigkeitsstrom durch die Wände und Anschlüsse nicht zu einer Störung der normalen Funktion des kontrollierten Objekts während seiner Lebensdauer oder zu einer Verschlechterung seiner Eigenschaften während der Lagerung führt.

Grad der Dichtheit- ein quantitatives Merkmal der Dichtheit, das durch den gesamten Stofffluss durch Lecks gekennzeichnet ist. Gasmenge Q ist definiert als das Produkt des Gasdrucks R pro belegtem Volumen V:

(13.1) .

Gasstrom ist die Menge, die durch den Leckkanal fließt. Dies ist eines der Grundkonzepte der Lecksuche. Verändern der Gasmenge bei konstantem eingenommenen Volumen

Wenn diese Änderung im Laufe der Zeit auftritt T, Das

Wo J- Gasfluss, der zur Druckänderung erforderlich ist dP in einem Gefäß mit Volumen V. Bei konstanten Druckänderungen über die Zeit beträgt der Gasdurchfluss (m 3 ×Pa/s=W)

wobei Δ R- Druckänderung über das Zeitintervall Δ T.

Die physikalische Bedeutung der Tatsache, dass der Durchfluss in Leistungseinheiten gemessen wird, besteht darin, dass das Produkt aus Druck und Volumen die im Gas gespeicherte Energie ist und die Energieänderung im Laufe der Zeit die Leistung ist. In der Praxis wird jedoch häufiger die Gasdurchflussdimension in m 3 × Pa/s verwendet.

Leckage- Eindringen eines Stoffes von außen in einen versiegelten Gegenstand unter dem Einfluss einer Gesamt- oder Partialdruckdifferenz.

Ein Leck- Ausfluss eines Stoffes aus einem versiegelten Gegenstand. Leckagen und Undichtigkeiten werden anhand des Gasstroms beurteilt und haben dessen Ausmaß.

Um ein Leck eindeutig zu charakterisieren und den Grad der Leckage von Produkten vergleichen zu können, die unter verschiedenen Bedingungen getestet und betrieben wurden, wird das Konzept eingeführt normalisiertes Leck. Dabei handelt es sich um einen Luftstrom, der durch ein Leck aus der Atmosphäre in ein Vakuum bei Raumtemperatur strömt.

Bei der Dichtheitsprüfung kommen Prüf-, Ballast- und Indikatorstoffe zum Einsatz. Die wesentlichen auslösenden Funktionen übernimmt eine Prüfsubstanz, deren Eindringen durch das Leck im Rahmen des Überwachungsprozesses festgestellt wird. Als Testsubstanzen werden in der Regel Gase mit niedrigem Molekulargewicht und geringem Gehalt in der Atmosphäre verwendet, Inertgase, die nicht mit dem OK-Material und der darin enthaltenen Substanz interagieren. Tabelle 13.1 enthält Einzelheiten zu einigen der verwendeten Testsubstanzen. In manchen Fällen übernimmt ein Arbeitsstoff, der während des Betriebs oder der Lagerung einen versiegelten Gegenstand füllt, die Rolle einer Testsubstanz, beispielsweise Freon in Kühlaggregaten. Der Wirkstoff kann in Kombination mit der Testsubstanz manchmal die Anzeigewirkung verstärken. In anderen Fällen lassen die technischen Bedingungen der Produkte keinen Kontakt des Arbeitsstoffs mit dem Prüfstoff zu, wodurch die Prüfung solcher Produkte auf Dichtheit komplizierter wird.

Tabelle 13.1. - Als Testsubstanzen verwendete Gase

Um einen großen Druckabfall zu erzeugen und die Empfindlichkeit von Tests bei niedrigen Konzentrationen der Testsubstanzen zu erhöhen, wird ein Ballaststoff verwendet, beispielsweise Luft mit hohem Überdruck. Dies geschieht dann, wenn bei Mehrzyklustests oder bei der Prüfung großer Volumina das Problem besteht, eine Prüfsubstanz, beispielsweise Helium, einzusparen.

Bei der chemischen Prüfung von Geräten wird häufig eine Indikatorsubstanz verwendet, die durch Wechselwirkung mit der Prüfsubstanz zur Bildung eines Signals über das Vorliegen eines Lecks beiträgt.

Dichtheitsstandard gekennzeichnet durch den Gesamtverbrauch eines Stoffes durch Undichtigkeiten eines versiegelten Produkts, bei dem sein Betriebszustand erhalten bleibt. Der höchste Gesamtverbrauch eines Stoffes wird in der Regel rechnerisch ermittelt und durch behördliche und technische Dokumentation ermittelt. Typischerweise wird der Dichtheitsstandard vom Konstrukteur festgelegt (berechnet).

Technologisches Kriterium der Dichtheit Hierbei handelt es sich um Verbraucheranforderungen in Form von Bedingungen, unter denen der Betrieb eines Produkts oder einer technologischen Ausrüstung möglich ist.

Methoden zur Dichtheitsprüfung. Abhängig von der Art der verwendeten Testsubstanzen werden Leckagekontrollmethoden in drei Gruppen eingeteilt:

a) Gas, Gas (Helium, Argon, Luft usw.) wird als Testsubstanz verwendet;

b) gashydraulisch, als Prüfsubstanz wird Gas (Luft) verwendet und die Flüssigkeit spielt die Rolle eines Hilfsmediums bei der Feststellung der Tatsache und des Ortes eines Gaslecks;

c) Als Testsubstanz wird hydraulische Flüssigkeit (Wasser, Öl) verwendet.

PNAEG-7-019-89. Dichtheitskontrolle. Gas- und Flüssigkeitsmethoden.Hydraulische Steuermethode besteht darin, dass im kontrollierten Produkt Wasserdruck entsteht. Der Ort des Defekts wird visuell durch das Auftreten von Wasserstrahlen, Tropfen und Strömen bestimmt. Der Prüfdruck und die Druckdauer des Produkts werden durch die Konstruktionsunterlagen festgelegt und in den Zeichnungen angegeben.

Lumineszierend-hydraulische Methode besteht darin, dass im kontrollierten Produkt für eine bestimmte Zeit ein Überdruck einer wässrigen Lösung eines Leuchtstoffs einer bestimmten Konzentration erzeugt wird. Der Ort des Defekts wird nach Befeuchtung der kontrollierten Oberfläche durch das Leuchten des Leuchtstoffs in den Strahlen ultravioletten Lichts bestimmt. Nach dem Verschließen wird das kontrollierte Produkt mit einer lumineszierenden wässrigen Lösung aus Dinatrium- und Ammoniumsalzen von Fluorescein mit einer Konzentration von 0,09–0,1 % (1–0,9 g/l) auf die in der Zeichnung oder in der entsprechenden technischen Dokumentation geforderten Drücke unter Druck gesetzt. Der Druck während der Kontrolle sollte den in PNAEG-7-008-89 geregelten Wert nicht überschreiten.

Beim Dirigieren hydraulische Steuerung mit Leuchtanzeigebeschichtung Auf die Außenfläche des kontrollierten Produkts wird eine Indikatorbeschichtung aufgetragen, das Produkt wird mit Wasser unter Druck gesetzt, für eine bestimmte Zeit auf dem Prüfdruck gehalten und die kontrollierte Oberfläche wird unter ultraviolettem Licht untersucht. Bei einer Undichtigkeit dringt Wasser in die äußere Oberfläche des Produkts ein und an der Stelle des Defekts erscheint ein Schimmer auf der Indikatorbeschichtung.

Eine Methode zur Steuerung des Ausgießens von Wasser ohne Druck. Wasser wird bis zu der in der Konstruktionsdokumentation angegebenen Höhe in das Produkt gegossen. Die Fehlerstellen werden visuell durch das Auftreten von Wasserstrahlen, Tropfen und Tropfen auf der geprüften Oberfläche bestimmt. Die Dauer des Vorhandenseins von Wasser im kontrollierten Produkt wird in der Planungsdokumentation (Baudokumentation) angegeben, wobei die Zeit berücksichtigt wird, die für die Inspektion der gesamten kontrollierten Oberfläche erforderlich ist.

Verfahren zur Kontrolle mit lumineszierenden, durchdringenden Flüssigkeiten besteht darin, auf die Oberfläche des Produkts eine durchdringende Flüssigkeit auf Kerosinbasis und auf die gegenüberliegende Oberfläche eine adsorbierende Beschichtung aufzutragen. Nach einer festgelegten Haltezeit und periodischem Auftragen (alle 15–20 Minuten) einer zusätzlichen Menge einer eindringenden Flüssigkeit wird die Oberfläche unter ultraviolettem Licht untersucht. An Stellen mit Undichtigkeiten leuchtet die durch die Wand des Produkts eindringende Leuchtflüssigkeit im ultravioletten Licht. Die Einwirkungszeit der kontrollierten Oberfläche in Kontakt mit Kerosin wird in Abhängigkeit von der Dicke des zu schweißenden Metalls bzw. der berechneten Höhe der Kehlnaht und der Position der Naht im Raum bestimmt.

Untere Position:

Bis 6 mm - 40 Min

6 - 24 mm - 60 Min

Über 24 mm - 90 Min

Vertikale, horizontale und Deckenpositionen:

Metalldicke bzw. Schweißschenkel:

Bis 6 mm - 60 Min

6 - 24 mm - 90 Min

Über 24 mm - 120 Min

Auswahl der Kontrollmethode Die Leckerkennung hängt von der vom Konstrukteur festgelegten Dichtheitsklasse des Produkts und der Empfindlichkeit der Methode ab. IN Kernenergie Je nach Betriebsbedingungen und Reparaturmöglichkeiten werden alle Geräte in 5 Dichtheitsklassen eingeteilt (Tabelle 13.1). Jede der Dichtheitsklassen entspricht bestimmte Methoden Tests abhängig von ihrer Empfindlichkeit. Zur Klasse I zählen beispielsweise Dampferzeuger, Primärkreisleitungen und andere kritische Produkte, deren Zuverlässigkeit aufgrund der Besonderheiten ihres Betriebs sehr hoch sein muss.

Tabelle 13.1. - Dichtheitsklassen von Produkten in der Kernenergie.

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 enthält eine kurze Beschreibung der wichtigsten Methoden zur Leckagekontrolle.

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.10.1Anwendungsbereiche der wichtigsten Methoden der Dichtheitskontrolle

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 H 1 erzeugt, entlang dessen Linien sich die Elektronen spiralförmig ausbreiten. Zwei Blenden 3 und 4 formen einen gerichteten Ionenstrahl und beschleunigen ihn aufgrund der Potentialdifferenz U 0 . 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. Senkrecht zur Bewegung der Ionen entsteht ein Magnetfeld R. Unter dem Einfluss der Lorentzkraft eVH Ionen bewegen sich auf Flugbahnen in Form von Kreisen mit dem Radius R. Aus dem zweiten Newtonschen Gesetz mV 2 /R = eVH ersetzen V, finden Sie den Radius der Flugbahn

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. Funktionsprinzip eines massenspektrometrischen Leckdetektors

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 ein niedriges 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 der neuesten Modelle verfügen über eingebaute Mikroprozessoreinheiten oder Mikrocomputer 5 zur Verarbeitung von Lecksucherinformationen, Optimierung des Betriebs und 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: einem Vakuumsystem und einer elektronischen 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 f max Hintergrundsignalwerte:

(10.6)

Anschließend wird der minimale Heliumfluss anhand der Formel ermittelt

(10.7)

Wo J t – Heliumleckfluss (gemäß Markierung auf dem Leckkörper), m 3 Pa/s; A t - Lecksignal J t, in Skaleneinteilungen. Der Teilungswert der Messuhr der Leckdetektor-Ionenstrommesseinheit wird aus der Formel ermittelt

(10.8)

Leckstrom J g in m 3 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.

Eine Gesamtansicht eines der häuslichen Lecksucher ist in Abb. dargestellt. 10.7. Es hat eine Empfindlichkeitsschwelle für den Testgasfluss von 7 · 10 -13 m 3 Pa/s, bietet einen halbautomatischen Zugriff auf den Hochvakuum-Pumpmodus des Analysators nach Drücken der „Start“-Taste und eine halbautomatische Abschaltung des Analysators Der Lecksucher ermöglicht nach Drücken der „Stop“-Taste einen kontinuierlichen Betrieb während des Tages unter Beibehaltung seiner technischen 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 das PMP-Ventil automatisch geschlossen (Abpumpen der Dampfölpumpe) und das „Einlass“-Ventil geöffnet (Atmosphäreneinlass). 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 Ventile 4 und 7 mit elektromagnetischen Antrieben erfolgt; 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 Verstärker zugeführt wird Gleichstrom 21. Gleichzeitig wird mit der Einrichtung 9 das Lecksuchsignal 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 magnetisch-elektroentladenden Manometerwandler 8. Das Vakuumsystem des Lecksuchgeräts beim Ein-, Ausschalten und im Betrieb wird über Magnetventile 4, 7, 14, 15 gesteuert. Ventile 1, 3, 10 mit manuellen Antrieben .

