Испытания на герметичность способом обдува гелием
Поиск мест натекания в вакуумируемое изделие. Наружные участки обдувают гелием, а подключённый к внутренней полости масс-спектрометрический течеискатель регистрирует проникновение газа через дефект.
Гелиевые методы · ГОСТ Р 50.05.01–2018
Как работает метод
Внутренняя полость находится под вакуумом, пробный газ подают снаружи. Изменение сигнала после обдува конкретного участка связывает индикацию с местом возможной течи. Для крупного объёма и длинных каналов учитывают время транспорта гелия и восстановления фона: немедленный переход к следующему шву способен сместить локализацию.
- 01Обдув снаружи
- 02Дефект в стенке
- 03Вакуум внутри изделия
- 04Масс-спектрометр
Принципиальная схема направления пробного газа. Клапаны, защитные устройства и полная обвязка определяются рабочей схемой стенда.
Для каких изделий подходит
Вакуумные камеры, сварные корпуса, трубопроводы, фланцевые соединения и технологические установки, допускающие необходимое разрежение. Незамкнутую конструкцию можно проверять с локальной вакуумной камерой-присоской на противоположной стороне стенки.
Техническое решение и состав стенда
Гелиевый течеискатель, вспомогательная откачка, вакуумметры, обдуватель с регулируемой подачей, контрольная течь, клапаны отсечения и вакуумные соединения. При локальном контроле — камера-присоска с подходящим уплотнением.
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
- Проверить возможность вакуумирования изделия, очистить и осушить полость; исключить жидкость, способную временно перекрыть течь.
- Собрать вакуумную схему, проверить технологические присоединения и откачать изделие до остаточного давления не более 10 Па.
- Открыть вход течеискателя, отключить вспомогательную откачку в штатной схеме, зафиксировать фон. Проверить чувствительность и время отклика контрольной течью на удалённом участке.
- Начать обдув с присоединений системы откачки к течеискателю, затем пройти изделие сверху вниз. Первичный обзор выполнять более широкой подачей гелия.
- При индикации уменьшить подачу и последовательно сузить участок поиска. На больших объёмах снизить скорость с учётом фактической задержки сигнала.
- Если крупные течи не позволяют получить вакуум, провести предварительный поиск со вспомогательной откачкой; после устранения дефектов повторить контроль малых течей в штатной схеме.
- После каждого значимого обдува дождаться восстановления фона. Завершить контроль повторной проверкой чувствительности и регистрацией найденных участков.
Режимы и контрольные параметры
| Параметр | Условие |
|---|---|
| Остаточное давление | Не более 10 Па в штатной схеме п. 7.2.7.2 |
| Маршрут | От присоединений откачки; по изделию сверху вниз |
| Скорость обдувателя | 0,10–0,15 м/мин; для больших объёмов уменьшается |
| Порог способа | Не более 5 × 10⁻⁹ м³·Па/с по п. 7.2.2.2 |
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
Негерметичный стенд может дать сигнал, ошибочно приписанный изделию. Избыток гелия повышает фон, а подключённый параллельный насос отводит часть потока от анализатора. Результат зависит от всей схемы откачки; паспортная чувствительность течеискателя не равна чувствительности испытания. Механически недопустимое вакуумирование исключает эту схему.
Пример технической реализации
Для камеры с несколькими фланцами сначала проверяют подключение стенда и затем каждый фланец отдельно. На подозрительном фланце уменьшают струю и проверяют сектора уплотнения. Для сварного листа применяют присоску со стороны анализатора и обдув с другой стороны. Обе реализации требуют контроля герметичности оснастки.
Что фиксируют в результате
Схема подключения, остаточное давление, фон, время отклика, маршрут обдува, места индикаций и результаты проверок чувствительности. Заключение относится к обследованным участкам и условиям испытания.
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.
Изделие откачивают и соединяют с гелиевым течеискателем. Сначала проверяют присоединения установки, затем контролируют изделие сверху вниз, чтобы поднимающийся гелий не создавал ложной привязки сигнала. Предварительная работа с параллельным насосом служит поиску крупных течей: после их устранения окончательный контроль выполняют без шунтирующей откачки.
| Параметр | Требование или пояснение |
|---|---|
| Остаточное давление в изделии | 7–8 Па |
| Скорость обдува | 0,10–0,15 м/мин |
| Локальный эластичный чехол | Выдержка 5–6 мин в предусмотренной п. 5.2.6 схеме |
| Порог способа | Не более 6,7 × 10⁻⁹ Па·м³/с |
Реализация и достоверность результата
Для листовой конструкции возможна локальная вакуумная камера с одной стороны и подача гелия с другой. Герметичность уплотнения камеры проверяют отдельно. Сигнал относят к размеченному участку с учётом времени переноса газа; после ремонта требуется повторный проход, а при заданном I классе — соответствующий приёмочный контроль.
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, 5.2.6; 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, 7.2.7; 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.