Академия вакуумных технологий

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА повышения квалификации «Устройство и эксплуатация вакуумных приборов»

Раздел 5. Галогенный метод контроля герметичности

Принципиальные основы галогенного метода
Аппаратура для реализации галогенного метода
Градуировка галогенных течеискателей
Галогенсодержащие пробные вещества
Промышленное применение галогенного метода

 

5. ГАЛОГЕННЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ

5.1. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ГАЛОГЕННОГО МЕТОДА

Галогенный метод возник в период широкого промышленного освоения холодильников с использованием фреонов в качестве хладоагента. Но вскоре метод начал быстро развиваться и применяться в различных отраслях промышленности. В настоящее время он является одним из наиболее распространенных аппаратурных методов течеискания, уступая первенство лишь масс-спектрометрическому. Метод широко применяется в авиации, судо-, приборо- и ракетостроении, энергетике, других отраслях промышленности. Мето­ду отдается предпочтение при контроле герметичности больших объемов или сис­тем с разветвленными коммуникациями, газонаполненных кабелей и трубопрово­дов, герметизируемых систем, не под­дающихся вакуумированию. Особенно эффективно применение галогенного ме­тода при контроле изделий, в которых галогеносодержащие вещества используют­ся в качестве рабочих (аэрозольные упа­ковки, холодильники, кондиционеры).
Реализуется галогенный метод кон­троля герметичности на базе галогенных течеискателей. Действие этих приборов основано на свойстве накаленной до 800 ... 900°С платины резко увеличивать эмиссию положительных ионов в присут­ствии галогеносодержащих веществ. Этот эффект, открытый Райсом в 1910 г., реали­зуется в двухэлектродной системе, состоящей из коллектора и накаленного эмиттера, между которыми создается электрическое поле. Эффект наблюдается как при атмосферном давлении, так и в вакууме. При разности потенциалов меж­ду электродами 200 ... 250 В эмитируемые ионы переносятся на коллектор, образуя электрический ток во внешней цепи, реги­стрируемый индикатором.
Фоновый и активированный токи при галогенном эффекте обусловлены ионами щелочных металлов, образующимися в результате ионизации на поверхности пла­тины атомов щелочных металлов, диф­фундирующих из глубины платины или поступающих на ее поверхность в резуль­тате испарения из разогретого керамиче­ского основания эмиттера. При поступле­нии к поверхности эмиттера галогенов, последние реагируют с ионами щелочных металлов, и поверхность, в большей или меньшей степени, освобождается от адсор­бированных ионов. Работа выхода эмитте­ра увеличивается, соответственно, увели­чивается эффективность ионизации и воз­растает ионный ток. Когда поступление галогенов прекращается, поверхность эмиттера снова покрывается слоем щелоч­ных ионов, работа выхода эмиттера сни­жается и ионный ток уменьшается до фо­нового значения.
Степень поверхностной ионизации, т.е. отношение ионов N+ к числу ней­тральных молекул Nо, покидающих по­верхность за 1 с, выражается формулой Ленгмюра - Саха:
N+/ N0 = β ехр [(-еV+ Ф) / kT],        (5.1)

где β - константа, зависящая от рода газа и металла; Ф - работа выхода электрона из металла; е - заряд электрона; V- потенци­ал ионизации молекул газа; k - постоянная Больцмана; Т - абсолютная температура эмиттера.
Величина ионного тока
J=eN+=e N0 βехр [(-еV + Ф) / kT],               (5.2)

Запас щелочных примесей в платине невелик, и стабильность эффекта поддер­живается в основном поступлением на поверхность платины нейтральных атомов щелочных металлов с керамического ос­нования, контактирующего с эмиттером.
При поступлении к эмиттеру больше­го количества галогенов наблюдается яв­ление «отравления» - частичное или пол­ное исчезновение галогенного эффекта, который восстанавливается при работе эмиттера в атмосфере чистого воздуха.
Со времени своего появления гало­генные течеискатели постоянно совер­шенствовались с целью стабилизации фо­нового сигнала и снижения вероятности отравления эмиттера.
Большое внимание уделяется техно­логии приготовления керамики и ее соста­ву. В частности, возможно применение керамики на основе β-А12О3, допускающей использование датчика при пониженных температурах (300 ... 600 вместо 800°С в случае использования керамики из стеати­та). При этом стабилизируется фоновый ток, уменьшая опасность отравления. Из­меняя конструкцию датчика, осуществляют предварительную подготовку пробы для стабилизации температурного режима датчика, достижения селективности по­следнего по отношению к различным ти­пам фреонов, снижения опасности отрав­ления. Ионизационную эффективность датчика повышают с помощью формиро­вателя потока газа на его эмиттер.