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 Anzeigegeräte 19 wiedergegeben. 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 m 3 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 Testgas in einer Kammer, die Sondenmethode usw. verwendet Wir betrachten typische Testschemata, die spezifische Kontrollmethoden implementieren. In Abb. 10.9, a zeigt das Diagramm zur Prüfung einzelner Elemente oder Teile von Objekten, deren Gesamtgasdurchfluss den maximal zulässigen Durchfluss des Lecksuchgeräts 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. Der Prüfling nach diesem Schema ist 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 erzielen Gesamtdruck, das Maximum nicht überschreiten Betriebsdruck in der massenspektrometrischen Kammer des Lecksuchgeräts. 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 Durchfluss von 2 · 10 -3 ...5 · 10 -3 m 3 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 angebracht, 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 werden verwendet, um jeweils ein niedriges und ein hohes Vakuum zu steuern. Um die Leckage von OK 2-Helium in die Kammer zu kontrollieren, ist ein massenspektrometrisches Gerät zur Leckerkennung (Leckdetektor) im Kreislauf enthalten, einschließlich einer massenspektrometrischen Kammer 23, Vorvakuumpumpen 18 und Hochvakuumpumpen 20, einer Stickstofffalle 21, ein Kontrollleck „Gelit“ 22, Vakuummeter 27 und 28 und weitere Hilfselemente. Bei der Überwachung der Dichtheit eines Objekts wird zunächst das erforderliche Vakuum in der Kammer erzeugt und anschließend nach entsprechender Vorbereitung die massenspektrometrische Kammer 23 angeschlossen, die die Leckage in ein elektrisches Signal umwandelt. 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 kommt bei der Inspektion großvolumiger Produkte oder Anlagen mit stark verzweigten Rohrleitungen zum Einsatz. Es wird bevorzugt bei der Überwachung der Dichtheit von Objekten eingesetzt, in denen als technische Stoffe halogenhaltige Stoffe verwendet werden (Aerosolverpackungen, Klimaanlagen, Kühlschränke usw.).

Halogene (aus dem Griechischen halos und genes – gebären) – chemische Elemente Fluor, Brom, Jod, Chlor bilden die Hauptuntergruppe der 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 der Analyse nachfolgender Arbeiten wurde nachgewiesen, dass die Halogenmethode auf einer katalytischen chemischen Reaktion basiert. 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.

Die weit verbreitete industrielle Anwendung der 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 mit reinem Freon oder einer Mischung aus Freon und Luft durchgeführt werden. 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/cm 2. 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 Ventil 6 Druckluft in den OK zugeführt, um den erforderlichen Druck des Freon-Luft-Gemisches zu erzeugen (die übrigen 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, R Mit- Gasgemischdruck; R A- Atmosphärendruck; η с ist die Viskosität des Gasgemisches, η в 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 Emissionen drastisch zu erhöhen positive Ionen in Gegenwart von Substanzen, die Halogene enthalten.

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 durch eine Tonanzeige dupliziert.

Der Halogenkonverter ist als Pistolensonde ausgeführt. In seinem vorderen Teil befindet sich ein empfindliches Element. Das 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 „Halot“-Leck ausgestattet, dessen Wirkung auf dem Gleichgewichtsstrom des sublimierenden Dampfes einer festen Substanz (Hexachlorethan) durch ein ständig offenes kleines Loch beruht. In diesem Fall wird der Freon-12-Fluss im Bereich von 0,9 · 10 -7 bis 1,3 · 10 -6 m 3 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 wurde entwickelt, um die Dichtheit verschiedener Systeme und Volumina zu kontrollieren, die das Abpumpen aus dem inneren Hohlraum ermöglichen, sowie solcher, die mit Freon und einem Gemisch aus gashaltigen Gasen gefüllt sind, die Halogene enthalten. 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 m 3 Pa/s. Darauf aufbauend können Tests sowohl unter atmosphärischen Bedingungen als auch im Vakuum durchgeführt werden.

In den letzten Jahren sind neue Arten von Halogen-Lecksuchern auf den Markt gekommen. Der Unterschied zu Serienmodellen besteht darin, dass im empfindlichen Element eine räumliche Trennung des Keramikmaterials und des Emitters mit dem Kollektor erfolgt. In diesem Fall wird die Möglichkeit einer Vergiftung des empfindlichen Elements verringert und seine Gesamtleistungseigenschaften erhöht.

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 λ g (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 die praktische Anwendung wird die Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit eines Gasgemisches von der Zusammensetzung durch eine Gleichung beschrieben, die sich zu den Wärmeleitfähigkeiten der einzelnen Komponenten des Gemisches additiv verhält:

Wo MIT 1 ,MIT 2,..., C N- Konzentration der Komponenten in Bruchteilen einer Einheit; λ 1, λ 2,…, λ N- Wärmeleitfähigkeit von Bauteilen.

Das katharometrische Verfahren ist nicht selektiv; es kann zur Kontrolle des Austritts binärer oder quasibinärer Prüfgase verwendet werden, wobei die Beziehung (10.11) auf die Form reduziert werden kann

Wo MIT n ist der Volumenanteil des Prüfgases; λ av – durchschnittliche Wärmeleitfähigkeit der Summe nicht nachweisbarer Komponenten (z. B. in Luft). In diesem Fall ist λ g >>λ avg.

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:

Wo Q t ist die vom Leiter pro Sekunde abgegebene Wärmemenge; l, D- Länge und Durchmesser des Leiters; D- Kammerdurchmesser; λ cm – 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 Umgebungstemperatur bestimmt die Wärmeleitfähigkeit des Gasgemisches eindeutig die Temperatur des Leiters und damit seinen Widerstand, der in den Stromkreis der Brückenmessschaltung einbezogen ist. Basierend auf dieser Abhängigkeit werden katharometrische Lecksuchgeräte und -geräte hergestellt.

Reis. 10.17. Diagramm des empfindlichen Elements eines katharometrischen Leckdetektors (a), Brückenschaltung des Leckdetektors (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 eingearbeitet sind, die die Funktion elektrischer Widerstände übernehmen. In Abb. 10.17, b zeigt den Widerstand R 1 Und 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 Lecksucher-Sonden-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 m 3 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 Leckdetektor zur Überprüfung von Gasleitungen mit brennbaren Gasen (Erdgas, Propan, Butan usw.) einzusetzen. 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 elektronegative Ionen umzuwandeln. 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 als Elektronen, mit positiven Stickstoffionen zu rekombinieren, was letztendlich zu einer Verringerung der Anzahl der Elektronen, die die Anode erreichen, und dementsprechend zu einer Verringerung des Ionisierungsstroms (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. Die durchschnittliche Energie der Elektronen in der Ionisationskammer wird durch das elektrische Feld und die Art des Trägergases bestimmt. Die durchschnittliche Energie freier Elektronen bei einer bestimmten elektrischen Feldstärke ist bei einatomigen Gasen (z. B. Argon) größer und bei mehratomigen Gasen, z. B. Kohlendioxid, geringer. 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 durch die Lecksuche mit elektronegativen Gasen und Dämpfen als Prüfsubstanzen aus. 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 umfasst zusätzliche pneumatische Drosseln 5 und 7 zum Einstellen der Durchflussrate des Trägergases, einen Filter 8 zum Reinigen des Trägergases von Ölpartikeln und anderen Verunreinigungen. Der elektrische Teil der Messeinheit umfasst eine Stromversorgung 8, einen Verstärker 9, a Vorrichtung zur automatischen Kompensation des Lecksuchsignals 10 und ein Aufzeichnungsgerät 11. Zusätzlich zu diesen Systemen und Einheiten umfasst der Messteil des Lecksuchgeräts auch einen Leckalarm-Tongenerator, einen Komparator und andere in der Abbildung nicht dargestellte Elemente. 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 sehr effektiv bei der Suche nach Lecks in elektrischen Hochspannungsgeräten 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 m 3 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-Gasfluss beträgt 0,7 · 10 -9 m 3 Pa/s, gegenüber dem Freon-22-Fluss - 1 · 10 -8 m 3 Pa/s. Die Zeitkonstante des Lecksuchgeräts beträgt maximal 1 s.

Chemische Methode. Bei der Überwachung von Objekten, die mit Sondergasen betrieben werden und Gasgemische Wie auch in allen anderen Fällen, in denen sich bekannte Methoden zur Dichtheitskontrolle als wenig nützlich erweisen, erweist sich die chemische Methode 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 einer auf die eine oder andere Weise auf den Verdächtigen aufgebrachten chemischen Zusammensetzung Leckstellen. Als Prüfgas wird meist ein Prozessgas oder ein Gasgemisch verwendet.

Als Indikatormassen können verschiedene Kombinationen von Chemikalien verwendet werden. 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. Die Zusammensetzung einer der empfohlenen Lösungen, mit denen die Bänder imprägniert werden, beträgt 100 ml Ethylalkohol, 15...20 ml Glycerin, 1...2 g Bromphenolblau und eine 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 im Bereich von 1 · 10 -7 bis 7 · 10 -7 m 3 Pa/s.

Methode der Indikatorlackierung dient der Steuerung derjenigen Objekte, die bereits während des Herstellungsprozesses mit einem Arbeitsmedium gefüllt, lackiert und getrocknet und dann an den Kunden versandt werden. In diesem Fall erfolgt die Dichtheitskontrolle während der Trocknung. Dem als Lacküberzug dienenden Lack wird ein spezieller Indikator zugesetzt, beispielsweise Bromphenolblau, der auf die Arbeitsumgebung reagiert. An Leckstellen geht das Arbeitsmedium eine chemische Reaktion mit dem Indikator ein. Dadurch bilden sich blaue Flecken auf dem Lack, die auf die Lage des Lecks hinweisen. Eine Möglichkeit, Indikatorfarbe herzustellen, besteht darin, eine Mischung aus nicht-troglyphtalischer grauer Farbe und Bromphenolblau-Indikator herzustellen. Indikatorfarbe behält ihre Reaktionseigenschaften lange Zeit, da sie auch nach dem Trocknen auf Austritt des Arbeitsmediums reagiert. Die Empfindlichkeit der Steuerung mit der Indikatorlackmethode erreicht 1 · 10 -6 ...10 -7 m 3 Pa/s.

Manometrische Methode wird in der Praxis häufig verwendet, da dies eine der am einfachsten umzusetzenden Methoden ist. Es basiert auf der Erfassung von Änderungen des Gesamtdrucks im OK oder in der Nebenkammer, in der sich das OK befindet.

In den letzten Jahren haben sich die Möglichkeiten der Methode aufgrund der Entwicklung von Technologien zur Überwachung kleiner Druck- und Temperaturänderungen erweitert. In der Praxis wird üblicherweise der Druckabfall (Druckanstieg) über eine bestimmte Zeit überwacht. Die zulässige Druckänderung des Gasmediums in der Anlage wird auf der Grundlage der vom Planer festgelegten Dichtheitsstandards festgelegt.

Das Kontrollverfahren durch Druckänderung (manometrisch) wird hauptsächlich bei Vorprüfungen von Objekten eingesetzt, um größere Durchgangsfehler zu erkennen. Dieses Verfahren wird unabhängig zur Dichtheitskontrolle eingesetzt, wenn die Anforderungen an die Empfindlichkeitsschwelle 1 · 10 -5 m 3 Pa/s nicht überschreiten. Bei der Überwachung kleinvolumiger Objekte (Vl 10 -4 m 3) kann eine Empfindlichkeitsschwelle von 5 · 10 -6 m 3 Pa/s erreicht werden. /

Abhängig von den Anforderungen an den Dichtheitsgrad der Produkte, deren Abmessungen, Konfiguration und Kontrollzwecke kommen schlauchlose oder kammerlose (Abb. 10.20) Methoden der manometrischen Kontrolle zum Einsatz.

Das mathematische Modell des instationären Prozesses der Druckänderung in einem manometrischen Verbundsystem hat die Form

(10.15)

wobei A 2 ein konstanter Koeffizient ist, abhängig von den Parametern der Umgebung und des Defekts. Im Flugzeug P, t Die nach (10.15) ermittelten dynamischen Kennlinien haben die Form von Parabeln (Abb. 10.21). Je größer der Defekt, desto schneller gleicht sich der Druck im Produkt aus R und und in der Kammer R im Moment der Zeit T*.

In der Abbildung charakterisieren verschiedene Kurven, gekennzeichnet durch die entsprechenden Zeichen (□, Δ usw.), die Druckänderung im Objekt und in der Kammer, wenn in der Wand des Objekts ein Defekt mit einem bestimmten Durchmesser vorliegt (z B. 50, 100 μm usw.). Für einen Tubeless-Steuerkreis, wann
Durch den Übergang zum Grenzwert erhalten wir ein mathematisches Modell eines solchen Systems in der Form

(10.16)

Die zweite Gleichung dieses Systems zeigt das R k ist ein konstanter Wert, d.h. R k = P k 0 = R und wo R a ist der atmosphärische Druck.

Ersetzen Sie diesen Wert R Zur ersten Gleichung (10.16) erhalten wir die Differentialgleichung

(10.17)

woraus wir durch Integration finden

(10.18)

Diagramme Übergangsprozess für die betrachteten Kontrollbedingungen sind in Abb. dargestellt. 10.22. Die Steigung dieser Kennlinien wird maßgeblich von der Größe des Defekts bestimmt.

Für die Tubeless-Version (siehe Abb. 10.20, a) in Ordnung. Überdruck P und 0 erzeugen, indem dem Eingang des Prüfsystems Druck P 0 zugeführt wird. Dann wird Ventil 3 geschlossen. Liegt eine Undichtigkeit im OK 1 vor, registriert der Lecksensor 2 den Druckabfall P und entsprechend der in Abb. 10.22.

Für einen Kammerregelkreis haben Lösungen der Differentialgleichungen (10.15) die Form

(10.19)

(10.20)

Jede der Gleichungen (10.19) und (10.20) wird in Koordinaten definiert P, t Parabel. Die Achsen dieser Parabeln verlaufen parallel zur Ordinatenachse R und in entgegengesetzte Richtungen gerichtet. Sie schneiden sich in einem Punkt, dessen Koordinaten durch Lösen der Gleichung bestimmt werden

R und ( T) = R k ( T)

Trotz der scheinbaren Einfachheit der Methode wird ihre Anwendung häufig durch die relativ geringe Empfindlichkeit der Methode und in einigen Fällen durch die lange Dauer des Messzyklus erschwert. Bei der Verbesserung der Methode spielt die Eliminierung des Temperatureinflusses auf die Kontrollergebnisse eine zentrale Rolle.

