При технической работе оборудования газовые, паровые и жидкие вещества практически непрерывно воздействуют на конструкцию системы. При учете, что в ней есть вакуум, то и воздействие в несколько раз сильнее, ведь внутри постоянно идет повышение или понижение давления. Идеальная среда для появления пробоин, микротрещин и как итог – течей.
Содержание:
Эта статья рассказывает о приборах, способных в системах разрежения воздуха найти место, которое нарушает герметичность. Такие устройства называются вакуумными течеискателями, имеющими свои особенности в устройстве и применении. Особое внимание будет уделено:
- Устройству этих специальных приборов;
- Видовой классификации поисковых устройств;
- Особенностям гелиевых аппаратов локализации микротрещин.
Прежде, чем пойдет речь о приборах, сначала нужно понять виды дефектов, которые бывают в системах. Зависят протечки от многих факторов, к примеру, от разных типов материалов или из-за нарушения соединений:
- Проблемы разъемных соединений:
- Фланцы;
- Кожухи;
- Соприкасающиеся поверхности;
- Дефекты в неподвижных соединениях:
- Сварочные или паяльные швы;
- Склеенные детали;
- Течи из-за неровностей поверхности:
- После механические деформации (изгибы);
- После термообработки поликристаллов или литых компонентов;
- Термотечи:
- Появляются при высоких тепловых нагрузках (холод или тепло), чаще всего на паяльных швах;
- Визуальные (очевидные) пробоины:
- Высвобожденные пары/газы из полостей агрегатов, имеющих литые детали, глухие отверстия или соединения (в том числе и от испарений жидкости);
- Косвенные:
- Натекания от прилегающих трубопроводных подсоединений к системе безвоздушной среды (линия водной подачи, сжатого воздуха, солевого раствора);
- Последовательные:
- В местах соединений нескольких агрегатов или секций оборудования (масляный поддон пластинчато-роторного насоса, в который проступают из камеры, заполненной маслом, через течь вещества);
- Односторонние:
- В одну сторону происходит пропускание газосмеси в то время, как в обратном направлении течь нет.
Различные материалы со временем становятся хрупкими и рано или поздно протираются до пробоины. К таким местам относят резиновые шланги, эластомерные уплотнения и прочие имеющие срок эксплуатации материалы.
Течеискатели - устройство
Течеискатели
В связи с расширением областей применения вакуумного оборудования появилась потребность в устранении дефектов, мешающих стабильной результативной работе агрегатов с безвоздушной средой. Но для работы прибора-анализатора нужно для начала определиться с задачей:
- Местонахождение пробоины;
- Определение «масштабов проблемы» (размера герметизационной прорехи).
От постановки конкретного условия будет зависеть и выбор тестируемого прибора. А сам принцип работы устройств-диагностов состоит из подачи в анализируемую систему вещества, которое будет отличаться от того, что есть в этой системе.
Само устройство течеискателя выглядит как портативный блок с низкой быстротой действия на входном фланце. У аппаратов любой модели есть дисплей (на котором появляется сигнал), микросхема, отвечающая за обработку поступающих сигналов и их выдачу на экран. Форма устройства, наличие кнопочной панели, колесиков для удобной транспортировки – зависит от производителя конкретной модели аппарата.
Для обнаружения мест разгерметизации используют такие методы:
- Обдув - то есть на область, где предположительно может быть пропускание из оборудования рабочего вещества (соединение фланец, сварочные швы, к примеру) с помощью пистолета-распылителя очень малым количеством напыляется тестируемый газ. В местах протечи оба вещества будут вступать в определенную реакцию;
- Опрессовка – самый грубый способ определения дефектных мест. Оборудование (с безвоздушной средой в рабочей камере) погружают в пенящуюся жидкость для определения места выхода газа;
- Манометрический – в рабочей камере прибора с протечкой контролируют величину давления при откачивании: фиксируют предельное значение разрежения до нанесения на место течи легколетучей жидкости и после, затем сравнивается максимальное значение безвоздушной среды в агрегате и разрежение, которое может создать насос. При газовом натекании в отделенную насосную установку измеряется быстрота роста уровня давления (в присоединении к агрегату пока тот отключен).