5.2. АППАРАТУРА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ГАЛОГЕННОГО МЕТОДА

В настоящее время отечественная промышленность выпускает вакуумно-атмосферный течеискатель ТИ2-8 и атмосферный с автономным пита­нием БГТИ-7. В эксплуатации у потребителей находится большое количе­ство вакуумно-атмосферных течеискате­лей ГТИ-6, длительное время выпускавшихся серийно. Эти течеискатели представляют собой переносные при­боры, состоящие из регистрирующего блока и преобразователей, соединенных между собой электрическим кабелем.
Галогенные течеискатели ТИ2-8 и ГТИ-6. Течеискатели ТИ2-8 и ГТИ-6 снабжены двумя преобразователями - ва­куумным и атмосферным, БГТИ-7 - толь­ко атмосферным.

Конструктивно преобразователи течеискателей ТИ2-8 и ГТИ-6 одинаковы. Они выполнены в виде легкого пистолета, удобно удерживаемого руке (рис. 5.1). В передней части пластмассового корпуса размещен чувствительный элемент (ЧЭ) 1, через который расположенным за ним вентиляционным устройством 2 просасывается воздух. В хвостовой части преобразователя находится световой индикатор наличия течей, включающий в себя неоновую лампу 4 под прозрачным колпаком 3. С целью отвода тепла от разогреваемой эмиттером поверхности в передней части преобразователя размещен радиатор 5.
В процессе контроля герметичности преобразователь проносят над поверхностью контролируемого объекта. При про­хождении преобразователя вблизи де­фектного места концентрация пробного вещества в потоке воздуха через ЧЭ по­вышается, что и фиксируется течеискателем.
Вакуумный преобразователь (рис. 5.2), смонтированный на фланце ДУ-50, устанавливается на вакуумной системе, поверхность которой при испытаниях обдувается струей пробного вещества. Преобразователь включает в себя ЧЭ, идентичный применяемому в атмосферном преобразователе (предусмотрена взаимо­заменяемость); кислородный инжектор 4 и штепсельный разъем. ЧЭ своим керамиче­ским основанием крепится в обойме (на рисунке не показана), приваренной к трем стойкам 7, закрепленным вертикально на внутренней поверхности фланца 6. К тем же стойкам тремя винтами коаксиально с коллектором ЧЭ 2 крепится кислородный инжектор 4.
Конструктивно он выполнен в виде малогабаритного кольцевого цилиндриче­ского стакана из нержавеющей стали, за­крывающегося крышкой. Внутренняя стенка стакана в верхней части имеет от­верстия. Ниже уровня этих отверстий ста­кан заполнен марганцово-кислым калием 5, высыпанию которого через отверстия препятствует стекловолокно, закладывае­мое под крышку. При работе преобразова­теля под действием развиваемого им тепла КМпО4 разлагается с выделением кисло­рода, необходимого для стабильной рабо­ты эмиттера в вакууме. Токовводы ЧЭ уплотняются в отверстиях фланца 6 фто­ропластовыми уплотнениями.

Рис. 5.2. Вакуумный преобразователь течеискателей ТИ2-8 и ГТИ-6: 1 - эмиттер; 2 - коллектор; 3 - керамический каркас эмиттера; 4 - кислородный инжектор

Чувствительный элемент течеискате­лей ТИ2-8 и ГТИ-6 (рис. 5.3) представляет собой коаксиальный диод, состоящий из коллектора и эмиттера, закрепленных на керамической шайбе - основании. Коллек­тор 1 выполнен в виде трубки диаметром 7 мм из платиновой фольги толщиной 0,1 мм, вваренной внутрь цилиндрической втулки из нержавеющей стали, развальцо­ванной в керамическом основании 3. Эмиттер 2 состоит из керамического кар­каса, на который намотана спираль из пла­тиновой проволоки диаметром 0,2 и дли­ной 380 мм. Коллекторный и эмиттерные токовводы 4 выведены через основание 3 для монтажа ЧЭ в преобразователе. Спи­раль нагревается переменным током. Чув­ствительность течеискателя регулируется изменением напряжения питания эмитте­ра, а также изменением чувствительности усилителя постоянного тока (УПТ).