Das gashydraulische Verfahren (Blasenverfahren) basiert auf der Beobachtung von Blasen des Prüfgases 4 (Abb. 10.23), die bei der Druckprüfung des in Flüssigkeit eingetauchten Prüflings 2 mit Gas aus dem Leck 3 freigesetzt werden.

Die Vorteile der Blasenmethode liegen in ihrer Einfachheit: Sie erfordert keine Instrumentierung und keine speziellen Prüfgase, weist eine hohe Empfindlichkeit auf und die Vorgänge zur Erkennung und Lokalisierung von Lecks werden kombiniert.

Sein Nachteil besteht darin, dass das Produkt in einen Tank eingetaucht werden muss, was bei großformatigen Produkten nicht möglich ist. Das Beschichten einer Oberfläche mit einem Flüssigkeitsfilm ist ein arbeitsintensiver Vorgang; bei längerer Einwirkung von Flüssigkeitsrückständen (Wasser) besteht die Gefahr von Oberflächenkorrosion. Die Empfindlichkeit der Methode ist teilweise unzureichend. Die Ergebnisse des Audits hängen maßgeblich von der Integrität des Verantwortlichen ab.

Am Beispiel der Blasenmethode lässt sich der Einfluss der Empfindlichkeitsschwelle des Lecksuchgeräts und der Prüfbedingungen auf die Empfindlichkeitsschwelle des Lecksuchverfahrens insgesamt nachvollziehen. Das Mittel zur Erkennung von Lecks sind eigentlich Prüfgasblasen. Betrachten wir den Prozess der Blasenbildung, um die Empfindlichkeitsschwelle zu bestimmen. Unter dem Einfluss des im Prüfling erzeugten Prüfdrucks bildet sich an der Leckmündung eine Blase. Die darin enthaltene Gasmenge wird durch das Produkt des Blasenvolumens bestimmt V n auf den Druck darin R n. Dieser Druck ist geringer R def aufgrund von Druckabfall bei Lecks. Bestimmen wir Pp unter der Bedingung, dass es gleich der Summe der auf die Blase wirkenden Außendrücke ist: atmosphärischer Druck auf der Oberfläche der Flüssigkeit R atm, hydrostatischer Flüssigkeitsdruck R g und Oberflächenspannung R N.

Größe P g = Gρ H, wobei ρ die Dichte der Flüssigkeit ist, a H- die Höhe der Flüssigkeitssäule über der Blase. Der durch Oberflächenspannungskräfte verursachte Druck R n = (2F lg cosθ)/r=4F lg /D. Dabei ist F die Oberflächenspannungskraft zwischen Flüssigkeit und Gas pro Längeneinheit auf der Oberfläche der Flüssigkeit. Für den betrachteten Fall ist D = 2r der Durchmesser der Blase, θ = 0. Somit ist

(10.21)

Wo T- Blasenbildungszeit.

Der Gasstrom durch das Leck vergrößert den Durchmesser der Blase, bis sie abbricht. Dieser Moment tritt auf, wenn die archimedische Kraft auf die Blase einwirkt gρV n wird gleich der Adhäsionskraft der Blase an der Oberfläche und übersteigt diese dann, gleich der Kraft der Oberflächenspannung Flüssigkeit – Gas multipliziert mit dem Umfang des Lecks: F lg =π D, Wo D- Leckdurchmesser. Somit ist die Trennungsbedingung

Hier D 0 ist der Durchmesser der Blase zum Zeitpunkt der Trennung. Die Formel zeigt, dass die Blasen umso größer sind, je größer der Leckdurchmesser ist. Da jedoch aus dem Leckdurchmesser ( D) und Größen, die die Eigenschaften der Flüssigkeit charakterisieren ( F zh und ρ) wird die Kubikwurzel gezogen, der Durchmesser der abgelösten Blase ändert sich kaum, wenn sich die oben genannten Werte ändern. Typischerweise wird der Durchmesser der abgelösten Blase mit 0,5...1 mm angenommen. Blasen mit einem Durchmesser von weniger als 0,5 mm sind kaum zu erkennen. Hier können Sie den minimalen Leckdurchmesser ermitteln D min =2,8 µm.

Der mit der Blasenmethode aufgezeichnete minimale Gasfluss kann aus der Annahme dieser Zeit ermittelt werden T 0 vom Beginn der Blasenbildung bis zu ihrer Trennung beträgt 30 s. Ist diese Zeit länger, sind die zu selten entstehenden Blasen nur schwer zu bemerken.

Typischerweise ist der hydrostatische Druck viel geringer als der atmosphärische Druck; er tendiert sogar gegen Null, wenn der Abstand vom Leck zur Oberfläche abnimmt H. Auch der Druck der Oberflächenspannungskräfte ist deutlich geringer als der Atmosphärendruck. Als Ergebnis ermitteln wir aus (10.31) den minimal erfassten Gasfluss mit der Blasenmethode:

(10.22)

Bei D 0 =0,5 mm, T 0 = 30 s, R atm = 101325 Pa erhalten wir J min = (3,14 0,5 3 10 -9 101325)/(6 30)=2,2 10 -7 W. Dieser Wert bestimmt die Empfindlichkeitsschwelle der Blasenmethode zur Leckerkennung. Betrachten wir nun die Empfindlichkeit (untere Anzeigegrenze) des gesamten Lecksuchsystems mit der Blasenmethode.

Verwendung der Gleichungen für Leckage durch einen Kanal – Leckage für viskose Strömung Jв = π D 4 R 2 atm /256η Zoll l Wir ermitteln die Empfindlichkeit des gesamten Leckerkennungssystems IN m i n , reduziert auf Standardbedingungen:

Die Empfindlichkeit des Verfahrens gegenüber Leckagen kann nicht nur durch Erhöhen erhöht werden R def, aber auch durch die Verwendung von Gasen mit einer niedrigeren Viskosität als Luft. Wenn Sie beispielsweise Wasserstoff anstelle von Luft verwenden, ist η/η in = 0,5 und P def / P atm = 10 B min = 1,1 · 10 -9 W. Dies ist so zu verstehen, dass mit Hilfe von Wasserstoff und einem Crimpdruck von 10 atm die Empfindlichkeitsschwelle des Steuerungssystems aufgehoben und Undichtigkeiten erkannt werden, die bei Vakuumtests auftreten normale Bedingungen wird etwa 1 · 10 -9 W austreten.

Schauen wir uns einige Optionen für die Blasenmethode an. Wie bereits erwähnt, wird das Prüfobjekt nicht in einen Tank eingetaucht, sondern mit einem Flüssigkeitsfilm bedeckt (Seifverfahren), wobei die Blasenbildung beobachtet wird. Die Flüssigkeit sollte viskos sein, langsam fließen und eine niedrige Oberflächenspannung aufweisen. Es wird aus einer wässrigen Lösung von Seife, Glycerin und Gelatine (Seifenfilm) oder aus einer wässrigen Lösung von Dextrin, Glycerin, Alkohol und anderen Zusatzstoffen (Polymerfilm) hergestellt. Die Viskosität sorgt für einen langsamen Fluss und reduzierte Oberflächenspannungskräfte begünstigen die Blasenbildung.

Der Film wird mit einem weichen Pinsel oder Spray auf die Produktoberfläche aufgetragen. Die Beobachtung der Blasenbildung beginnt 2...3 Minuten nach dem Aufbringen des Seifenfilms. Bei Verwendung eines Polymerfilms werden große Defekte sofort nach dem Aufbringen des Films und kleine Fehler erst nach 20 Minuten erkannt. Die Bläschen in einem solchen Film platzen nicht, sondern bleiben in Form von „Kokons“ 24 Stunden lang erhalten. Die Empfindlichkeit wird mit der Näherungsformel (10.22) bestimmt.

Die höchste Empfindlichkeit der Blasenmethode kann erreicht werden, wenn man die Methode des Waschens und Beobachtens in einer lokalen Vakuumkammer mit einem Druck von etwa 10 4 Pa ​​anwendet. Eine solche Kammer (Abb. 10.24) wird unter dem Einfluss des Atmosphärendrucks an die Oberfläche des Prüflings „angesaugt“. Die Beobachtung des Auftretens von Blasen, Kokons oder Filmrissen erfolgt durch das Sichtfenster. In diesem Fall sind der atmosphärische und der hydrostatische Druck gleich Null und die Formel (10.22) nimmt unter Berücksichtigung der doppelten Kontaktfläche des Films mit dem Gas die Form an

Reis. 10.24. Lokale Vakuumkammer:

1 - Körper. 2 - Glas, 3 - Pumpanschluss, 4 - Dichtung, 5 - Wand des Prüflings, 6 - Manometeranschluss.

Unter den gleichen Testbedingungen und einem Oberflächenspannungswert von 0,075 N/m für Wasser erhalten wir: J m i n =l.3 10 -9 W, d.h. Die Schwelle der empfindlichen Methode zur Leckerkennung wird im Vergleich zur Prüfung in einem Atmosphärendrucktank um das 170-fache reduziert. Gleichzeitig bleibt die oben erwähnte Möglichkeit bestehen, die Empfindlichkeit des Regelverfahrens insgesamt durch die Erhöhung der Druckprüfung und die Verwendung von Wasserstoff als Prüfgas anstelle von Luft zu erhöhen. Dadurch wird es mit der Blasenmethode möglich, Leckagen zu identifizieren, die bei Vakuumtests unter Standardbedingungen einer Leckage von etwa 10 -11 W entsprechen.

Das Blasenverfahren wird auch zur Prüfung geschlossener, gashaltiger Prüfkörper unter Atmosphärendruck eingesetzt. Durch das Eintauchen des Prüflings in eine heiße Flüssigkeit entsteht ein übermäßiger Gasdruck im Inneren des Prüflings. Die Druckänderung wird aus dem Charles'schen Gesetz bestimmt

Wo R- Druck; T- Absolute Temperatur; Die Indizes „1“ und „2“ beziehen sich auf ein kaltes und erhitztes Objekt.

Als Anfangsbedingungen gehen wir von Normalbedingungen aus. Heiztemperatur T 2 wird durch die Tatsache begrenzt, dass sich in der Flüssigkeit Blasen zu bilden beginnen. Bei Wasser sind es 80°C. Von hier aus ist es leicht, das zu finden

Wenn wir diesen Wert in (10.23) einsetzen, finden wir, dass die Empfindlichkeit der Methode, reduziert auf Standardbedingungen, 33 10 -6 W beträgt.

Die Möglichkeit einer Erhöhung der Empfindlichkeit liegt in der Verwendung von Flüssigkeiten mit hohem Siedepunkt. Beispielsweise hat Vakuumöl eine Blasenbildungstemperatur von 150 °C. Dadurch ist es möglich, P def / P atm auf 1,55 zu erhöhen. Darüber hinaus werden Tests in einer Vakuumkammer mit Beobachtungsfenster durchgeführt. Dadurch ermöglichen sie eine Leckerkennung mit einer Schwellenempfindlichkeit von ca. 10 -8 W.

Hydraulische Methoden. Der Hydrotest-Prozess, dem viele Produkte unterzogen werden, kann als Methode zur Leckerkennung eingesetzt werden. Der Test zur Erkennung großer Lecks wird als Lecktest bezeichnet. Schiffsrümpfe und Hydrauliktanks werden solchen Tests unterzogen.

Die Prüfungen werden entweder unter statischem Druck einer 0,5...2,5 m hohen Wassersäule mit einer Haltezeit von mindestens 1 Stunde oder mit einem Wasserstrahl unter Druck durchgeführt. Weniger kritische Objekte werden mit drucklosem Wasser oder einem diffusen Wasserstrahl kontrolliert. Die Ergebnisse gelten als zufriedenstellend, wenn keine Strahlen, Ströme oder kontinuierlich fließenden Wassertropfen beobachtet werden.

Behälter, Gehäuse, Rohrsysteme und andere Gegenstände, die erheblichen Drücken standhalten müssen, werden einer Wasserdruckprüfung mit einem Druck unterzogen, der deutlich über dem Arbeitsdruck liegt. Dieses Verfahren wird auch zum Auffinden von Lecks verwendet. Ein Anzeichen für ein Leck kann Schweiß an der Wand des Objekts sein.

Um die Suche nach Lecks zu erleichtern und die Empfindlichkeitsschwelle des Verfahrens zu senken, wird die Prüfflüssigkeit kontrastierend gemacht, ihr wird beispielsweise die Eigenschaft der Lumineszenz verliehen. Die am weitesten verbreitete Methode ist die lumineszierend-hydraulische Methode. Dabei wird dem für die Druckprüfung vorgesehenen Wasser eine konzentrierte Lösung von Fluorescein (Uranin)-Dinatriumsalz in einem Anteil von 0,1 % (1 l/g) zugesetzt. Die Zusammensetzung wird gründlich gemischt. Die Haltedauer unter Druck beträgt 15 Minuten bis 1 Stunde (abhängig von der Wandstärke des Prüflings).

Anschließend wird jeder kontrollierte Bereich und jede kontrollierte Oberfläche des OC im ultravioletten Licht einer Quecksilber-Quarzlampe untersucht. Zunächst werden große Lecks identifiziert, durch die das Wasser aus der Fluoresceinlösung nicht vollständig verdunstet und für ausreichende Lumineszenz sorgt. Anschließend wird die Oberfläche mit einem Feuchtigkeitsspray befeuchtet und erneut überprüft. Fluorescein, das durch kleine Lecks gelangt ist, löst sich in diesem Wasser auf und beginnt zu leuchten. In ultravioletten Strahlen werden durchgehende Defekte als leuchtend grüne Punkte (Poren) und Streifen (Risse) sichtbar. Die Ausleuchtung des Raumes mit sichtbarem Licht sollte nicht mehr als 20 Lux betragen.