- Газоаналитический – для проведения качественного анализа воздуха, который попадает в резервуар агрегата через трещину и определяется это место с помощью специально пущенного газа. Индикаторами для такого газа могут быть: газоразрядная трубка, масс-спектрометр, водород или галогеносодержащие вещества, искровые анализаторы. У таких методов самая высокая чувствительность;
- Радиоизотопный – пробоины в агрегатах ищут путем выдержки в течении определенного времени данное оборудование в атмосфере, где присутствует радиоактивный газ. После чего удаляют из атмосферы этот газ, смывают все радиоактивные загрязнения. Те, что имеют негерметичности, будут излучать изотопы радиоактивности.
Самым применяемым и наиболее эффективным считается масс-спектрометный метод.
Виды течеискателей вакуума
Установки для нахождения слабых мест в аппаратах безвоздушной среды стали незаменимы по причине того, что они способны обнаружить даже микротечи; и расщелины, которые залегают слишком глубоко (под любым видом грунтового покрытия, любой температуры жидкости или парогазов) для определения их местоположения без специальных устройств.
Виды течеискателей вакуума
Существую различные виды течеискателей:
- Вакуумные – приборы используют для нахождения трещин с помощью пузырьков. То есть на область, где предположительно может быть пропускание из оборудования рабочей смеси или вещества, напыляется мыльный раствор. И при контакте раствора с газо/паровой смесью начинают надуваться пузыри. Для обнаружения микротрещин в оборудовании с помощью насоса безвоздушной среды до максимального показания поднимают уровень давления;
- Водородные – устройства выявляют место утечки при помощи смеси азота и водорода (поскольку они не взрывоопасны и безопасны) в определенной пропорции с большей долей азота. Эта смесь закачивается в проблемное оборудование. И когда произойдет утечка, анализатор с помощью полупроводникового детектора уловит частицы водорода;
- Гелиевые – аппараты, тестируемое вещество которого – гелий. Из-за легкости и инертности этого газа, эти устройства безопасны в использовании и сверхчувствительны;
- Ультразвуковые – такие устройства работают без помощи тестового газа, а с использованием датчиков, способных уловить минимальные шумы в местах дефектов системы. То есть, устройство пускает по стенкам оборудования с безвоздушной средой ультразвуковые волны, а в местах сварочных швов или трещин волны начинают колебаться. И эти колебания преобразуются в сигнал, который и высвечивается на приборе;
- Флуоресцентные/луминисцентные – эти аппараты служат для работы, где есть концентрация флуорисцентных веществ. Обычно в системах с замкнутым контуром, резервуарах или охладительных аппаратах. Тестовым индикатором является люминофор, когда им заполняют поврежденные сектора, то оборудование просвечивают с помощью ультрафиолетового света. В местах течи люминофор будет светиться;
- Корреляционные/сигнализаторы – устройства схожи с ультразвуковыми, поскольку обнаруживают течи за счет вибродатчиков, разница лишь в том, что прибор улавливает звуковые сигналы/шумы вещества, находящегося в системе. А уже этот сигнал обрабатывает на самом приборе.
В связи с расширениями производств и различного технического оборудования с годами выпускаются все более усовершенствованные модели приборов, способных обнаружить практически на любой глубине залегания систем или в самом вакууме; и от крупных до микроразмерных пробоин.
Гелиевые и вакуумные течеискатели
Самыми ходовыми моделями среди всех устройств, способных локализовать место дефекта в системе вакуума, являются гелиевые течеискатели. Они используются не только в нашей стране, но и за рубежом. В устройстве детектора имеется магнитный масс-спектрометр, который выявляет вызванную неестественным путем утечку газа даже самую незначительную.
Гелиевые и вакуумные течеискатели
Помещение изолируют и заполняют тестируемым газом, из-за чего оборудование находится «в чехле». Если в этом «чехле» появится гелий, то датчики засекут место пробоины. Другие способы обнаружения места разгерметизации основаны на закачивания гелия в саму систему агрегата. А вот полученные на главный блок аппарата-анализатора сигналы уже калибруются в соответствии с типом оборудования (увеличение громкости звукового сигнала при утечке, к примеру).
Основные методы, для которых подходит использование гелиевых приборов:
- Масс-спектрометрические;
- Галогенные;
- Тепловые;
- Электронно-захватные;
- Манометрические;
- Электрозарядные;
- Радиоактивные;
- Акустические;
Среди течеискателей газов именно вакуумные приборы, способные обнаружить дефекты в системах с безвоздушной средой, незаменимы при диагностике аппаратов, в которых есть возможность утечки агрессивного и опасного для жизни газа. И при этом предотвратить разгерметизацию в системе.