Установка испытаний на герметичность способом вакуумной камеры Leaklab V125

Leaklab V125 — стационарная система для количественной оценки утечек методом вакуумной камеры при подаче гелия во внутренний объём изделия. Конструкция рассчитана на эксплуатацию в производственных условиях, обеспечивая стабильные вакуумные параметры, низкий фоновый уровень гелия и воспроизводимость результата при серийных испытаниях.

Метод основан на регистрации гелия, выходящего через дефекты из полостей испытываемого изделия в объём камеры. Детектирование ведётся масс-спектрометрическим течеискателем, подключённым к высоковакуумной линии камеры. Диапазон применимости охватывает корпусные детали, сварные узлы, фланцевые и резьбовые соединения, трубопроводную арматуру, теплообменное и криогенное оборудование, вакуумные камеры и элементы приборостроения.

Установка применяется в атомной и энергетической отраслях, криогенной технике, нефтегазе, машиностроении, медицинском и фармацевтическом оборудовании, приборостроении. Процедуры испытаний согласуются с действующими нормативами и требованиями к квалификации персонала и прослеживаемости калибровок.

Изделие герметизируется и заполняется гелием до регламентного давления. Камера закрывается, выполняется форвакуумная откачка и запуск турбомолекулярного насоса. После достижения заданного остаточного давления течеискатель регистрирует рост концентрации гелия в объёме камеры, пропорциональный суммарному потоку утечки. Для исключения дрейфа нуля применяется нулевая коррекция; чувствительность подтверждается по внешней эталонной течи.

Состав поставки (типовая конфигурация)

№	Наименование	Кол-во	Ед.
1	Вакуумная камера Leaklab V125	1	шт.
2	Турбомолекулярный насос ~300 л/с с блоком управления	1	шт.
3	Форвакуумный пластинчато-роторный насос ~6 л/с	1	шт.
4	Ловушка масляного тумана на выхлоп форвакуумного насоса	1	шт.
5	Четверник вакуумный KF-25	1	шт.
6	Тройник вакуумный KF-25	1	шт.
7	Хомуты алюминиевые KF-25	12	шт.
8	Уплотнения Viton с центрирующими кольцами (KF-25)	12	шт.
9	Сильфоны гибкие KF-25, длина 1 м	3	шт.
10	Ручные запорные клапаны KF-25	3	шт.
11	Хомут алюминиевый KF-40	1	шт.
12	Уплотнение Viton KF-40 с центрирующим кольцом	1	шт.
13	Переходник KF-40 / KF-25	1	шт.
14	Тележка транспортировочная для камеры	1	шт.

Конструктивное исполнение

Камера объёмом ~125 л с откидной крышкой на силовых петлях и равномерной системой прижима. Корпус усилен рёбрами жёсткости для минимизации деформаций при откачке. Уплотнение крышки — эластомерное с разрывом по торцу; посадочные поверхности обработаны под чистоту с контролем плоскостности. Предусмотрены: фланец высоковакуумного насоса, порт форвакуумного байпаса, сервисный порт под эталонную течь и вакуумметрию. Соединения стандартизованы под KF с заменяемыми уплотнениями.

Вакуумная обвязка и насосы

Форвакуумный контур обеспечивает эвакуацию камеры до сотен паскалей; далее запускается турбомолекулярный насос. Обратные клапаны исключают переток воздуха и масла при остановке. Для снижения фонового гелия применяется инертная продувка перед вскрытием камеры и технологическая выдержка после заполнения изделия гелием. Течеискатель подключается через высоковакуумную линию; запуск измерений допускается после достижения регламентного остаточного давления. Фон корректируется автоматически, чувствительность подтверждается периодической калибровкой по эталонной течи.

Технические характеристики

Параметр	Значение
Рабочий объём камеры	≈ 125 л
Предельное давление	не хуже 1×10−2 Па при исправных уплотнениях и прогреве линии
Скорость откачки ВВН	≈ 300 л/с (по N2)
Скорость откачки ФВН	≈ 6 л/с
Время до 50 Па	до 10 мин (типовая комплектность)
Рабочая температура окружающей среды	+10…+40 °C
Электропитание	~220 В, 50 Гц, однофазная сеть
Масса установки	~ 100 кг

Методика испытаний

Подготовить изделие: внешний осмотр, удаление загрязнений и остаточных жидкостей; при необходимости — предварительная откачка или продувка инертным газом. Заполнить внутренний объём гелием до регламентного давления и выдержать по времени с учётом объёма, геометрии предполагаемых дефектов и температурного режима. Установить изделие на опоры в камере без перекосов, закрыть крышку и выполнить откачку: сначала форвакуумный контур, затем турбомолекулярный насос. После достижения рабочего давления включить режим измерений течеискателя, выполнить нулевую коррекцию и контрольную калибровку. Зафиксировать установившийся сигнал; при необходимости провести локализацию утечки с применением мини-камеры или маскирования.