Die Empfindlichkeitsschwelle des lumineszenthydraulischen Verfahrens wird wie bei allen Flüssigkeitsverfahren empirisch durch Vergleich mit den Ergebnissen der Steuerung mittels Gasverfahren ermittelt. Bei einem Überdruck von mindestens 2 · 10 7 Pa erkennt das lumineszierend-hydraulische Verfahren Defekte, die bei Kontrolle mit Gasmethoden einem Leck von 10 -10 ... 10 -9 W unter Standardbedingungen entsprechen. Bei einem Druckabfall auf 2 · 10 5 Pa werden Leckagen von 10 -5 ... 10 -4 W erkannt.

Wenn die Technologie eine Wasserdruckprüfung eines Produkts nicht vorsieht oder die Erzeugung einer Druckdifferenz aufgrund der geringen Festigkeit der Produktwände nicht möglich ist, wird zur Erkennung von Lecks ein Kapillarverfahren (meist Lumineszenzverfahren) eingesetzt. Es unterscheidet sich von dem in Kap. 2 dadurch, dass das Eindringmittel und der Entwickler auf verschiedenen Seiten der Trennwandoberfläche aufgetragen werden. Die Kriechflüssigkeit (Noriol mit Kerosin) wird mit einem Pinsel in einer großzügigen Schicht aufgetragen und alle 20 Minuten wird eine bestimmte Menge Kriechmittel hinzugefügt. Der Entwickler (Alkohol-Wasser-Suspension von Kaolin) wird in einer dünnen Schicht auf die gegenüberliegende Oberfläche aufgetragen. Die Fehlersuche durch Inspektion unter ultraviolettem Licht beginnt frühestens 10 Minuten nach dem Auftragen des Eindringmittels und Entwicklers. Die Gesamthaltezeit hängt von der Dicke der Produktwände und den Anforderungen an die Dichtheit des Produkts ab und kann bis zu 14 Stunden betragen. Eine lange Haltezeit ist der Hauptnachteil der kapillaren Lecksuchmethode.

Weniger kritische Objekte werden mit der Kerosin-Testmethode kontrolliert. Auf der Oberfläche der Trennwand wird auf der einen Seite Kerosin (Eindringmittel) aufgetragen, auf der anderen Seite eine Entwicklungsschicht in Form einer Kreidelösung in Wasser. Die Belichtungszeit beträgt je nach Dicke der Trennwand und Lage zwischen 40 und 120 Minuten. Die Leckstellen werden durch das Auftreten dunkler Kerosinflecken auf der Kreideoberfläche bestimmt.

Mittel und Geräte, die den Leckerkennungsprozess unterstützen. Zur Durchführung der Inspektion mittels Lecksuchverfahren sind folgende Hilfsmittel erforderlich: ein Prüfstoff, Geräte zur Erzeugung und Messung der Druckdifferenz, Mittel zum Nachweis des Prüfstoffs bzw. zur Messung seiner Menge sowie Mittel und Technik zur Vorbereitung des Prüfgegenstandes . Die Wirksamkeit der Leckerkennungskontrolle hängt vom gesamten Kontrollsystem ab, d. h. eine Kombination aus einer bestimmten Methode, einem bestimmten Mittel, einem Kontrollmodus und einer Methode zur Vorbereitung eines Objekts für die Kontrolle. Die Schwellenempfindlichkeit des Steuersystems wird durch den Wert der minimalen Leckage unter Standardbedingungen bestimmt, die von diesem System erkannt werden kann.

Je höher die Empfindlichkeit des Regelsystems ist, desto niedriger ist die Empfindlichkeitsschwelle.

Prüfsubstanzen müssen gut in Lecks eindringen und von Lecksuchgeräten leicht erkannt werden können. Sie sollten kostengünstig sein und keine schädlichen Auswirkungen auf Menschen und Kontrollobjekt haben.

Als Testsubstanzen werden Gase (häufiger) und Flüssigkeiten verwendet. Je niedriger die Viskosität und das Molekulargewicht des Gases sind, desto besser dringt es durch Lecks ein. Die Hauptanforderung an Prüfgase (wie für alle Prüfsubstanzen) ist die Existenz hochempfindlicher Methoden zu deren Nachweis. Die gebräuchlichsten Prüfgase sind in der Tabelle aufgeführt. 10.2.

Teilweise werden leichtflüchtige Flüssigkeiten als Testsubstanzen verwendet: Alkohol, Aceton, Benzin, Ether. Typischerweise erkennen Indikatoren Dämpfe dieser Flüssigkeiten, und Methoden zur Überwachung solcher Flüssigkeiten werden als Gas klassifiziert.

Zu den flüssigen Testsubstanzen gehören Wasser, das beim Hydrotesten (Hydropressen) verwendet wird, Wasser mit lumineszierenden Zusätzen, die die Anzeige von Lecks erleichtern, und benetzende Flüssigkeiten – Penetrationen.

Zu den Mitteln zur Erzeugung einer Druckdifferenz gehören Flüssigkeiten oder Gase (Kompressoren), Pumpen, Vakuumpumpen, Flaschen mit Testgas oder -flüssigkeit, Rohrleitungen, Armaturen (Ventile, Fittings, Rohre), Manometer usw.

Bei Vakuumtests beträgt der Restluftdruck 0,1...1 Pa. Dieser Druck wird durch eine mechanische Vorvakuumpumpe erreicht. Ein tieferes Vakuum (10 -4 ...10 -5 Pa) wird mit Dampfölpumpen erreicht. Allerdings können diese Pumpen keine Luft in die Atmosphäre pumpen. Bei ihnen beträgt der höchste Ausgangsdruck 10...500 Pa, der von einer Vorvakuumpumpe bereitgestellt wird. Um zu verhindern, dass Öl aus Dampfölpumpen in das Vakuumsystem gelangt, werden zwischen ihnen Reflektoren und Fallen angebracht, die mit Wasser oder flüssiger Luft gekühlt und mit sorbierenden Substanzen gefüllt sind. Dabei wird ein Vakuum von 10 -6 ...10 -7 Pa erreicht.

Ein wichtiges Merkmal der Pumpe ist ihre Wirkungsgeschwindigkeit: das bei einem bestimmten Druck am Pumpeneinlass abgepumpte Gasvolumen. Häufig wird der Begriff des effektiven Saugvermögens S e verwendet. Es bestimmt das von der Pumpe abgepumpte Gasvolumen unter Berücksichtigung der begrenzten Leitfähigkeit der Rohre und Ventile, die die Pumpe mit dem abgepumpten Volumen verbinden.

Bei der Druckprüfung mit Gas muss der Druck niedriger sein als der zulässige Auslegungsdruck für das jeweilige Objekt. Typischerweise wird ein Crimpdruck von nicht mehr als 2 · 10 5 .Pa (ca. 1 atm) und nur in einigen Fällen bis zu 5 · 10 6 Pa verwendet. Die Einschränkung ist mit den katastrophalen Folgen eines Bruchs eines mit Gas unter Druck stehenden Prüflings verbunden.

Beim Hydropressen ist der Bruch eines Gegenstandes weitaus weniger gefährlich, da Flüssigkeiten praktisch inkompressibel sind. In diesem Fall ist es möglich, deutlich höhere Drücke zu verwenden. Beispielsweise werden Hydrotests zur Festigkeit eines Prüflings in der Regel bei Drücken durchgeführt, die 25...50 % höher sind als der berechnete. Wenn der Dampfkessel für den Betrieb unter einem Druck von 3 · 10 7 Pa (300 atm) ausgelegt ist, wird der Druck beim Hydrotest auf 3,75 · 10 7 Pa eingestellt und bei gleichem Druck erfolgt die Regelung nach dem Lumineszenz-Hydraulik-Verfahren.

Beim Hydropressen ist es wichtig, dass keine „Luftpolster“ entstehen. Daher wird vor dem Befüllen des Prüflings mit Flüssigkeit Druckluft abgepumpt oder über ein Ventil, das sich im oberen Teil des Prüflings befindet, abgelassen.

Manometer dienen zur Druckmessung. Drücke über 10 4 Pa ​​werden mit mechanischen Dehnungsmessstreifen, piezoelektrischen und anderen Arten von Druckmessgeräten gemessen. Niedrigere Drücke werden mit thermoelektrischen, Ionisations- und anderen Vakuumdruckmessgeräten (Vakuummessgeräten) gemessen. Diese Manometer werden mit Flüssigkeits- und Kompressionsmessgeräten kalibriert. Jeder Manometertyp hat eine Messgrenze, die durch das Funktionsprinzip bestimmt wird. Beispielsweise wird das Vorvakuum mit einem Thermodruckmessgerät und das Hochvakuum mit einem Ionisationsdruckmessgerät gemessen.

Geräte zur Leckerkennung. Zur Erkennung von Lecks werden spezielle Geräte eingesetzt – Lecksucher und nicht-instrumentelle Lecksuchmethoden. Das wichtigste Merkmal eines Lecksuchgeräts ist die Empfindlichkeitsschwelle. Dabei handelt es sich um den kleinsten, vom Lecksuchgerät erfassten Durchfluss gasförmiger oder flüssiger Prüfsubstanz. Durch Experimente und Berechnungen wird es in Leckage unter Standardbedingungen umgerechnet. Lecksuchmittel zeichnen sich auch durch den Druckbereich, in dem sie arbeiten, die Vorbereitungszeit für Arbeit und Prüfung, die Möglichkeit quantitativer Messwerte, das Gewicht usw. aus.

In der Tabelle 10.2 listet verschiedene Methoden zur Leckageortung mit Hilfe der eingesetzten Lecksuchmittel auf und gibt Hinweise auf das ihnen zugrunde liegende Prinzip. Die Methoden werden mit steigender Empfindlichkeitsschwelle angeordnet, d.h. Verschlechterung der Fähigkeit, kleine Lecks zu erkennen. Angegeben ist die ungefähre Empfindlichkeitsschwelle des Luftstromkontrollsystems unter Standardbedingungen, die nicht nur vom Lecksuchgerät, sondern auch von der Art der Verwendung dieses Gerätes abhängt. Beispielsweise ergibt die Verwendung einer massenspektrometrischen Methode mit Akkumulation die niedrigste Empfindlichkeitsschwelle, im dynamischen Modus ist sie 100-mal höher.

Objekte für die Kontrolle vorbereiten. Die Hauptaufgabe der Inspektionsvorbereitung besteht darin, Leckagen von den sie bedeckenden Substanzen, Ölen, Emulsionen und kondensierter Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft zu befreien. Bei der Crimpprüfung unter hohem Überdruck werden verstopfende Stoffe aus Lecks herausgedrückt, so dass keine hohen Anforderungen an die Oberflächenvorbereitung gestellt werden. Bei der Prüfung mit benetzenden Flüssigkeiten ist die Oberflächenvorbereitung auf beiden Seiten des Produkts die gleiche wie bei der Kapillarmethode. Beim Testen ist die Oberflächenvorbereitung am wichtigsten Gasmethode bei kleinen Druckunterschieden, beispielsweise bei Vakuumtests.

Schützende Oberflächenbeschichtungen (Lackierung) beeinträchtigen die Inspektion, daher wird vor dem Auftragen die Dichtheit überprüft. Öl und Emulsion werden durch Abwischen mit Lösungsmitteln entfernt. Zum Öffnen von Lecks (sowie zum Entgasen) wird eine Wärmebehandlung der Oberfläche durchgeführt, die in mehrere Klassen unterteilt ist.

Um Leckagen vollständig zu öffnen (erste Klasse), wird der Prüfling im Vakuum erhitzt. Die optimale Erwärmung erfolgt auf eine Temperatur von 400 °C bei einem Vakuum von 0,1 Pa mit einer Haltezeit von 5 Minuten bis 3 Stunden, je nach Kontrollobjekt. Das Erhitzen auf eine hohe Temperatur ist notwendig, da das Sieden von Flüssigkeiten in Kapillaren bei einer höheren Temperatur als unter normalen Bedingungen erfolgt. Wasser siedet beispielsweise bei einer Temperatur von 300...400°C. Bei Erwärmung auf solche hohe Temperatur Ist dies nicht möglich, können Sie das Produkt an der Luft auf eine Temperatur von 250...300°C mit einer Haltezeit von mindestens 30 Minuten erhitzen.

Die zweite Zubereitungsklasse besteht im Erhitzen an der Luft auf 150...200°C mit Halten für mindestens 10 Minuten oder im Vakuum (10 Pa) auf 100...200°C mit Halten für mindestens 1 Stunde.

Die dritte Vorbereitungsklasse besteht aus dem gleichen Erhitzen an der Luft oder im Vakuum auf bis zu 80 °C mit einer Einwirkungszeit von mindestens 2 Stunden. Die vierte Klasse schließlich sieht nur das Trocknen der Oberfläche vor.

Vielversprechende Methoden. Eine Analyse der Trends in der Entwicklung von Methoden und Verfahren zur Dichtheitsprüfung hat vielversprechende Trends in der Leckerkennungstechnologie aufgezeigt, die sich derzeit entwickeln.

