Контроль герметичности гелиевыми течеискателями

4.2.1. Пороговая чувствительность гелиевых течеискателей и способов контроля. Рабочая шкала.

4.2.1.1. Пороговая чувствительность течеискателей характеризуется минимальным потоком пробного вещества, который течеискатель может зарегистрировать. Пороговая чувствительность гелиевых течеискателей должна быть не менее 1,3 ·10^-10 м³·Па/с (1·10^-6 л · мкм рт.ст./с). Пороговая чувствительность способа контроля характеризуется минимальным потоком или количеством пробного вещества, который фиксируется в схеме проведения контроля.

4.2.1.2. Пороговая чувствительность гелиевых течеискателей определяется в начале каждой смены по методике, приведенной в Приложение 4.

4.2.1.3. Пороговая чувствительность способа контроля определяется после испытания изделия, партии однотипных изделий или имитатора, конструкции которого согласовывается с ГОМО по методике, приведенной в Приложение 5.

4.2.1.4. Пороговая чувствительность способов вакуумной (гелиевой) камеры и термовакуумного должна быть не ниже 6,7 · 10^-10 м³·Па/с (5 · 10^-6 л ·мкм рт.ст./с), способов обдува гелием и гелиевого щупа - не ниже 6,7·10^-9 м³·Па/с (5 · 10^-5 л · мкм рт.ст.с).

4.2.1.5. Если пороговая чувствительность способа контроля ниже значений, указанных в п. 4.2.1.4, то изделие или партия изделий должны подвергаться повторному контролю.

4.2.1.6. Признаком наличия сквозного дефекта является увеличение показаний прибора над средними фоновыми показаниями на величину, равную разности максимального и минимального значений фона в схеме испытаний. Эта величина не должна превосходить 50 мВ для всех способов контроля (кроме способа щупа) и 100 мВ для способа щупа.

П р и м е ч а н и я:

1. Средние фоновые показания перед началом испытания любым способом не должны быть более 2/3 рабочей шкалы.

2. Если фоновые показания превышают указанную величину, следует использовать схему компенсации фона.

 

4.2.2. Способ гелиевой (вакуумной камеры).

4.2.2.1. Сущность способа гелиевой или вакуумной камеры заключается в том, что контролируемое изделие помещается в герметичную металлическую камеру. К камере или изделию подсоединяется через систему вспомогательной откачки течеискатель, после чего в камеру (способ гелиевой камеры) или в изделие (способ вакуумной камеры) подается под давлением гелий. При наличии течи гелий в результате перепада давлений поступает в вакуумируемый объем, соединенный с течеискателем. Схема контроля способом вакуумной камеры приведена на Рис.1.

4.2.2.2. При проектировании и изготовлении гелиевой (вакуумной) камеры должны учитываться следующие требования:

· для ускорения откачки форма камеры рекомендуется цилиндрической (допускается изготовление камеры по конфигурации конструкции);

· должна быть предусмотрена герметичность фланцевых соединений, а также герметичность места вывода из самой конструкции или технологического переходника от конструкции к баллону с гелием;

· контролируемая конструкция не должна соприкасаться с внутренней поверхностью камеры.

 

 

Рис. 1. Схема установки для контроля способом вакуумной камеры

1 - гелиевый течеискатель, 2 - натекатель, 3 - баллон с аргоном, 4 - камера, 5 - изделие,

6 - мановакуумметр, 7 - редуктор, 8 - баллон с гелием, 9 - вакуумный насос, 10 - вакуумный клапан, 11 - калиброванная течь

 

4.2.2.3. Порядок проведения контроля:

· контролируемое изделие подготавливается в соответствии с требованиями подразд. 4.1;

· изделие помещается в металлическую камеру, внутренняя поверхность которой предварительно очищается и просушивается;

· после уплотнения крышки камеры и установки манометра проводится откачка полости камеры (изделия) до остаточного давления 7 - 8 Па[(5-6) · 10 ^-2 мм рт. ст.;

· перед заполнением контролируемого изделия (камеры) гелием полость его предварительно откачивается до давления не выше 700-1400 Па (5-10 мм рт. ст.);

· после достижения в камере (изделии) требуемого остаточного давления открывается входной клапан течеискателя и отключается система вспомогательной откачки;

· в случае постепенного уменьшения давления в камере масс- спектрометра необходимо проводить подачу сухого азота в камеру масс-спектрометра с применением регулирующих натекателей;

· в случае увеличения давления в камере масс-спектрометра необходимо частично приоткрыть клапан системы вспомогательной откачки или прикрыть входной клапан течеискателя;

· в полость изделия (камеры) подается гелий или воздушно-гелиевая смесь в пропорциях, устанавливаемых технологической картой на контроль;

· проводится выдержка изделия (камеры) под давлением.

4.2.2.4. Длительность выдержки изделия (камеры) под давлением должна быть при вакуумируемом объеме 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 - 40 мин.

4.2.2.6. Удалять гелий следует продуванием полости изделия (камеры) сухим сжатым воздухом или ее откачкой.

Допускается сбор удаляемого гелия для использования при последующем контроле.

4.2.2.5. При необходимости контроля участка изделия или отдельного сварного соединения на контролируемый участок или сварное соединение допускается установить локальную камеру.

Порядок контроля аналогичен указанному в п. 4.2.2.3.

Длительность выдержки под давлением устанавливается в зависимости от откачиваемого объема в соответствии с п. 4.2.2.4.