Рис. 5.3. ЧЭ галогенных течеискателей ГТИ-6 и ТИ2-8

 

- повышение температуры эмиттера до значения > 850°С способствует увели­чению ионного тока, но при этом непропорционально   возрастают   флюктуации фонового и активированного токов, а сле­довательно, выбранная температура эмиттера близка к оптимальной;
- увеличение поверхности эмиттера в разработанных промышленных моделях течеискателей неэффективно, поскольку даже незначительное повышение чувстви­тельности требует существенного увели­чения габаритных размеров преобразова­теля;
- повышение коэффициента усиления УПТ также нецелесообразно, потому что одновременно возрастает и фоновый ток ЧЭ, так что отношение сигнал/шум не увеличивается;
- система прокачки анализируемого газа через ЧЭ на уровне 0,6 ... 0,7 л/мин в промышленных  моделях  течеискателей также близка к оптимальной. Как и следо­вало ожидать, увеличение времени пребы­вания галогенов в объеме ЧЭ при сниже­нии скорости прокачки через него анали­зируемой смеси газов повышает чувстви­тельность течеискателя. Однако при этом снижается быстродействие, а также ин­тенсифицируется отравление ЧЭ.
Представленные на рис. 5.5 кривые зависимости реакции течеискателя на ка­либрованную течь от скорости прокачки газа через ЧЭ экспериментального преоб­разователя показывают, что снижение расхода газа вплоть до 0,05 л/мин повы­шает эффективность ионизации и, соответ­ственно, сигнал течеискателя и его чувст­вительность. При расходе < 0,05 л/мин вследствие увеличения времени контакта галогенов с эмиттером определяющим становится отравление эмиттера и на кри­вых наблюдается спад сигнала.
Эффективность ионизации повыша­ется и с увеличением температуры эмит­тера. Однако, как показывает сдвиг вправо максимума кривых, сильнее нагретый эмиттер более склонен к отравлению. Оптимальное соотношение между чувстви­тельностью и отравляемостью преобразо­вателя определили выбор рабочих режи­мов.
Согласно приведенным графикам максимальная чувствительность достига­ется при расходе газа через ЧЭ 0,05… 0,2 л/мин, однако при этом заметно отрав­ление эмиттера. Кроме того, даже незна­чительные колебания расхода газа приво­дят к большим изменениям ионного тока. Поэтому выбран и заложен в конструкцию атмосферного преобразователя расход газа через ЧЭ, равный 0,6 ... 0,7 л/мин, при котором быстродействие прибора <1 с, достигается высокая чувствительность и не наблюдается заметного отравления эмиттера.
Простота, надежность, высокая чув­ствительность, низкая стоимость и малые габаритные размеры галогенных течеиска­телей, доступность и низкая стоимость пробных веществ привлекают разработчи­ков герметизированных изделий и произ­водства к применению галогенного мето­да.

V, л/мин   Рис. 5.5. Изменение сигнала течеискателя в зависимости от расхода воздуха через ЧЭ при различной температуре эмиттера: 1-5- при температурах соответственно 750; 775; 800; 825 и 850 °С

