Испытания на герметичность способом вакуумной камеры
Суммарный гелиевый контроль: изделие с пробным газом внутри помещают в вакуумную камеру. Течеискатель измеряет гелий, выходящий через дефекты во внешнее вакуумируемое пространство.
Гелиевые методы · ГОСТ Р 50.05.01–2018
Как работает метод
В отличие от гелиевой камеры, вакуумируют пространство вокруг изделия. Газ внутри изделия подают до заданного испытательного давления. Камера собирает поток из всех открытых к ней дефектов. Необходимые прочность изделия, направление перепада давления и герметичность вводов проверяют до начала работ.
- 01Гелий внутри изделия
- 02Дефекты изделия
- 03Вакуум вокруг изделия
- 04Суммарный сигнал
Принципиальная схема направления пробного газа. Клапаны, защитные устройства и полная обвязка определяются рабочей схемой стенда.
Для каких изделий подходит
Небольшие корпуса, герметизируемые узлы, сварные сборки и компоненты с доступным штуцером заполнения. Для крупного изделия или отдельного шва возможна локальная вакуумная камера, охватывающая требуемую поверхность.
Техническое решение и состав стенда
Вакуумная камера с герметичной крышкой, опоры, гелиевые вводы, течеискатель, вакуумметры, откачка камеры и изделия, пневмопульт, контрольная течь, клапаны и система удаления либо сбора газа.
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
- Согласовать испытательное давление, концентрацию пробного газа, допустимый перепад и браковочный порог по документации изделия.
- Очистить и просушить камеру и изделие; проверить соединения стенда, герметичность камеры и системы подачи гелия.
- Установить изделие на опоры без соприкосновения с внутренней поверхностью камеры. Подключить заполнение так, чтобы собственная течь ввода не имитировала дефект изделия.
- Закрыть камеру и откачать её до остаточного давления не более 10 Па. Перед заполнением гелием предварительно откачать полость изделия до не более 1000 Па.
- Открыть вход течеискателя, отключить вспомогательную откачку, зафиксировать фон и проверить чувствительность контрольной течью на удалённом участке камеры.
- Подать пробный газ внутрь изделия, выдержать по вакуумируемому объёму и зарегистрировать суммарный поток. При необходимости отдельно проверить локальным способом подозрительный узел.
- Выполнить итоговую проверку чувствительности, удалить гелий из изделия и безопасно выровнять давление перед разборкой.
Режимы и контрольные параметры
| Параметр | Условие |
|---|---|
| Вакуумируемый объём | Камера вокруг изделия |
| Гелий | Внутри изделия |
| Откачка камеры | Остаточное давление ≤ 10 Па |
| Подготовка полости изделия | Остаточное давление ≤ 1000 Па до заполнения гелием |
| Порог способа | ≤ 5 × 10⁻¹⁰ 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.
Минимальная выдержка по вакуумируемому объёму
По п. 7.2.3.6 учитывают именно откачиваемый объём: для гелиевой камеры — полость изделия, для вакуумной камеры — окружающее измеряемое пространство. Для термовакуумного способа эта выдержка относится к этапу после подачи гелия.
| Параметр | Условие |
|---|---|
| До 0,1 м³ | Не менее 5 мин |
| От 0,1 до 0,5 м³ | Не менее 10 мин |
| Свыше 0,5 до 1,5 м³ | Не менее 15 мин |
| Свыше 1,5 до 3,5 м³ | Не менее 20 мин |
| Свыше 3,5 м³ | Не менее 40 мин |
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
Течь гелиевого ввода, загрязнение камеры и повышенный фон способны исказить результат. Отклик определяется объёмом и проводимостью магистралей. Уплотнения стенда и соединения с изделием входят в проверку системы. Гелиевая вакуумная камера и пузырьковая камера с прозрачным окном решают разные задачи и имеют разные показатели чувствительности.
Пример технической реализации
Для корпуса с заправочным штуцером можно применить гермоввод через стенку камеры, независимую линию предварительной откачки корпуса и клапан подачи гелия. Камерный цикл включает фоновое измерение до подачи пробного газа и контрольный сигнал после заполнения. Опоры оставляют доступ к проверяемым швам.
Что фиксируют в результате
Суммарная негерметичность при заданной среде и перепаде давления, фон пустой/подготовленной камеры, время выдержки, чувствительность системы и заключение по согласованной норме.
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.
В варианте вакуумной камеры гелий находится в изделии, а течеискатель измеряет его выход во внешнюю откачиваемую полость. Откачиваемый объём здесь — пространство камеры вокруг изделия вместе с участвующими магистралями. Нельзя выбирать выдержку по внутреннему объёму изделия, если измеряется другая полость.
| Параметр | Требование или пояснение |
|---|---|
| Измеряемое пространство | Вакуумная камера; режим п. 5.2.2 |
| Порог камерного способа | Не более 6,7 × 10⁻¹⁰ Па·м³/с |
| Минимальная выдержка | 5–40 мин в зависимости от откачиваемого объёма |
| Контроль оснастки | Собственная герметичность камеры, вводов и уплотнений |
Реализация и достоверность результата
Для трубного узла можно заглушить концы, заполнить полость согласованной смесью и поместить сборку в камеру. Измерение показывает суммарный выход гелия из всей охваченной поверхности, включая заглушки. Если требуется отделить негерметичность временных соединений от изделия, схему дорабатывают и проверяют на имитаторе; обнаружение суммарной течи дополняют локальным поиском.
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, 5.2.2; 5.2.1; приложения 5, 6. 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, 7.2.3; 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.