Erstens sind die Aussichten für die Leckerkennung mit der Ausweitung der Hardware-Implementierung von Kontrollmethoden verbunden. So ermöglichten Fortschritte in der Absorptionsspektroskopie von Gasen mittels monochromatischer Strahlung in Kombination mit dem optisch-akustischen Effekt zur Erkennung von Mikroverunreinigungen in der Umgebungsluft einen neuen Lösungsansatz für das Problem der Erhöhung der Zuverlässigkeit und Effizienz der Dichtheitsüberwachung dünnwandige geschlossene Volumina. Auf dieser Grundlage wurden die ersten Muster optischer Absorptions-Lecksuchgeräte mit Lachgas als Testsubstanz hergestellt.

Vielversprechende physikalisch-chemische Methoden zur Überwachung der Dichtheit werden in großem Umfang entwickelt, die auf der Wirkung der Wechselwirkung eines Testgases mit der Oberfläche eines Defekts oder einer speziellen Zusammensetzung basieren und dazu beitragen, die Leitfähigkeit des Defekts zu erhöhen. Basierend auf den gleichen Methoden entstehen neuartige empfindliche Leckagesensoren, beispielsweise piezogewichtete, bei denen eine spezielle Beschichtung auf der Quarzoberfläche verwendet wird, die mit einem Testgas interagiert.

Zusätzlich zu den oben diskutierten Lecksuchgeräten, die von Instrumentenbauunternehmen in Massenproduktion hergestellt werden, wurden eine Reihe von Geräten entwickelt, die in einzelnen Unternehmen zur Prüfung bestimmter Produkttypen eingesetzt werden. Dazu gehören Manometer, akustische, Infrarot-, Laser- und andere Lecksuchgeräte und -systeme.

Manometrische Lecksuchgeräte werden üblicherweise auf Basis serieller Membranelemente und -blöcke hergestellt. Meistens basieren solche Geräte auf hochempfindlichen Membran- oder Balg-Differenzdruckmessgeräten. Die Hauptbemühungen zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Geräten zur Dichtheitskontrolle von Manometern sind mit der Auswahl einer Membran, der Schaffung von Temperaturkompensatoren und der Computerisierung des Druckprüfprozesses verbunden.

Akustische Leckdetektoren, die auf der Aufzeichnung von Ultraschallschwingungen eines durch einen Durchgangsdefekt strömenden Gasstrahls basieren, haben aufgrund ihrer geringen Empfindlichkeit und des Einflusses von Fremdgeräuschen auf die Testreproduzierbarkeit nicht die erwartete breite Anwendung gefunden. Mit akustischen Leckdetektoren (z. B. Typ TUZ) können Sie in der Regel Lecks mit einem Nenndurchmesser von 0,1...0,15 mm bei einem Überdruck im Produktinneren von 0,04...0,05 MPa finden. Der Anwendungsbereich wird sich beim derzeitigen Stand ihrer Entwicklung auf einfache Betriebsbedingungen und geringe Anforderungen an den Dichtheitsgrad von Industrieprodukten beschränken.

Die Suche nach neuen Testsubstanzen und Fortschritte bei der Entwicklung der optischen Absorptionsgasanalysemethode ermöglichten es Spezialisten der Luftfahrtindustrie, einen neuen Typ von Lecksuchgerät IGT-4 zu entwickeln. Hierbei handelt es sich um einen optischen Absorptionslecksucher, der auf der Anzeige eines umweltfreundlichen Prüfgases – Lachgas – basiert.

Seine Empfindlichkeitsschwelle gegenüber dem Lachgasfluss liegt bei 6,5 · 10 -7 m 3 Pa/s. Der Lecksucher vom Typ IGT-4 ist einfach und zuverlässig in der Bedienung, funktioniert in automatischer Modus, was über einen eingebauten Mikroprozessor erfolgt.

Die Entwicklung von Wissenschaft und Technologie hat in den letzten Jahren zur Entstehung neuer Ideen für Gasanalysegeräte, einschließlich Lecksuchgeräten, geführt. Dies gilt vor allem für die Festkörperhalbleitertechnologie zur Messung von Parametern von Gasströmen und Spurengasen. Offenbar wird die Entwicklung dieser Richtung in den kommenden Jahren zur Entwicklung neuer Arten von Lecksuchgeräten führen.

Staatliches Aufsichtskomitee der UdSSR

für die sichere Durchführung von Arbeiten in der Kernenergie

REGELN UND VORSCHRIFTEN IN DER KERNENERGIE

EINHEITLICHE TECHNIK ZUR KONTROLLE VON GRUNDMATERIALIEN (HALBFERTIGPRODUKTEN), SCHWEISSVERBINDUNGEN UND OBERFLÄCHEN VON KKW-GERÄTEN UND ROHRLEITUNGEN

Dichtheitskontrolle.
Gasmethoden.
PNAE G-7-019-89

1. ALLGEMEINE BESTIMMUNGEN

1.1. Die Dichtheit von Bauwerken und deren Komponenten wird überwacht, um Undichtigkeiten zu erkennen, die durch das Vorhandensein von Durchgangsrissen, mangelnder Verschmelzung, Verbrennungen usw. verursacht werden. in Schweißverbindungen und Metallwerkstoffen.
1.2. Die Dichtheitskontrolle basiert auf der Verwendung von Prüfsubstanzen und der Aufzeichnung ihres Eindringens durch Lecks in Bauwerke mit verschiedenen Geräten – Lecksuchern und anderen Mitteln zur Erfassung von Prüfsubstanzen.
1.3. Abhängig von den Eigenschaften des Prüfstoffs und dem Prinzip seiner Registrierung erfolgt die Kontrolle mit Gas- oder Flüssigkeitsmethoden, die jeweils eine Reihe von Methoden umfassen, die sich in der Technologie zur Umsetzung dieses Prinzips der Registrierung des Prüfstoffs unterscheiden. Dabei wird je nach Methode der Dichtheitsüberwachung der Ort der Leckage oder die Gesamtleckage (Leckagegrad) ermittelt. Die Liste der angewandten Methoden und Kontrollmethoden ist in Tabelle 1 aufgeführt
1.4. Das Ausmaß eines Lecks oder einer Gesamtleckage wird anhand des Luftstroms durch das Leck oder alle im Produkt vorhandenen Lecks unter normalen Bedingungen von der Atmosphäre in ein Vakuum abgeschätzt. Die Verhältnisse der Durchflusseinheiten sind im Referenzanhang 1 angegeben.
1.5. Unter einem Kontrollsystem versteht man eine Kombination bestimmter Kontrollmethoden und -modi sowie eine Methode zur Vorbereitung eines Produkts für die Kontrolle.
1.6. Die Schwellenempfindlichkeit des Regelsystems wird durch den Wert der minimal erkennbaren Leckagen bzw. der Gesamtleckage charakterisiert.

2. KLASSIFIZIERUNG UND AUSWAHL VON DICHTHEITSKONTROLLSYSTEMEN

2.1. Alle Empfindlichkeitskontrollsysteme sind in die fünf in der Tabelle aufgeführten Dichtheitsklassen eingeteilt. 2.
2.2. Die Dichtheitsklasse wird von der Planungs- (Bau-) Organisation gemäß den Anforderungen der aktuellen Kontrollregeln in Abhängigkeit vom Verwendungszweck, den Betriebsbedingungen des Produkts und der Durchführbarkeit der dieser Klasse zugeordneten Kontroll- und Vorbereitungsmethoden festgelegt und ist in angegeben die Konstruktionsdokumentation.
2.3. Die Wahl eines bestimmten Steuerungssystems wird durch die zugewiesene Dichtheitsklasse, Struktur und bestimmt technologische Merkmale Produkte sowie technische und wirtschaftliche Kontrollindikatoren.
2.4. Entsprechend der zugewiesenen Dichtheitsklasse erfolgt die Kontrolle mit der Technik der Kontrolltechnikkarten, die konkrete Methoden der Kontrolle und Vorbereitung des Produkts für die Kontrolle angeben. Bei Abweichungen von den Anforderungen dieser Methodik müssen die Dokumente mit der führenden materialwissenschaftlichen Industrieorganisation abgestimmt werden.

3. AUSRÜSTUNG UND MATERIALIEN

3.1. Bei der Dichtheitsprüfung müssen Geräte, Instrumente und Materialien gemäß den Referenzanhängen 2 und 3 ausgewählt werden. Es dürfen inländische und importierte Geräte, Instrumente und Materialien verwendet werden, die nicht in den Anhängen aufgeführt sind und die Anforderungen dieses Dokuments erfüllen.
3.2. Optionen und technische Eigenschaften Die für die Dichtheitsprüfung verwendeten Geräte, Instrumente und Materialien müssen den Nennwerten entsprechen. staatliche Standards und technischen Bedingungen.
3.3. Geräte, deren Pässe den Umfang und die Art der Überprüfungen angeben, unterliegen der messtechnischen Überprüfung. Die Überprüfungen werden durch Gosstandart-Stellen in den jeweiligen Unternehmen durchgeführt. Die Häufigkeit der Überprüfung richtet sich nach den Anforderungen des Gerätepasses.
3.4. Lecksucher müssen unabhängig von der gewählten Kontrollmethode gemäß den Anweisungen in der technischen Beschreibung und der Gebrauchsanweisung auf optimale Empfindlichkeit konfiguriert werden.

4. GASMETHODEN ZUR DICHTHEITKONTROLLE

4.1. Anforderungen an die Oberflächenvorbereitung von Bauwerken, die einer Dichtheitsprüfung mit Gasverfahren unterzogen werden

4.1.1. Wenn eine Schutzschicht auf die Oberfläche eines Produkts oder einer Baugruppe aufgetragen wird, sollte vor diesem Vorgang eine Dichtheitskontrolle durchgeführt werden.
Notiz . Bei technischer Unmöglichkeit ist eine Dichtheitskontrolle nach der Anwendung zulässig. Schutzbeschichtungen, die in der Produktions- und technischen Dokumentation (PTD) angegeben werden sollte.
4.1.2. Die Oberfläche von Produkten, Baugruppen und Schweißverbindungen von Produkten, die einer Dichtheitsprüfung unterzogen werden, muss frei von Spuren von Rost, Öl, Emulsion und anderen Verunreinigungen sein.
4.1.3. Organische Verunreinigungen aus zugänglichen Bereichen der Produktoberfläche sollten durch Waschen mit organischen Lösungsmitteln und anschließendes Umdrehen des Produkts oder Einblasen des eingefüllten Lösungsmittels entfernt werden. Das Volumen des eingefüllten Lösungsmittels muss mindestens 100 % des freien Volumens des Produkts betragen.
4.1.4. Als Reinigungsflüssigkeiten sollten Alkohol, Aceton, Testbenzin, Benzin, Freon-113 oder andere organische Lösungsmittel verwendet werden, die eine qualitativ hochwertige Entfernung organischer Verunreinigungen gewährleisten.
4.1.5. Nach der Reinigung sollte das Lösungsmittel abgelassen werden und der Produkthohlraum mit trockener, sauberer Luft ausgeblasen werden, bis der Lösungsmittelgeruch vollständig entfernt ist.
4.1.6. Die Qualität der Reinigung sollte überprüft werden, indem die zu reinigende Oberfläche mit einem sauberen, weißen, fusselfreien Tuch abgewischt und anschließend untersucht wird. Das Fehlen von Schmutz auf dem Stoff weist auf eine hochwertige Reinigung der Oberfläche hin.
4.1.7. Bei entsprechenden Anweisungen im technischen Prozess sollte die Qualität der Reinigung durch die Untersuchung eines Abschnitts der Oberfläche des Produkts oder der Schweißverbindung unter den Strahlen ultravioletten Lichts kontrolliert werden, und wenn die Oberfläche für die Inspektion unter den Strahlen ultravioletten Lichts unzulässig ist, ein Stück Kattun, nachdem Sie die Oberfläche damit abgewischt haben. Keine leuchtenden Punkte auf der kontrollierten Oberfläche oder dem Kattunstück bei Beleuchtung ultraviolettes Licht weist auf eine hochwertige Oberflächenreinigung hin.
4.1.8. Der abschließende Vorbereitungsvorgang – das Trocknen der Produktoberfläche und der Hohlräume von möglichen Durchbrüchen durch Feuchtigkeit und andere flüssige Medien – sollte unmittelbar vor der Dichtheitsprüfung durchgeführt werden. Um die Sauberkeit der Produkte zu gewährleisten, sollte nach dem Trocknen in sauberen Overalls (Bademantel oder Overall) und Handschuhen aus Leinenstoff gearbeitet werden.
4.1.9. Als Heizmittel sollten Elektroöfen, Induktoren, Heizgeräte, Anlagen, Dämpfstände usw. verwendet werden. Zum Heizen können Sie das elektrische Widerstandsverfahren mit Wechsel- oder Gleichstrom nutzen.
4.1.10. Beim Trocknen ohne Absaugen muss die Einwirkdauer bei der erforderlichen Temperatur mindestens 5 Minuten betragen. Die Temperatur wird durch die angegebene Dichtheitsklasse bestimmt.
4.1.11. Wenn es nicht möglich ist, die Dichtheit der Produkte unmittelbar nach dem Trocknen zu kontrollieren, darf das getrocknete Produkt nicht länger als 5 Tage gelagert werden. unter folgenden Bedingungen:

• kontrollierte Bereiche müssen mit Schutzmaterialien vor Kontamination und flüssigen Medien geschützt werden;
• Auf der Oberfläche des kontrollierten Produkts darf keine Feuchtigkeit kondensieren atmosphärische Luft. Um das Phänomen der Feuchtigkeitskondensation zu verhindern (z. B. wenn Produkte in einen Raum gebracht werden, in dem die Lufttemperatur höher ist als die Oberflächentemperatur des Produkts, wodurch die Lufttemperatur im Raum gesenkt wird, wenn das Produkt gekühlt wird, wenn Prüfgas aus einer Flasche zugeführt wird ), ist es notwendig, Maßnahmen auf der Grundlage von Referenztabellen der Temperaturverhältnisse der Umgebungsluft, relativ und zu ergreifen absolute Feuchtigkeit. Beispielsweise sollte bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80 % und einer Temperatur von 20 °C die Oberflächentemperatur des Produkts nicht weniger als 17 °C betragen;
• Die Luftfeuchtigkeit im Lagerraum für Trockenprodukte sollte 80 % nicht überschreiten.