5.3. ГРАДУИРОВКА ГАЛОГЕННЫХ ТЕЧЕИСКАТЕЛЕЙ

Галогенные течеискатели с атмо­сферным преобразователем градуируют по калиброванной течи «Галот». Принцип действия течи заключается в равновесном истечении пара через по­стоянно открытое выходное отверстие из объема, содержащего летучее химически чистое порошкообразное вещество - гексахлорэтан. По своему воздействию на ЧЭ течеискателя истечение пара эквивалентно потоку фреона - 12 в заданных пределах.
Течь представляет собой металличе­ский баллон диаметром 40 и высотой 100 мм, к верхней части которого прива­рена крышка с наконечником. В центре наконечника имеется резьбовое отверстие диаметром 3,5 мм для размещения смен­ных насадок. Через выходные отверстия насадок истекает пар рабочего вещества, находящегося в баллоне течи в твердой фазе. Течь комплектуется двумя насадка­ми с диаметром отверстий 0,3 и 1,7 мм, что в совокупности с применением течи без насадки обеспечивает ступенчатое изменение величины потока в пределах, соответствующих эквивалентному по ре­акции течеискателя потоку фреона-12: 1•10-7... 1•10-6 м3•Па/с.
Рабочее вещество распределено по всей внутренней поверхности баллона, что гарантирует большую площадь испарения при пренебрежимо малой площади вы­ходного отверстия. Поэтому в объеме течи создается равновесное давление пара ра­бочего вещества, близкое к насыщенному, и из выходного отверстия происходит по­стоянное во времени его истечение.
Поскольку величина эквивалентного потока течи зависит только от физико-химических свойств рабочего вещества, окружающей температуры и размеров вы­ходного отверстия, при ее промышленном выпуске оказалось возможным ограни­читься выборочной градуировкой течи, ведя лишь строгий контроль за точностью изготовления отверстий в насадках. При точности изготовления насадок ±0,05 мм по диаметру обеспечивается приемлемая сходимость индивидуальных характери­стик течей с типовой. Это дает точность, вполне достаточную для практических целей.
При градуировке течеискателя пат­рубок его преобразователя устанавливает­ся в наконечнике течи соосно с ее выход­ным отверстием. Во избежание нарушения равновесного давления пара в объеме течи за счет откачивающего действия преобра­зователя в наконечнике течи предусмот­рены прорези и упор, обеспечивающие необходимый зазор между патрубком и выходным отверстием течи. Фиксирован­ное взаимное расположение течи и пат­рубка преобразователя обеспечивает вос­производимые условия градуировки, не­обходимые в практике течеискания.
Цена деления выходного прибора SQ определяется по формуле
SQ =QT /nαT  (м3 Па/с),                     (5.3)
где QT - величина течи «Галот»; αT- сиг­нал течеискателя, делений; п - значение коэффициента приведения.
Течь «Галот» входит в комплектацию галогенных течеискателей и обладает большим сроком службы: завод-изготовитель гарантирует ее надежную работу в течение 5 лет.
Градуировку течеискателей с ваку­умным преобразователем производят с помощью специальных схем по методи­кам, изложенным в паспорте течеискателя.
Представленная на рис. 5.6 схема обеспечивает возможность калибровки течеискателя по парциальному давлению пробного вещества. Схема предусматри­вает размещение преобразователя в кон­тролируемом объекте, откачанном до дав­ления р ≤ 6,5 • 10-2 Па, и параллельную регистрацию сигналов преобразователя и ионизационного вакуумметра при напуске фреона в вакуумную камеру из баллона WG через натекатель или регулируемый клапан I. Механический насос NI обеспе­чивает предварительную откачку соеди­нительных коммуникаций.

Рис. 5.6. Схема калибровки течеискателя по парциальному давлению пробного вещества: WG - баллон с фреоном; V1,V2- клапаны; РТ—термопарный преобразователь; РА - ионизационный преобразователь; I - натекатель; GL - преобразователь течеискателя; СV - вакуумная камера

Исходя из результатов измерений це­на деления наиболее чувствительной шка­лы выходного прибора течеискателя по парциальному давлению оценивается по формуле

                         (5.4)

где ∆pk - изменение давления, зарегистри­рованное ионизационным вакуумметром; β - коэффициент относительной чувстви­тельности ионизационного вакуумметра по пробному веществу, для фреона- 12 оп­ределенный величиной β = 5,3; n - коэф­фициент приведения, учитывающий соот­ношение цены деления рабочей и самой чувствительной шкалы (табл. 5.3); ∆αk - сигнал течеискателя на выбранной рабо­чей шкале.
Цена деления наиболее чувствитель­ной шкалы по потоку пробного вещества SO  по данным градуировки может быть определена при известной эффективной быстроте откачки SЭ:

SQ = sрSЭ                                         (5.5)     

Регистрируемый в процессе контроля герметичности сигнал, а предварительно откалиброванного течеискателя позволяет оценить величину индицируемого потока:

Q=sQαn                      (5.6)

Прямую калибровку по потоку проб­ного вещества обеспечивает схема, пред­ставленная на рис. 5.7.
Поток газа или пара, поступающего в вакуумную систему, однозначно опреде­ляется геометрией диафрагмы Г и перепа­дом давлений на ней, фиксируемым в мо­мент градуировки по вакуумметрам, на­пример термопарному и ионизационному. Пересчетный коэффициент Р для иониза­ционного вакуумметра определен выше.
Таблица 5.3. Значения коэффициента приведения для течеискателей ТИ2-8 и ГТИ-6

Показания термопарного вакуумметра р могут быть приведены к истинному дав­лению фреона пересчетом по формуле

         (5.7)

Необходимые для расчета данные сведены в табл. 5.4.

