Испытания на герметичность способом гелиевого щупа
Локальный поиск сквозных дефектов: изделие заполняют гелием или гелиевой смесью, а наружные сварные швы и соединения последовательно проверяют щупом масс-спектрометрического течеискателя.
Гелиевые методы · ГОСТ Р 50.05.01–2018
Как работает метод
Перепад давления направляет пробный газ из внутренней полости наружу. Щуп отбирает газ вблизи поверхности и передаёт его в анализатор, избирательно регистрирующий гелий. Способ позволяет указать место течи на доступной поверхности. Обнаруженный локальный сигнал не следует автоматически считать суммарной утечкой всего изделия.
- 01Гелий внутри изделия
- 02Выход через дефект
- 03Щуп у поверхности
- 04Масс-спектрометр
Принципиальная схема направления пробного газа. Клапаны, защитные устройства и полная обвязка определяются рабочей схемой стенда.
Для каких изделий подходит
Сварные трубные системы, ёмкости, корпуса, арматура и сборные узлы, допускающие подачу пробного газа под согласованным избыточным давлением. Для длинного шва нужен полный маршрут сканирования, а не проверка нескольких удобных точек.
Техническое решение и состав стенда
Гелиевый течеискатель в режиме щупа, регулируемый щуп-улавливатель или капиллярный зонд, минимально необходимая длина магистрали, контрольная течь с постоянным потоком, пневмопульт, мановакуумметр, заглушки и вакуумный насос для подготовки полости.
Подготовка изделия и технологической карты
До контроля определяют материал и геометрию изделия, доступные поверхности, рабочее давление, норму или класс герметичности. В технологической карте фиксируют схему, средства контроля, подготовку, условия, порядок операций и браковочные признаки. Приложение И ГОСТа задаёт состав ТКК; страницы сайта помогают выбрать решение, но не заменяют карту конкретного изделия.
Поверхность и каналы возможных дефектов очищают и осушают: оставшаяся вода или растворитель могут временно блокировать течь. Проверяют собственную герметичность оснастки и подтверждают достижимую чувствительность всей схемы.
Порядок выполнения испытания
- Очистить и осушить поверхность, полости и каналы возможных дефектов; согласовать давление, состав смеси и маршрут проходов.
- Проверить соединения измерительной установки способом обдува при закрытом щупе. Систему подачи гелия проверить щупом при испытательном давлении.
- После установки оснастки предварительно откачать изделие до остаточного давления не более 1000 Па. Если вакуумирование невозможно, предусмотреть предусмотренную ГОСТом продувку с подтверждением заполнения.
- Подать гелий или гелиево-воздушную смесь с долей гелия не менее 50 % до заданного испытательного давления. Для тупиковых полостей время заполнения установить экспериментально на имитаторе.
- Проверить чувствительность всей схемы внешней контрольной течью. Сканировать поверхность снизу вверх, удерживая щуп в непосредственном контакте с ней и учитывая задержку сигнала.
- Отметить координаты устойчивых индикаций, повторно проверить подозрительный участок после снижения фона. Выполнить заключительную проверку чувствительности и безопасно удалить пробный газ.
Режимы и контрольные параметры
| Параметр | Условие |
|---|---|
| Предварительная откачка | Остаточное давление ≤ 1000 Па |
| Гелий в смеси | Не менее 50 % |
| Скорость щупа | 0,10–0,15 м/мин; маршрут и задержка — в ТКК |
| Порог способа по п. 7.2.2.2 | Не более 5 × 10⁻⁹ м³·Па/с |
| Ширина насадки | Перекрытие участка минимум на 5 мм с каждой стороны; иначе несколько проходов |
Это условия указанного способа в ГОСТе. Испытательное давление, состав среды, браковочный порог и допустимость нагружения устанавливают по документации изделия; универсального режима для всех конструкций нет.
Проверка чувствительности и оценка сигнала
По п. 7.2.2 чувствительность течеискателя проверяют в начале смены по руководству прибора. Чувствительность способа подтверждают до и после испытания изделия, партии однотипных изделий или соответствующего имитатора. Контрольная течь, место её подключения, фон и время отклика входят в оценку системы. Если заключительная проверка не подтверждает требуемый порог, изделие или партия подлежит повторному контролю.
Порог обнаружения, браковочный порог и допустимая утечка изделия — разные величины. Гелиевый поток оценивают при известной концентрации и перепаде давления; сопоставление с нормой по воздуху требует предусмотренного методикой пересчёта. 1 мбар·л/с = 0,1 Па·м³/с.
Что может исказить результат
Повышенный гелиевый фон, сквозняки, негерметичная подающая оснастка и слишком быстрый проход ухудшают выявляемость. ГОСТ указывает, что отступ щупа на 5 мм способен снизить выявляемость в 10–15 раз. Проверку нельзя заменить кратким поднесением зонда к шву. Значение на дисплее связывают с составом смеси, давлением и проверкой системы.