4.1.12. Wenn Produkte transportiert werden müssen, muss die Möglichkeit einer Kontamination und Feuchtigkeitskondensation auf der Produktoberfläche ausgeschlossen werden.

4.2. Dichtheitsprüfung mit Helium-Lecksuchern

4.2.1. Schwellenempfindlichkeit von Helium-Leckdetektoren und Kontrollmethoden. Arbeitsskala.

4.2.1.1. Die Grenzempfindlichkeit von Lecksuchgeräten wird durch den minimalen Durchfluss des Prüfstoffs charakterisiert, den das Lecksuchgerät registrieren kann. Die Schwellenempfindlichkeit von Helium-Lecksuchgeräten muss mindestens 1,3,10-10 m3* Pa/s (1,10-6 l×μm Hg/s) betragen. Die Schwellenempfindlichkeit der Kontrollmethode wird durch den Mindestfluss oder die Mindestmenge der Prüfsubstanz charakterisiert, die im Kontrollschema festgelegt ist.
4.2.1.2. Die Schwellenempfindlichkeit von Helium-Lecksuchern wird zu Beginn jeder Schicht nach der in Anlage 4 angegebenen Methode bestimmt.
4.2.1.3. Die Schwellenempfindlichkeit der Kontrollmethode wird nach dem Testen eines Produkts, einer Charge ähnlicher Produkte oder eines Simulators bestimmt, dessen Design mit der GOMO gemäß der in Anhang 5 angegebenen Methodik vereinbart wurde.
4.2.1.4. Die Schwellenempfindlichkeit der Vakuumkammer (Helium) und der thermischen Vakuummethoden sollte nicht niedriger als 6,7,10-10 m3×Pa/s (5,10-6 l×μm Hg/s), Heliumblasmethoden und sein Heliummessstab- nicht niedriger als 6,7.10-9 m3×Pa/s (5,10-5 l×μm Hg.st.s).
4.2.1.5. Wenn die Schwellenempfindlichkeit der Kontrollmethode niedriger ist als die in Abschnitt 4.2.1.4 angegebenen Werte, muss das Produkt oder die Produktcharge erneut überprüft werden.
4.2.1.6. Ein Zeichen für das Vorliegen eines durchgehenden Defekts ist ein Anstieg der Instrumentenwerte über die durchschnittlichen Hintergrundwerte um einen Betrag, der der Differenz zwischen den maximalen und minimalen Hintergrundwerten im Testkreis entspricht. Dieser Wert sollte bei allen Kontrollmethoden (außer der Sondenmethode) 50 mV und bei der Sondenmethode 100 mV nicht überschreiten.

Anmerkungen :
1. Die durchschnittlichen Hintergrundwerte vor Beginn des Tests mit einer beliebigen Methode sollten nicht mehr als 2/3 der Arbeitsskala betragen.
2. Wenn die Hintergrundmesswerte den angegebenen Wert überschreiten, sollte eine Hverwendet werden.

4.2.2. Helium-Methode (Vakuumkammer).

4.2.2.1. Der Kern der Helium- oder Vakuumkammermethode besteht darin, dass das kontrollierte Produkt in eine versiegelte Metallkammer gegeben wird. Über ein Hilfspumpsystem wird ein Lecksucher mit der Kammer oder dem Produkt verbunden, woraufhin Helium unter Druck in die Kammer (Heliumkammermethode) oder in das Produkt (Vakuumkammermethode) zugeführt wird. Bei einem Leck gelangt Helium aufgrund einer Druckdifferenz in ein evakuiertes Volumen, das an den Lecksucher angeschlossen ist. Das Steuerdiagramm mit der Vakuumkammermethode ist in Abb. 1 dargestellt.

Reis. 1. Installationsschema für die Überwachung im Vakuumkammerverfahren
1 - Helium-Lecksucher,
2 - Entlüftung,
3 - Argonzylinder,
4 - Kamera,
5 - Produkt,
6 - Druck- und Vakuummeter,
7 - Getriebe,
8 - Heliumzylinder,
9 - Vakuumpumpe,
10 - Vakuumventil,
11 - kalibriertes Leck
4.2.2.2. Bei der Konstruktion und Herstellung einer Helium-(Vakuum-)Kammer müssen folgende Anforderungen berücksichtigt werden:

• Um das Pumpen zu beschleunigen, wird empfohlen, die Kammerform zylindrisch zu gestalten (die Kammer kann entsprechend der Konstruktionskonfiguration hergestellt werden);
• die Dichtheit der Flanschverbindungen muss gewährleistet sein, ebenso die Dichtheit des Auslasses von der Struktur selbst oder des Prozessadapters von der Struktur zur Heliumflasche;
• Die kontrollierte Struktur sollte nicht mit der Innenfläche der Kammer in Kontakt kommen.

4.2.2.3. Kontrollverfahren:

• Das kontrollierte Produkt wird gemäß den Anforderungen des Unterabschnitts hergestellt. 4.1;
• das Produkt wird in eine Metallkammer gegeben, Innenfläche welches vorgereinigt und getrocknet ist;
• Nach dem Verschließen des Kammerdeckels und der Installation eines Manometers wird der Kammerhohlraum (das Produkt) auf einen Restdruck von 7–8 Pa [(5–6·10–2 mm Hg) abgepumpt. Kunst.;
• Bevor das kontrollierte Produkt (die Kammer) mit Helium gefüllt wird, wird sein Hohlraum zunächst auf einen Druck von nicht mehr als 700–1400 Pa (5–10 mm Hg) abgepumpt.
• Nachdem der erforderliche Restdruck in der Kammer (Produkt) erreicht ist, öffnet sich das Einlassventil des Lecksuchgeräts und das Hilfspumpsystem wird abgeschaltet.
• im Falle eines allmählichen Druckabfalls in der Massenspektrometerkammer ist es erforderlich, der Massenspektrometerkammer über Kontrolllecks trockenen Stickstoff zuzuführen;
• Wenn der Druck in der Massenspektrometerkammer ansteigt, muss das Ventil des Hilfspumpsystems teilweise geöffnet oder das Einlassventil des Leckdetektors geschlossen werden.
• Helium oder ein Luft-Helium-Gemisch wird in den durch die technologische Karte zur Kontrolle festgelegten Anteilen in den Hohlraum des Produkts (Kammer) eingespeist;
• Das Produkt (Kammer) wird unter Druck gehalten.

4.2.2.4. Die Einwirkungsdauer des Produkts (der Kammer) unter Druck sollte bei einem Vakuumvolumen von bis zu 0,1 m3 mindestens 5 Minuten, von 0,1 bis 0,5 m3 - mindestens 10 Minuten, über 0,5 bis 1,5 m3 - nicht weniger als 15 Minuten betragen , über 1,5 bis 3,5 m3 mindestens 20 Minuten, über 3,5 - 40 Minuten.
4.2.2.6. Helium sollte durch Trockenblasen des Hohlraums des Produkts (Kammer) entfernt werden Druckluft oder durch Abpumpen.
Es besteht die Möglichkeit, das entnommene Helium für die spätere Überwachung aufzufangen.
4.2.2.5. Wenn es erforderlich ist, einen Abschnitt eines Produkts oder eine separate Schweißverbindung zu überwachen, ist die Installation einer lokalen Kamera auf dem überwachten Abschnitt oder der Schweißverbindung zulässig.
Das Kontrollverfahren ähnelt dem in Abschnitt 4.2.2.3 angegebenen.
Die Dauer des Druckhaltens wird in Abhängigkeit von der abgepumpten Menge gemäß Abschnitt 4.2.2.4 eingestellt.
4.2.2.7. Bei der Prüfung der Verschlussnaht eines Produkts wird das Produkt evakuiert und Helium in den Hohlraum des Produkts geleitet, woraufhin die Verschlussnaht in einem Heliumstrom verschweißt wird. Nach dem Schweißen ist eine Prüfung der Schließnaht in einer lokalen Vakuumkammer erforderlich. Die Kontrolldauer richtet sich nach dem Kammervolumen gemäß Abschnitt 4.2.2.4.
4.2.2.8. Die quantitative Beurteilung des Gesamtdurchflusses der Prüfsubstanz durch Lecks im Produkt sollte nach der in Anlage 6 (Referenz) beschriebenen Methode erfolgen.

4.2.3. Verfahren zum Crimpen geschlossener Hüllen mit Helium.

4.2.3.1. Bei der Kontrolle durch Crimpen geschlossener Schalen wird das Produkt bzw. die Verschlussnaht in eine spezielle Kammer gelegt, in der Heliumdruck erzeugt wird. Bei einer Undichtigkeit der Naht dringt Helium in das umschlossene Volumen des Produkts ein. Als nächstes wird das Produkt durch die Ansammlung von Helium in der Vakuumkammer überwacht, in der das Produkt platziert wird.
4.2.3.2. Bei Produkten mit kleinen Volumina (bis zu 10 Liter) empfiehlt es sich, die Dichtheit der Verschlussschweißung im Crimpverfahren zu kontrollieren.
4.2.3.3. Die Kontrolle sollte in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden:

• das Produkt wird in eine Crimpkammer gegeben und für eine bestimmte Zeit unter Heliumdruck gehalten;
• Nach dem Crimpen wird das Produkt aus der Kammer entfernt, die äußere Oberfläche des Produkts wird mit Druckluft oder Stickstoff angeblasen, um Helium zu entfernen, und 1 bis 2 Stunden lang an der Luft gehalten.
• Vor der Installation des Produkts wird der Innenhohlraum der mit dem Lecksuchgerät verbundenen Kammer mit einer Hilfspumpe abgepumpt. Notieren Sie die Hintergrundwerte des Leckdetektor-Ausgabegeräts bei einem Druck in der Kammer von 1 - 7 Pa [(1 - 5).10 -2 mm Hg. Art.] bei ausgeschalteter Hilfspumpe;
• Das mit Helium gepresste Produkt wird in eine Vakuumkammer gegeben und die Kammer mit dem Produkt wird auf einen Druck von nicht mehr als 1 - 7 Pa evakuiert, die Hilfspumpe wird ausgeschaltet und Helium wird in der Kammer für mindestens 1 Stunde angesammelt, Danach wird das Einlassventil des Leckdetektors geöffnet und die Messwerte des Leckdetektors aufgezeichnet.
• Eine Überschreitung des Ausgangssignals des Leckdetektors um 1 V oder mehr über den Hintergrundmesswerten ist ein Zeichen für eine Undichtigkeit in der Verschlussnaht des Produkts.

Notiz . Um einen erhöhten Heliumhintergrund während der Prüfung zu vermeiden, ist es verboten, die Kammer, in der das Produkt der Druckprüfung unterzogen wurde, mit Helium zu verwenden.
4.2.3.4. Die Dauer des Crimpens des Produkts mit Helium sollte bei einem Druck von 1,10 6 Pa (10 kgf/cm2) mindestens 120 Stunden, bei 2,106 Pa (20 kgf/cm2) mindestens 50 Stunden und bei 5,105 Pa (50 kgf/cm2) mindestens 120 Stunden betragen mindestens 13 Stunden.

4.2.4. Thermovakuum-Prüfverfahren.

4.2.4.1. Der Kern der Tests besteht darin, dass das zu kontrollierende Produkt in einer Vakuumkammer auf eine Temperatur von 380–400 °C bei einem Druck innerhalb und außerhalb des Produkts erhitzt wird, der nicht höher als 0,1 Pa (10 –3 mm Hg) ist, und dann gesteuert durch Zufuhr von Helium in das erhitzte Produkt oder in die Kammer, in der es platziert wird.
4.2.4.2. Kontrollverfahren:

• das Produkt ist für die Kontrolle gemäß den Abschnitten 4.1.1 – 4.1.7 vorbereitet;
• das Produkt wird in eine Metallkammer gegeben;
• die Kammer und der Innenhohlraum des Produkts werden auf einen Druck von nicht mehr als 0,1 Pa (10 -3 mm Hg) evakuiert;
• das Produkt wird in Öfen erhitzt oder Heizgeräte auf eine Temperatur von 380 - 400°C erhitzt und 3 - 5 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Die Heizrate wird durch die ständige Aufrechterhaltung des Drucks in der Kammer und im Produkt auf nicht mehr als 0,1 Pa (10 -3 mm Hg) und durch die Gestaltung des Produkts bestimmt;
• Das Einlassventil des Leckdetektors öffnet sich und schaltet gleichzeitig die Pumpgruppe der Kammer (oder des Produkts) ab.
• Die ermittelten Hintergrundwerte des Leckdetektors werden aufgezeichnet;
• Helium wird dem kontrollierten Produkt (oder der Kammer) bis zum erforderlichen Druck zugeführt;
• Das Produkt (die Kammer) wird unter Druck gehalten und die Messwerte des Leckdetektors werden aufgezeichnet. Die Expositionsdauer wird gemäß Abschnitt 4.2.3.4 gewählt;
• Nach dem Abkühlen auf eine Temperatur von nicht mehr als 50 °C öffnet sich die Kammer.