Таблица 5.4. Значения коэффициентов для различных фреонов,
необходимых при градуировке галогенных течеискателей

Методика калибровки течеискателя по потоку пробного вещества сложнее, чем по парциальному давлению, но она более универсальна и пригодна при уста­новке преобразователя в любом месте ва­куумной системы - как на стороне высо­кого вакуума, так и в форвакуумной линии.

5.4. ГАЛОГЕНОСОДЕРЖАЩИЕ ПРОБНЫЕ ВЕЩЕСТВА

При контроле герметичности объек­тов галогенным методом в качестве проб­ных веществ чаще всего используют галогензамещенные углеводороды: фреон-12 (СС12А2), фреон-13 (СС1А3), фреон-22 (СНС1F2). Применяют также элегаз, четыреххлористый углерод, хлористый метил и другие галогеносодержащие вещества. При жидкостных испытаниях наиболее эффективен фреон-113. В последние годы разработан новый безопасный для озоно­вого слоя хладоагент - фреон-134А. Со временем этот фреон должен заменить в холодильных агрегатах фреон-12. Очевид­но, фреон-134А следует также считать но­вым галогеносодержащим пробным веще­ством. Его молекулярная масса 102 г/моль, точка кипения -26,5 °С.
Давление пробного вещества, созда­ваемое в полости контролируемого объекта ограничивается упругостью пара веще­ства при температуре контроля. Поэтому при выборе пробного вещества наряду с другими характеристиками необходимо принимать во внимание и этот немало­важный параметр. Например, при темпе­ратуре контроля 20°С и давлении 0,6 МПа фреон-12 сжижается, поэтому контроль в этих условиях следует проводить с использованием фреона-22, сжижение кото­рого происходит при давлении, превы­шающем 0,9 МПа, или фреона-13, упругость пара которого превышает 31 МПа.
В табл. 5.5 приведена упругость пара наиболее часто используемых фреонов при различных температурах.

Таблица 5.5. Упругость пара фреонов при различных температурах

5.5. ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ГАЛОГЕННОГО МЕТОДА

Галогенный метод реализуется раз­личными способами в зависимости от тех­нико-экономических и конструктивных особенностей контролируемых объектов.
Способ щупа. Его применяют для ре­гистрации утечек пробного вещества из газонаполненных объектов, находящихся под избыточным давлением. Способ щупа используется в подавляющем большинст­ве случаев применения галогенного мето­да контроля.
Галогенные течеискатели - весьма чувствительные приборы. Поэтому при наличии в контролируемом объекте боль­ших течей воздух производственного по­мещения загрязняется примесями пробно­го вещества, что отражается на работоспо­собности течеискателя - повышается и становится нестабильным фоновый сиг­нал, а при сильном загрязнении происхо­дит частичная потеря чувствительности - отравление ЧЭ.
Поэтому перед заполнением объекта пробным веществом определяют наличие грубых течей более грубыми методами (опрессовкой сжатым воздухом с регист­рацией течи акустическим методом, ульт­развуковым течеискателем, манометриче­ским способом - по падению давления и т.п.). Затем, после устранения грубых те­чей, объект заполняют пробным вещест­вом до давления выше атмосферного. Контроль галогенным методом осуществ­ляют при хорошей вентиляции помеще­ния, а в условиях конвейерного производ­ства (например, холодильные агрегаты бытовых холодильников) участок контро­ля оборудуют в виде кабины с приточно-вытяжной вентиляцией, в которой одно­временно могут находиться не более двух-трех агрегатов.
Контроль способом щупа основан на сканировании поверхности контролируе­мого объекта атмосферным преобразова­телем галогенного течеискателя. С особой тщательностью «обнюхиваются» сварные и паяные швы, разъемные соединения и т.п. При утечке на поверхности объекта вблизи места течи образуется облако фре­она, которое захватывается перемещаю­щимся преобразователем и, перетекая че­рез ЧЭ течеискателя, вызывает его реак­цию.
Поскольку фреон тяжелее воздуха, во избежание ложных отбраковок контроль начинают с верхних участков объекта.
При испытаниях имеет место некоторое запаздывание сигнала с момента захвата пробного вещества в месте его утечки, обусловленное постоянной времени течеискателя, а также временем транспорти­рования пробы к ЧЭ. Поэтому для точного определения местоположения течи в крупногабаритных объектах щуп переме­щают с ограниченной скоростью: ~ 5 ... 10 мм/с. При этом для сохранения высо­кой чувствительности контроля преобра­зователь должен находиться как можно ближе к поверхности объекта. Если кон­тролируемая поверхность имеет шерохо­ватости или углубления, препятствующие приближению преобразователя к течи, то чувствительность снижается.
Контроль с помощью щупа выполня­ется как чистым фреоном, так и смесью его с воздухом. Контроль крупногабарит­ных объектов чистым фреоном рекомен­дуется проводить по схеме рис. 5.8.
Контролируемые объекты 7-9 отка­чивают форвакуумным насосом 10, от­крыв клапаны 3 - 6, клапаны 1, 2, 13 при этом закрыты. Затем закрывают клапан 3, открывают клапан 1 и через открытые клапаны 4 - 6 из баллона 14 нагнетают фреон в объект контроля до давления вы­ше атмосферного и клапан 1 закрывают. После этого с помощью щупа, соединен­ного с регистрирующим блоком течеискателя, обследуют подозреваемые на течь места. Начинать испытания рекомендуется при пониженной чувствительности, для чего снижают ток накала эмиттера или загрубляют УПТ. Устранив грубые течи, повышают чувствительность и проводят высокочувствительные испытания. По окончании испытаний фреон собирают обратно в баллон 14 с помощью компрес­сора 11 и конденсатора 12 через открытые клапаны 2, 13, после чего в объекты пода­ют чистый воздух с последующей его от­качкой. Двукратная откачка обеспечивает остаточное содержание фреона в объекте в пределах 10-5 мг/м3.