Метрологическое обеспечение

Калибровка проводится по внешней эталонной течи гелия, установленной в удалённой от входного патрубка зоне камеры. Порядок: перевод течеискателя в режим калибровки, ввод номинала течи, циклическое открытие/закрытие клапана течи до получения стабильного согласованного сигнала. Рекомендуемая периодичность — не реже одного раза в смену при интенсивной эксплуатации и после разгерметизаций/сервисных работ. На результат влияют проницаемость уплотнений по гелию, дегазация стенок, температурные градиенты, остаточная влажность и паразитные потоки через торцевые уплотнения; при длительных выдержках следует отделять компоненту проницаемости от компоненты, обусловленной дефектом.

Требования к размещению и подключению

Параметр	Требование
Помещение	сухое, проветриваемое, температура в рабочем диапазоне, отсутствие вибраций, ровный несущий пол
Электропитание	отдельная линия ~220 В с автоматом защиты и корректным заземлением
Газовое хозяйство	пост гелия с редуктором; контроль чистоты газовой среды
Отвод воздуха	организованный, исключающий рециркуляцию выхлопа ФВН к воздухозабору
Рабочая зона	свободные подходы, безопасное перемещение крышки, доступ к сервисным портам

Материалы уплотнений и оснастка

Для снижения фона по гелию в универсальных условиях применяются уплотнения из фторкаучука регламентированной твёрдости с корректной посадкой. При длительных выдержках или повышенном давлении заполнения в критичных местах предпочтительны металлические уплотнения, если это допускает конструкция. Оснастка должна исключать перекосы и локальные напряжения, обеспечивая равномерный прижим кромки крышки.

Порядок работы оператора

1) Подготовить изделие, проверить чистоту и состояние уплотнений камеры. 2) Заполнить изделие гелием до установленного давления и выдержать по регламенту. 3) Установить изделие в камеру, закрыть крышку равномерным прижимом. 4) Запустить форвакуумный насос; по достижении порога — турбомолекулярный насос. 5) При достижении рабочего остаточного давления включить измерение, выполнить нулевую коррекцию и при необходимости калибровку. 6) Зарегистрировать сигнал, при необходимости выполнить локализацию. 7) Остановить ВВН, снять разрежение, безопасно открыть камеру и извлечь изделие.

Ограничения и требования безопасности

Запрещена работа при повреждениях уплотнительных поверхностей, при повышенной вибрации основания, нестабильном электропитании и отсутствии штатного отвода выхлопа форвакуумного насоса. Не допускается размещение изделий с летучими растворителями без предварительной термовакуумной подготовки. Включение насосов при открытой крышке запрещено. При сервисе требуется полное снятие напряжения, сброс давлений и контроль отсутствия остаточного разрежения.

Эксплуатационная документация и персонал

В комплекте: руководство по эксплуатации, паспорт, формуляр калибровок, инструкции по охране труда и ведомость ЗИП. К работе допускается обучённый персонал, владеющий методами вакуумной техники и течеискания; все записи по калибровкам ведутся с обеспечением прослеживаемости к эталонам.

Надёжность, контроль и приёмо-сдаточные испытания

Ресурс определяется наработкой насосов, состоянием уплотнений и чистотой внутренних поверхностей. Перед отгрузкой выполняются проверка герметичности сварных соединений, тест функциональности клапанов, контроль предельного давления и калибровка по эталонной течи. Результаты фиксируются в протоколе с указанием серийных номеров узлов и дат калибровки. Хранение в закрытых помещениях при температуре +5…+40 °C и относительной влажности до 80 %. Фланцевые поверхности закрываются заглушками. Транспортирование — в штатной упаковке с фиксацией насосно-вакуумного блока для исключения ударных и вибрационных нагрузок.

Примечание по поддержанию низкого фона

Рекомендуется плановая дегазация внутреннего объёма камеры с контролируемым прогревом. После любых операций с разгерметизацией — контрольная калибровка и проверка нулевого уровня. При переходе на иные газовые среды испытаний требуется пересчёт чувствительности и проверка порогов защиты течеискателя.