Пример технической реализации
Для трубного коллектора можно применить заглушки на входах, независимый контроль давления и насадку по профилю шва. После заполнения гелиевой смесью проверяют каждый стык по размеченному маршруту. При длинной магистрали задержку определяют контрольной течью на удалённом участке. Это пример построения испытания, а не описание выполненного заказа.
Что фиксируют в результате
Карта найденных течей, условия заполнения и сканирования, фон и индикации, проверка чувствительности до и после контроля, оценка относительно установленного браковочного порога.
Идентифицируют изделие и проверенные участки, указывают применённую документацию, оборудование и его метрологическое состояние, фактические условия и результаты. Заключение (протокол) оформляют по согласованным требованиям; для объектов атомной энергетики дополнительно учитывают установленный порядок учётной и отчётной документации.
Организация работ и безопасность
Программа определяет допустимое давление, вакуум, температуру и испытательную среду. Используют подходящие заглушки, защитную оснастку, блокировки и плавное изменение давления; нагруженное соединение не подтягивают во время испытания. Требования к персоналу, аттестации оборудования, поверке средств измерений и организации рабочего места учитывают по разделам 6, 10, 11 и приложению К.
Применение ОСТ 5.0170–81
Ниже приведены условия отраслевого стандарта для металлических конструкций. Предыдущие разделы этой страницы описывают ГОСТ Р 50.05.01–2018. Нормативный документ и редакцию выбирают до испытания; отдельные режимы двух документов не объединяют произвольно.
Щуповой контроль по ОСТ предусматривает предварительную откачку полости, заполнение пробным газом и последовательный обход доступных соединений снизу вверх. Если изделие не вакуумируют, заполнение организуют так, чтобы удаление воздуха и концентрация гелия были подтверждены; для предусмотренного стандартом варианта требуется выдержка под давлением не менее часа.
| Параметр | Требование или пояснение |
|---|---|
| Предварительная откачка по ОСТ | 700–1400 Па остаточного давления |
| Доля гелия | Не менее 50 % |
| Сканирование | 0,10–0,15 м/мин, снизу вверх, щуп в контакте с поверхностью |
| Порог способа по п. 5.2.1.4 | Не более 6,7 × 10⁻⁹ Па·м³/с |
Реализация и достоверность результата
Для коллектора с тупиковыми ответвлениями недостаточно подать смесь только к входному штуцеру. В схеме предусматривают подтверждение заполнения наиболее удалённых полостей и определяют задержку отклика на контрольной течи. Отступ щупа на 5 мм уменьшает выявляемость в 10–15 раз; скорость и расстояние фиксируют как условия контроля, а не как привычку оператора.
Подготовка и проверка чувствительности по ОСТ
Газовый контроль проводят до защитного покрытия, после очистки и осушки. По п. 5.1.10 хранение осушенного изделия до контроля ограничено одними сутками; исключают конденсацию и загрязнение, относительная влажность — не более 60 %. Режим нагрева для осушки выбирают по классу системы и допустимости для материала. Исключение из термоосушки возможно только при выполнении условий п. 4.1.3, а не по одному внешнему виду поверхности.
Порог прибора проверяют в начале каждой смены по приложению 4. Порог способа после изделия или партии подтверждают по приложению 5; при ухудшении чувствительности требуется повторный контроль. Значения в милливольтах, приведённые для исторических приборов, не являются универсальной шкалой современного течеискателя. Контрольная течь и расчёт должны подтверждать результат в согласованных единицах потока.
Что дополнительно включить в протокол
Указывают пункт ОСТ, класс системы, фактический режим, охваченные поверхности и ограничения доступа. Фиксируют состояние изделия до и после испытания, подготовку, средства контроля, индикации и критерий оценки. После устранения дефекта повторяют предусмотренный приёмочный контроль; локальный поиск более грубым способом не заменяет подтверждение заданного класса системы.
Источник: предоставленная копия ОСТ 5.0170–81, 5.2.5; 5.2.1. В копии имеются материалы изменения № 1. Применяемую редакцию и нормативную основу заказа фиксируют в программе испытаний.
Согласовать испытание вашего изделия
Для подбора схемы направьте чертёж или эскиз, материал, размеры и объём, рабочее давление, допустимые вакуум и температуру, норму герметичности, количество изделий и требуемый документ по результатам. Возможность выполнения, состав оснастки, место проведения и сроки определяются после рассмотрения этих данных.
Связанные направления
Техническая основа: ГОСТ Р 50.05.01–2018, 7.2.6; 7.2.2; приложение В. Изложение подготовлено по предоставленному документу. Стандарт предназначен для контроля металла оборудования и трубопроводов объектов атомной энергетики; его применимость к конкретному заказу и требования к исполнителю определяются документацией и областью работ. Примеры и схемы поясняют метод; фотографии не служат протоколами испытаний.