Рис. 5.8. Схема испытаний способом щупа с использованием чистого фреона	Рис. 5.9. Схема испытаний способом щупа с использованием смеси фреона с воздухом

При контроле с использованием сме­си фреона с воздухом применяют схему, показанную на рис. 5.9.
Через клапаны 1, 3, 7, 8 в контроли­руемые объемы 4-6 вводят некоторое количество фреона и закрывают клапаны. Подачей сжатого воздуха через клапан 11 устанавливают давление смеси, необхо­димое для обеспечения требуемой чувст­вительности контроля. Преобразователем-щупом обследуют подозреваемые на течь места контролируемых объектов. По окончании контроля объекты продувают воздухом через клапаны 3, 7 – 9, 11, а ос­татки фреоно-воздушной смеси откачива­ют насосом 10 через клапан 2.
Оценка величины потока фреона через течь проводится по формуле

(5.8)

цена деления выходного прибора тече­искателя, отградуированного по течи «Галот», (м3·Па/с)/деление; α - сигнал течеискателя при обнаружении течи в объекте контроля; С - концентрация фреона (QT -величина калиброванной течи «Галот», м3 • Па/с; Qmin - среднее значение сигнала течеискателя от течи «Галот»).
Величина обнаруженной течи зави­сит от давления и концентрации пробного вещества в контролируемом объекте и оценивается по выражению
B = (Qminpa2)/C(p2- pa2)                                  (5.9)

где р - давление пробного вещества, Па; pа - атмосферное давление, Па; С - кон­центрация; Qmin - минимальный поток, регистрируемый течеискателем.
Из формулы в явном виде следует, что повышение чувствительности испыта­ний обеспечивается, во-первых, улучше­нием пороговой чувствительности аппара­туры и, соответственно, уменьшением Qmin и, во-вторых, методическим подходом - увеличением давления заполнения и кон­центрации пробного вещества. Давление можно поднять закачкой пробного веще­ства под повышенным давлением или по­вышением температуры испытуемого из­делия с введенным в его внутреннюю по­лость пробным веществом. Увеличение давления за счет нагрева эффективно в случае применения жидких пробных ве­ществ, например фреона-113.
Так, при нагреве изделия до темпера­туры 125°С давление газообразного пробного вещества повышается в 1,43 раза (пропорционально отношению абсолют­ных температур), а при использовании жидкого пробного вещества, например фреона-113, - в 18 раз в соответствии с изменением упругости пара от 0,46 • 105 до 8,1 • 105Па.
Предельные возможности испытаний способом щупа при паспортной чувстви­тельности течеискателя и использовании различных фреонов характеризуются кри­выми, показанными на рис. 5.10.