4.2.5. Helium-Messstabmethode.

4.2.5.1. Der Kern der Methode besteht darin, dass das Produkt mit Helium oder einem Helium-Luft-Gemisch auf einen Druck über dem Atmosphärendruck gefüllt wird. Anschließend wird die Außenfläche des Produkts mit einer speziellen Sonde kontrolliert, die über einen Metall- oder Vakuum-Gummischlauch mit einem Leck verbunden ist Detektor. Aufgrund des Druckabfalls dringt Helium durch den vorhandenen Durchgangsdefekt ein und gelangt über die Sonde und den Schlauch in die Kammer des Leckdetektor-Massenspektrometers. Ein bestimmtes Design der Sondendüse, das entsprechend dem Profil der zu prüfenden Oberfläche hergestellt wird, ermöglicht es, den Ort eines Durchgangsfehlers im Produkt zu bestimmen. Die Sondendüse muss die Breite des Prüfbereichs auf jeder Seite um mindestens 5 mm überlappen. Bei geringerer Düsenbreite sollte die Regelung in mehreren Durchgängen erfolgen.
Das Kontrolldiagramm mit der Heliumsondenmethode ist in Abb. dargestellt. 2


Reis. 2. Installationsdiagramm für die Prüfung mit der Sondenmethode
1 - Helium-Lecksucher,
2 - Thermoelementlampe,
3 - Vakuumschlauch,
4 - Vakuumpumpe,
5 – (Anmerkung des Webmasters: nichts für 5)
6 - Produkt,
7 - Ölmessstab,
8 - Druck- und Vakuummeter,
9 - Heliumzylinder
4.2.5.2. Bei der Prüfung mit der Sondenmethode werden verstellbare Fangsonden mit konischer Düse mit einem Volumen von maximal 1 mm3 und einem Abstand einer verstellbaren Verschlussnadel von der Kontrollfläche von maximal 5 mm verwendet. Einer von Möglichkeiten Bei der Ausführung handelt es sich je nach Merkmal um eine Fängersonde. 358-00-00 und 358-01-00.
4.2.5.3. Für die Anlage zur Prüfung mit der Heliumsondenmethode gelten folgende Anforderungen:

• Alle Installationsanschlüsse müssen bei geschlossener Sonde im Blasverfahren überprüft werden.
• Der Teil der Anlage, der für die Versorgung des kontrollierten Produkts mit Helium vorgesehen ist, muss mit der Heliumsondenmethode bei einem Heliumdruck von mindestens 1,5 P geprüft werden, wobei P der Heliumdruck während der Prüfung ist;
• Wenn ein Vakuum-Gummischlauch verwendet wird, um die Sonde mit dem Leckdetektor zu verbinden, muss der Schlauch mit einer Alkalilösung (15 %), sauberem fließendem Wasser oder destilliertem Wasser gewaschen und mit rektifiziertem Alkohol getrocknet werden, um die Gastrennung zu verringern. Die Außenfläche des Schlauches wird mit Rizinusöl abgewischt;
• Die Länge der Leitung, die die Sonde mit dem Lecksucher verbindet, sollte minimal sein. möglich. Maximale Länge Die Hauptlinie wird durch Abschnitt 4.2.1.4 bei der Beurteilung der Empfindlichkeit der Methode gemäß Anlage 5 bestimmt.

4.2.5.4. Die Kontrolle sollte in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden:

• bei geschlossener Sonde 7 (siehe Abb. 2) wird Schlauch 3 mit Vakuumpumpe 5 für 15 - 20 Minuten abgepumpt;
• Die Sonde ist so eingestellt, dass wenn zusammen arbeiten Bei der Verwendung der Hilfsvakuumpumpe und der Lecksuchpumpen betrug der von der am Lecksucherflansch installierten Thermoelementlampe 2 gemessene Restdruck 25–30 Pa [(1,8–2,2) · 10–1 mm Hg. Kunst.]. Die Herstellung des Betriebsdrucks im Schlauch, der die Sonde mit dem Lecksucher verbindet, muss gleichzeitig durch Einstellen der Sonde und des Einlassventils des Lecksuchers erfolgen;
• Als Hilfspumpe sollte eine Pumpe mit einem Saugvermögen von 1 - 3 l/s verwendet werden. Bei Verwendung einer Pumpe mit höherem Saugvermögen sollte Ventil 4 geschlossen sein, um ein entsprechendes Saugvermögen zu gewährleisten;
• das zur Kontrolle vorbereitete Produkt wird nach dem Verschließen der Löcher und Flanschauslässe auf einen Druck von nicht mehr als 700 - 1400 Pa (5-10 mm Hg) abgepumpt;
• Dem Produkt wird Helium und ein Helium-Luft-Gemisch (mindestens 50 % Helium) bis zum für die Prüfung erforderlichen Überdruck zugeführt.

Eine Illustration der Methode sehen Sie im Video:

Anmerkungen:
1. Wenn eine Vorevakuierung von Rohrleitungen oder kammerförmigen Produkten nicht möglich ist, darf der Hohlraum mit Helium gespült werden, bis es am Auslass der Rohrleitung oder des Produkts erscheint. Das Auftreten von Helium wird von der Sonde erkannt, wenn die Messwerte des Instruments um 100 mV oder mehr über den Hintergrundwert ansteigen.
2. Um eine Heliumkonzentration von mindestens 60 % unter einem Druck von 0,1 MPa (1 kgf/cm2) zu erreichen, wird nach dem Spülen des Hohlraums mit Helium Helium mit einem Druck von 0,1 MPa (1 kgf/cm2) in das Produkt oder die Rohrleitung eingespeist. cm2). Um eine Heliumkonzentration von mindestens 75 % zu erreichen, wird der Druck auf Atmosphärendruck reduziert und Helium bis zu einem Druck von 0,1 MPa wieder zugeführt.
3. Bei Produkten mit toten Hohlräumen, die die Möglichkeit des Spülens und Vakuumierens ausschließen, wird die Haltezeit zum Erreichen der erforderlichen Heliumkonzentration jeweils experimentell bestimmt konkreter Fall am Simulatorstand.
4.2.5.5. Die Kontrolle erfolgt durch Bewegen der Sonde entlang der Produktoberfläche konstante Geschwindigkeit gleich 0,10 - 0,15 m/min:

• Beim Bewegen muss die Sonde direkten Kontakt mit der zu prüfenden Oberfläche haben. Wenn Sie die Sonde um 5 mm von der geprüften Oberfläche entfernen, verringert sich die Fehlererkennung um das 10- bis 15-fache.
• Die Kontrolle sollte in den unteren Abschnitten des Produkts beginnen und allmählich zu den oberen übergehen.

4.2.6. Helium-Blasmethode.

4.2.6.1. Der Kern der Methode besteht darin, dass das zu prüfende Produkt an einen Lecksucher angeschlossen und auf einen Druck evakuiert wird, der das vollständige Öffnen des Einlassventils des Lecksuchers ermöglicht. Anschließend wird die äußere Oberfläche des Produkts mit einem Strahl angeblasen Helium.
Bei einem Leck im Produkt dringt Helium in dessen Hohlraum ein und wird von einem Leckdetektor erkannt.
Das Steuerdiagramm mit der Blasmethode ist in Abb. dargestellt. 3.


Reis. 3. Installationsdiagramm für die Steuerung durch Blasmethode
1 - Helium-Lecksucher,
2 - Entlüftung,
3 - Heliumleck,
4 - Vakuumpumpe,
5 - Argonzylinder,
6 - Vakuumventil,
7 - Produkt,
8 - Gebläse,
9 - Kammer mit Helium
4.2.6.2. Die Kontrolle sollte in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden:

• gemäß den Anforderungen des Unterabschnitts vorbereitet. 4.1 Das Produkt wird auf einen Druck von 7 - 8 MPa [(5 - 6)·10 -2 mm Hg vakuumiert. Kunst.];
• Wenn das Einlassventil des Lecksuchgeräts zum Produkt hin geöffnet ist, wird das Hilfspumpsystem abgeschaltet und die äußere Oberfläche des Produkts mit Helium beaufschlagt. Wenn es nicht möglich ist, den erforderlichen Druck in der Massenspektrometerkammer bei ausgeschaltetem Hilfspumpsystem aufrechtzuerhalten, ist es zulässig, die Überwachung mit nicht vollständig geschlossenem oder geöffnetem Ventil des Hilfspumpsystems durchzuführen, und die Empfindlichkeit sollte entsprechend bestimmt werden gemäß Anlage 5 am gleichen Ventilplatz;
• Das Blasen sollte an den Punkten beginnen, an denen das Hilfspumpensystem mit dem Lecksucher verbunden ist. dann wird das Produkt selbst geblasen, beginnend in den oberen Abschnitten mit einem allmählichen Übergang zu den unteren;
• In der ersten Testphase wird empfohlen, einen starken Heliumstrahl zu installieren, der beim Blasen eine große Fläche auf einmal abdeckt. Wenn ein Leck festgestellt wird, reduzieren Sie den Heliumstrom, sodass er leicht zu spüren ist, wenn Sie die Blaspistole an Ihre Lippen führen, und bestimmen Sie genau die Stelle des durchgehenden Defekts. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Gebläses entlang der kontrollierten Oberfläche beträgt 0,10–0,15 m/min; Bei der Inspektion von Produkten mit großem Volumen und großer Länge sollte unter Berücksichtigung der Signalverzögerungszeit die Blasgeschwindigkeit reduziert werden.
• Wenn große Durchgangsdefekte vorhanden sind und es nicht möglich ist, das erforderliche Vakuum im Produkt zu erreichen, um das Einlassventil des Lecksuchgeräts bei ausgeschaltetem Hilfspumpsystem vollständig zu öffnen, suchen Sie bei eingeschaltetem Hilfspumpsystem nach Durchgangsdefekten. Nach der Erkennung großer Durchgangsfehler und deren Beseitigung wird eine wiederholte Inspektion durchgeführt, um Fehler mit geringer Leckagemenge zu finden.

4.2.6.3. Um die gesamte Oberfläche des Produkts oder einen Teil davon zu kontrollieren, wird die kontrollierte Oberfläche in manchen Fällen mit einer weichen Abdeckung abgedeckt. Unter der Abdeckung wird Helium in einer Menge zugeführt, die ungefähr dem Raumvolumen unter der Abdeckung entspricht.
Die Einwirkungsdauer des Produkts unter der Abdeckung beträgt 5-6 Minuten.
4.2.6.4. Mit der Blasmethode können offene Strukturelemente kontrolliert werden. Um dies zu erreichen, sollten Vakuumsaugkammern verwendet werden, die auf der kontrollierten Oberfläche auf der Seite, die der Blasfläche gegenüberliegt, angebracht oder befestigt werden. Eine der Kammerkonstruktionen ist in Abb. dargestellt. 4. Die Testmodi sind in Abschnitt 4.2.6.2 festgelegt.

Reis. 4. Design der Vakuumsaugkammer
1- Abdeckung,
2-Gebäude,
3- Gummidichtungen,
4- Design,
5- Rohrleitung,
6-fach Schweißverbindung

4.3. Dichtheitsprüfung mit Halogen-Lecksuchern. Halogen-Atmosphärensondenmethode

4.3.1. Das Einrichten von Lecksuchern sowie die Bestimmung und Überprüfung der Grenzempfindlichkeit von Halogen-Lecksuchern sollte mit kalibrierten Halogenlecks gemäß durchgeführt werden Technische Beschreibung sowie die Bedienungsanleitung des Herstellers des Gerätes.
4.3.2. Der Kern der Halogensondenmethode besteht darin, dass das zuvor evakuierte Testprodukt mit Freon oder einer Mischung aus Freon und Luft auf einen Druck über dem Atmosphärendruck gefüllt wird. Aufgrund der Druckdifferenz dringt das Freon durch das vorhandene Leck ein und wird von einer Lecksuchsonde erfasst, die über ein Elektrokabel mit der Lecksuchmesseinheit verbunden ist.
4.3.3. Das Installationsschema für die Steuerung mit der Halogensondenmethode ist in Abb. dargestellt. 5.


Reis. 5. Installationsdiagramm für die Steuerung mit der Halogensondenmethode:
1 - Zylinder mit Freon;
2 - Getriebe;
3 - Vakuumpumpe;
4 - Vakuummanometer;
5 - Ventil;
6 - Produkt;
7 - Leckdetektor-Messblock;
8 - Fernleckdetektorsonde
Die Anlage zum Einspritzen von Freon in das kontrollierte Produkt muss mit einem Halogen-Lecksucher beim Druck von gesättigtem Freondampf bei Prüftemperatur auf Undichtigkeiten überprüft werden.
4.3.4. Kontrollverfahren:

• Nach dem Verschließen der Löcher und Flanschauslässe mit Durchgangs- und Blindstopfen wird das Produkt bis zu einem Restdruck von nicht mehr als 700 - 1400 Pa (5 - 10 mm Hg) abgepumpt;
• Durch Schließen des Ventils wird die Vakuumpumpe abgeschaltet und das Kältemittel dem Produkt bis zum bei der Prüfung erforderlichen Überdruck zugeführt;
• Wenn eine Vorevakuierung der Rohrleitungen nicht möglich ist, kann die Luft durch Freon verdrängt und das Vorhandensein von Freon am entfernten Ende der Rohrleitung festgestellt werden. Als nächstes wird das Freon in die Pipeline gepumpt, um sicherzustellen, dass die Freon-Konzentration in der Pipeline mindestens 50 % beträgt;
• Bei Produkten vom Kammertyp ist die Injektion von Freon ohne Abpumpen des Produkts zulässig, sofern die Freonkonzentration im Produkt mindestens 50 % beträgt;
• Die Steuerung erfolgt durch Bewegen einer Fernsonde mit konstanter Geschwindigkeit entlang der Produktoberfläche.
• Beim Bewegen sollte die Sonde den geringstmöglichen Abstand zur Oberfläche haben. Wenn Sie die Sonde um 5 mm von der geprüften Oberfläche entfernen, verringert sich die Fehlererkennung um das 10- bis 15-fache.
• Die Kontrolle sollte in den oberen Abschnitten des Produkts beginnen und allmählich zu den unteren übergehen.