Галогенный метод контроля герме­тичности способом щупа особенно эффек­тивен при контроле объектов и изделий, в которых галогеносодержащее вещество является рабочим, например холодильных агрегатов домашних холодильников и крупногабаритного холодильного обору­дования складского и торгового назначе­ния.
Способ накопления. Способ накопле­ния при атмосферном давлении применя­ется также для контроля газонаполненных объектов, обеспечивая более высокую чувствительность и надежность по срав­нению со способом щупа.
Контролируемое изделие помещают в изолированную камеру, объем которой незначительно превосходит объем изде­лия. В камеру вводят атмосферный преоб­разователь течеискателя и фиксируют фо­новый сигнал. Затем заполняют контролируемое изделие пробным веществом до дав­ления выше атмосферного, выдерживают изделие в течение заданного времени, после чего в камеру снова вводят преобразователь. Превышение сигнала над фоновым свиде­тельствует о наличии суммарных течей с оценкой величины. Роль камер могут вы­полнять полиэтиленовые чехлы.
Способ накопления при атмосферном давлении часто используют для предвари­тельных испытаний сложных объектов. Вначале убеждаются в негерметичности объекта, а затем более трудоемким спосо­бом щупа приступают к поиску течей.
Вакуумные испытания. Способ обду­ва. Способ обдува применяют для контро­ля герметичности и определения места течей в вакуумируемых объектах. Для со­хранения высокой чувствительности ваку­умный преобразователь предпочтительно присоединять к высоковакуумной части контролируемого объекта, откачиваемого до давления р < 10-2 Па. При таком присоединении обеспечиваются более стабильная температура эмиттера и, соответственно, отсутствие колебаний фонового сигнала течеискателя, чем при установке преобразователя на форвакуу­ме. Кроме того, при таком расположении существенно снижается загрязнение пре­образователя парами масла механического насоса и увеличивается его срок службы. Нормальная работа вакуумного преобра­зователя на стороне высокого вакуума обеспечивается непрерывным обогащени­ем среды кислородом в месте расположе­ния преобразователя за счет наличия в нем кислородного инжектора.
Обдув подозреваемых на течь участ­ков вакуумной системы начинают смесью фреона с воздухом концентрации 0,1 ... 10 %, так как при наличии больших течей обдув чистым фреоном увеличивает веро­ятность отравления ЧЭ. Испытания реко­мендуется также начинать при понижен­ной чувствительности течеискателя. По мере устранения больших течей повыша­ют концентрацию фреона в смеси и чувст­вительность течеискателя. Время обдува контролируемого участка выбирают в за­висимости от параметров вакуумной сис­темы в пределах

V/S ≤ τ ≤ 3V/Sэ                     (5.10)

где V - объем контролируемого объекта, м3; Sэ- эффективная скорость откачки объекта, м3/с; τ- время обдува, с.

Вакуумные испытания. Способ фрео­новых камер. Способ фреоновых камер (чехлов) применяют для повышения объ­ективности контроля, уменьшения расхода пробного вещества и снижения загазован­ности помещений, где проводится кон­троль на герметичность. При этом способе на изделие или его участок надевают спе­циальную камеру или полиэтиленовый чехол, куда подают пробное вещество, или, наоборот, пробное вещество подают в изделие, а преобразователь размещают в камере. Таким образом, выявляют суммар­ную негерметичность изделия или его не­герметичный участок. После определения факта негерметичности сокращением площади, охватываемой чехлом, или об­дувом определяют точное местоположе­ние течи. Эффективность контроля повы­шается, если камеру (или изделие) перед напуском в нее пробного вещества вакуумировать. В этом случае повышаются концентрация пробного вещества при контроле и его распространение по всей ка­мере.

Специалисты компании Ликлаб представляют малогабаритный течеискатель хладагентов

Течеискатель работаeт по способу щупа, имеeт массу 320 грамм, выполнен в форме пистолета и помещается в одной руке. Портативный галогенный течеискатель, обеспечивает достоверную регистрацию потока галогенов вплоть до 0,5 грамм в год (0,017 унций в год). Особенно эффективно применение галогенного метода при контроле изделий, в которых галогеносодержащие вещества используются в качестве рабочих (аэрозольные упаковки, холодильники, кондиционеры). Переносной течеискатель удобен для контроля герметичности крупных и протяженных объектов, для локализации течей вакуумных и пневматических систем, в том числе в полевых условиях.