4.3.5. Steuerungsarten mit Halogen-Lecksuchern:
die Bewegungsgeschwindigkeit der Sonde entlang der Produktoberfläche sollte 0,10 - 0,15 m/min nicht überschreiten;
Der Druck von Freon-12 oder Freon-22 muss den Anweisungen in den Arbeitszeichnungen entsprechen oder technologische Karte zur Kontrolle. Der Freondruck im Produkt muss niedriger sein als sein Sättigungsdampfdruck.
Notiz . Der Sättigungsdampfdruck von Freon-12 und Freon-22 ist in Abhängigkeit von der Temperatur im Referenzanhang 7 angegeben.
4.3.6. Nach der Prüfung muss das Freon aus der Struktur außerhalb des Arbeitsbereichs durch Pumpen bis zu einem Restdruck von 130 – 650 Pa (1 – 5 mm Hg) entfernt werden. Anschließend muss Luft in das kontrollierte Produkt eingeblasen und bei gleichem Druck wieder abgepumpt werden.
Notiz . Das doppelte Pumpen des kontrollierten Produkts auf einen Restdruck von 130 – 650 Pa garantiert einen Restgehalt an Freon-12 von nicht mehr als 0,01 mg/l und an Freon-22 – nicht mehr als 0,006 mg/l.

4.4. Dichtheitskontrolle mit der Blasenmethode

4.4.1. Pneumatische Methode durch Aufblasen von Luft.

4.4.1.1. Der Kern der Methode besteht darin, dass das kontrollierte Produkt unter Überdruck mit Prüfgas gefüllt wird. Auf die Außenfläche des Produkts wird eine schäumende Zusammensetzung aufgetragen. Prüfgas an Lecks verursacht die Bildung von Blasen in der Schaummasse (Blasen oder Risse im Seifenfilm bei Verwendung einer Seifenemulsion; Schaumkokons oder Risse im Film bei Verwendung). Polymerzusammensetzung).
4.4.1.2. Kontrollverfahren:

• im kontrollierten Produkt entsteht der erforderliche Überdruck des Prüfgases;
• Mit einem weichen Haarpinsel oder einem Farbsprühgerät wird eine schäumende Zusammensetzung auf die kontrollierte Oberfläche des Produkts aufgetragen und eine visuelle Beobachtung durchgeführt.

Notiz . Die Bestandteile der Schaumzusammensetzungen sind in Anhang 8 (Referenz) aufgeführt.
4.4.1.3. Die Zeit zur Beobachtung des Zustands der Oberfläche beim Auftragen einer Seifenemulsion beträgt nicht mehr als 2 - 3 Minuten nach dem Auftragen auf die Oberfläche.
4.4.1.4. Beim Auftragen einer Polymerzusammensetzung zur Erkennung großer Defekte (mehr als 1,10 -4 m 3 Pa/s) sollte die Inspektion unmittelbar nach dem Auftragen der Polymerzusammensetzung durchgeführt werden. Um kleinere Mängel zu erkennen, sollte die Prüfzeit ab dem Auftragen der Zusammensetzung mindestens 20 Minuten betragen. Schaumkokons werden 24 Stunden lang gelagert.

4.4.2. Pneumohydraulische Aquarienmethode.

4.4.2.1. Der Kern der Methode besteht darin, dass das mit Gas unter Überdruck gefüllte Produkt in eine Flüssigkeit eingetaucht wird. An Leckagen aus dem Produkt austretendes Gas führt zur Blasenbildung in der Flüssigkeit.
4.4.2.2. Die Steuerung erfolgt in folgender Reihenfolge:

• das kontrollierte Produkt wird in einen Behälter gegeben;
• im Produkt entsteht ein Prüfdruck des Prüfgases;
• Die Flüssigkeit wird bis zu einer Höhe von mindestens 100–150 mm über der kontrollierten Oberfläche des Produkts in den Behälter gegossen.

4.4.2.3. Ein Zeichen für ein Leck in einem Produkt ist die Bildung von Luftblasen, die an der Flüssigkeitsoberfläche schwimmen und sich periodisch an einem bestimmten Bereich der Produktoberfläche oder einer Blasenlinie bilden.

4.4.3. Blasenvakuummethode.

4.4.3.1. Der Kern der Methode besteht darin, dass vor der Installation der Vakuumkammer der kontrollierte Abschnitt der Struktur mit einer schäumenden Zusammensetzung benetzt und in der Kammer ein Vakuum erzeugt wird. An Stellen mit Undichtigkeiten bilden sich Blasen, Kokons oder Filmrisse, die durch die transparente Oberseite der Kammer sichtbar sind.
4.4.3.2. Bereitstellen volle Kontrolle der gesamten Schweißverbindung wird die Vakuumkammer so installiert, dass sie den zuvor geprüften Nahtabschnitt um mindestens 100 mm überlappt.
Die Vakuumkammer kann je nach Design des zu prüfenden Produkts und Art der Schweißverbindung unterschiedliche Formen haben. Für Stumpfschweißverbindungen von Blechkonstruktionen werden Flachkammern hergestellt, für Kehlnähte - Eckkammern und zur Überwachung von Umfangsschweißnähten von Rohrleitungen können Ringkammern hergestellt werden. Eine der möglichen Gestaltungsmöglichkeiten der Vakuumkammer ist in Abb. dargestellt. 6.


Reis. 6. Schema einer Vakuumkammer zur Dichtheitsprüfung:
1 - Gummidichtungen;
2 - Kameragehäuse;
3 - Fenster;
4 - Vakuumventil;
5 - Undichtigkeit in der Schweißverbindung
6 - Gummidichtungen
4.4.3.3. Die Steuerung erfolgt in folgender Reihenfolge:

• eine schaumbildende Zusammensetzung wird auf den kontrollierten Bereich der offenen Struktur aufgetragen;
• im kontrollierten Bereich ist eine Vakuumkammer installiert;
• In der Vakuumkammer entsteht ein Druck von 2,5 - 3,10 4 Pa ​​​​(180 - 200 mm Hg);
• die Zeit vom Auftragen der Zusammensetzung bis zum Zeitpunkt der Inspektion sollte 10 Minuten nicht überschreiten;
• Die visuelle Inspektion des kontrollierten Bereichs erfolgt durch die transparente Oberseite der Kamera.

Notiz . Bei der Kontrolle der Polymerzusammensetzung bleibt das Fehlerbild 24 Stunden lang bestehen.

4.5. Dichtheitskontrolle mit der manometrischen Methode (Druckabfall)

4.5.1. Zur Kontrolle nach der manometrischen Methode wird das Produkt mit einem Prüfgas unter einem Druck über dem Atmosphärendruck gefüllt und für eine bestimmte Zeit gehalten.
4.5.2. Der Druck und die Zeit des Crimpens werden durch die technischen Spezifikationen für das Produkt oder die Konstruktionsdokumentation (Projektdokumentation) festgelegt.
4.5.3. Das Produkt gilt als hermetisch verschlossen, wenn der Druckabfall des Prüfgases während der Druckeinwirkung die in den technischen Spezifikationen oder der Konstruktionsdokumentation (Projektdokumentation) festgelegten Standards nicht überschreitet.
4.5.4. Der Gasdruck wird mit Manometern der Genauigkeitsklasse 1,5 – 2,5 mit einer Messgrenze von 1/3 gemessen mehr Druck Crimpen. Zur Regulierung der Gaszufuhr muss an der Zuleitung ein Absperrventil installiert werden.
4.5.5. Die quantitative Bewertung der Gesamtleckage erfolgt anhand der Formel

Wo
V- Innenvolumen des Produkts und der Elemente des Prüfsystems, m3;
DR- Änderung des Prüfgasdrucks während der Druckprüfung, Pa;
T- Crimpzeit, s.

Ein auf Halogen-Leckdetektoren basierendes Verfahren zur Halogen-Leckprüfung wird implementiert. Die Wirkung dieser Geräte beruht auf der Eigenschaft einer auf 800 bis 900 °C erhitzten Platte, die Emission positiver Ionen in Gegenwart von halogenhaltigen Substanzen stark zu steigern. Dieser 1910 von Rice entdeckte Effekt wird in einem Zwei-Elektroden-System realisiert, das aus einem Kollektor und einem beheizten Emitter besteht, zwischen denen a elektrisches Feld. Der Effekt wird beobachtet als Luftdruck, und zwar im luftleeren Raum. Wenn die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 200 bis 250 V beträgt, werden die emittierten Ionen zum Kollektor übertragen und bilden sich elektrischer Strom in einem externen Stromkreis, registriert durch einen Indikator. Platin gibt bei hohen Temperaturen eine merkliche Emission positiver Ionen ab, die in Gegenwart von halogenhaltigen Gasen stark zunimmt. Eine solche Diode kann sowohl bei Atmosphärendruck als auch im Vakuum arbeiten.

Bei einem atmosphärischen Halogen-Lecksucher erfolgt die Suche durch Drücken der Produkte mit halogenhaltigem Gas. Mit einem Vakuum-Halogen-Lecksucher werden Lecks mit der gleichen Methode wie mit einem massenspektrometrischen Lecksucher unter Verwendung von Freon oder einem anderen halogenhaltigen Prüfgas gesucht. Die Lecksucher TI2-8, BGTI-7 ermöglichen die Kontrolle der Dichtheit von Volumina und Systemen unter Verwendung von Freon und einem Gemisch aus halogenhaltigen Gasen als Prüfgas. Halogen-Lecksucher ermöglichen Fernsondentests (Atmosphärentests) und Vakuumtests.

Abbildung 3. Vakuum-Atmosphären-Halogen-Lecksucher TI2-8

Abbildung 4. Atmosphärischer Halogen-Lecksucher BGTI-7

Das Testschema mit der Sondenmethode unter Verwendung von reinem Freon ist in Abbildung 5 dargestellt.

1 – 6, 13 – Ventile, 7 – 9 – gesteuerte Objekte, 10 – Pumpe, 11 – Kompressor, 12 – Kondensator, 14 – Zylinder.

Abbildung 5. Testschema mit der Sondenmethode

Gemäß Abbildung 5 werden die gesteuerten Objekte 7-9 mit einer Vorvakuumpumpe 10 abgepumpt, wobei die Ventile 3-6 geöffnet werden, während die Ventile 1, 2, 13 geschlossen sind.

Dann wird Ventil 3 geschlossen, Ventil 1 geöffnet und Freon wird durch die offenen Ventile 4 – 6 aus Zylinder 14 auf einen Druck oberhalb des Atmosphärendrucks in das Testobjekt gepumpt und Ventil 1 wird geschlossen. Anschließend werden mithilfe einer Sonde, die an die Aufzeichnungseinheit des Lecksuchgeräts angeschlossen ist, die vermuteten Leckstellen untersucht. Es wird empfohlen, den Test mit reduzierter Empfindlichkeit zu beginnen, indem der Emitter-Glühstrom reduziert oder der UPT aufgeraut wird. Durch die Beseitigung grober Lecks wird die Empfindlichkeit erhöht und es können hochempfindliche Tests durchgeführt werden. Am Ende der Tests wird Freon mithilfe eines Kompressors 11 und eines Kondensators 12 über offene Ventile 2, 13 wieder im Zylinder 14 gesammelt, wonach den Objekten saubere Luft zugeführt und dann abgepumpt wird. Durch das Doppelpumpen wird ein Restfreongehalt im Objekt von 10 bis 5 mg/m3 gewährleistet.

Der Bereich für die Dichtheitsprüfung mit der Halogenmethode muss ausgestattet sein mit:

Halogen-Lecksucher Typ GTI-6, BGTI-5;

Lecks vom Typ Halot-1;

• - Manometer vom Typ MTI mit einem Bereich von 0 bis 1 MPa (von 0 bis 10 kgf/cm);
• - Getriebe Sauerstofftyp RK-53B oder Kohlendioxid Typ UR-2;
• - Freonventile;
• - Sicherheitsventile;1
• - Gummischläuche;
• - technischer Alkohol;
• - Freon-22 (Freon -12, -22).

Bei diesen Lecksuchern handelt es sich um tragbare Geräte, die aus einer Aufzeichnungseinheit und Messwandlern bestehen, die über ein elektrisches Kabel miteinander verbunden sind.

Bei den oben genannten Lecksuchermodellen ist die Empfindlichkeitsschwelle auf den angegebenen Wert begrenzt, basierend auf folgenden Faktoren:

• - Eine Erhöhung der Emittertemperatur auf einen Wert von mehr als 850 °C trägt zu einer Erhöhung des Ionenstroms bei, gleichzeitig nehmen jedoch die Schwankungen der Hintergrund- und Aktivierungsströme überproportional zu und daher liegt die gewählte Emittertemperatur nahe am Optimum ;
• - Eine Vergrößerung der Emitteroberfläche ist bei entwickelten Industriemodellen von Lecksuchern wirkungslos, da bereits eine geringfügige Erhöhung der Empfindlichkeit eine deutliche Vergrößerung der Gesamtabmessungen des Konverters erfordert;
• - Eine Erhöhung der Verstärkung des UPT ist ebenfalls unpraktisch, da gleichzeitig der Hintergrundstrom des SE zunimmt, sodass das Signal-Rausch-Verhältnis nicht zunimmt.