4.2.2.7. При контроле замыкающего сварного шва изделия проводится вакуумирование изделия и подача гелия в полость изделия с последующей заваркой замыкающего шва в потоке гелия. После заварки необходимо провести испытание замыкающего шва способом локальной вакуумной камеры. Длительность контроля определяется объемом камеры в соответствии с п. 4.2.2.4.

4.2.2.8. Количественную оценку суммарного потока пробного вещества через течи в изделии следует проводить по методике, изложенной в приложении 6 (справочном).

4.2.3. Способ опрессовки гелием замкнутых оболочек.

4.2.3.1. Контроль способом опрессовки замкнутых оболочек заключается в том, что изделие или замыкающий шов помещаются в специальную камеру, в которой создается давление гелия. При наличии негерметичности в шве гелий проникает в замкнутый объем изделия. Далее проводится контроль изделия накоплением гелия в вакуумной камере, в которую помещается изделие.

4.2.3.2. Контроль герметичности замыкающего сварного шва способом опрессовки рекомендуется проводить для изделий, имеющих небольшие объемы (до 10 л).

4.2.3.3. Контроль должен проводиться в такой последовательности:

· изделие помещается в опрессовочную камеру и выдерживается под давлением гелия в течение определенного времени;

· после опрессовки изделие вынимают из камеры, обдувают сжатым воздухом или азотом наружную поверхность изделия для очистки от гелия и выдерживают на воздухе 1 - 2 ч;

· перед установкой изделия внутреннюю полость камеры, присоединенной к течеискателю, откачивают вспомогательным насосом. Фиксируют фоновые показания выходного прибора течеискателя при давлении в камере 1 - 7 Па [(1 - 5) · 10 ^-2 мм рт. ст.] с отключенным вспомогательным насосом;

· опрессованное гелием изделие помещают в вакуумную камеру и откачивают камеру с изделием до давления не более 1 - 7 Па, отключают вспомогательный насос и накапливают гелий в камере в течение не менее 1 ч, после чего открывают входной клапан течеискателя и фиксируют показания течеискателя.

Превышение сигнала выходного прибора течеискателя на 1 В и более над фоновыми показаниями является признаком течи в замыкающем шве изделия.

П р и м е ч а н и е. С целью исключения повышенного гелиевого фона в процессе испытаний запрещается использовать камеру, в которой проводилась опрессовка изделия гелием.

 

4.2.3.4. Длительность опрессовки изделия гелием должна быть при давлении 1 · 10 ⁶ Па (10 кгс/см ²) не менее 120 ч, 2 · 10⁶ Па (20 кгс/см²) не менее 50 ч, 5 · 10⁵ Па (50 кгс/см²)) не менее 13 ч.

4.2.4. Способ термовакуумных испытаний.

4.2.4.1. Сущность испытаний заключается в том, что подлежащее контролю изделие нагревается в вакуумной камере до температуры 380 - 400 ⁰С при давлении внутри и снаружи изделия не выше 0,1 Па (10 ^-3 мм рт.ст.), а затем контролируется при подаче гелия в нагретое изделие или в камеру, в которую оно помещено.

4.2.4.2. Порядок проведения контроля:

· изделие подготавливается к контролю в соответствии с п. 4.1.1 - 4.1.7;

· изделие помещается в металлическую камеру;

· камера и внутренняя полость изделия вакуумируются до давления не выше 0,1 Па (10 ^-3 мм рт. ст.);

· изделие нагревается в печах или нагревательными устройствами до температуры 380 - 400 ⁰С и выдерживается при этой температуре в течение 3 - 5 мин. Темп разогрева определяется постоянным поддержанием давления в камере и изделии не выше 0,1 Па (10 ^-3 мм рт. ст.) и конструкцией изделия;

· открывается входной клапан течеискателя при одновременном отключении насосной группы камеры (или изделия). Фиксируются установившиеся фоновые показания течеискателя;

· в контролируемое изделие (или камеру) подается гелий до требуемого давления;

· изделие (камера) выдерживается под давлением, при этом фиксируются показания течеискателя. Длительность выдержки выбирается в соответствии с п. 4.2.3.4;

· после охлаждения до температуры не выше 50⁰С камера открывается.

4.2.5. Способ гелиевого щупа.

4.2.5.1. Сущность способа заключается в том, что изделие заполняется гелием или гелиево-воздушной смесью до давления выше атмосферного, после чего наружная поверхность изделия контролируется специальным щупом, соединенным металлическим или вакуумным резиновым шлангом с течеискателем. В результате перепада давления гелий проникает через имеющийся сквозной дефект и через щуп и шланг попадает в камеру мас-спектрометра течеискателя. Определенная конструкция насадки щупа, изготовленная в соответствии с профилем контролируемой поверхности, позволяет установить место расположения сквозного дефекта в изделии. Насадка щупа должна перекрывать проверяемый участок по ширине не менее чем на 5 мм с каждой стороны. Если ширина насадки меньше, то контроль следует проводить в несколько проходов.

Схема контроля способом гелиевого щупа приведена на рис. 2.

 

 

Рис. 2. Схема установки для контроля способом щупа

1 - гелиевый течеискатель, 2 - термопарная лампа, 3 - вакуумный шланг, 4 - вакуумный насос, 6 - изделие, 7 - щуп, 8 - мановакууметр, 9 - баллон с гелием

4.2.5.2. При контроле способом щупа используются регулируемые щупы-улавливатели с конической насадкой объемом не более 1 мм³ и расстоянием регулируемой запирающей иглы от контролируемой поверхности не более 5 мм. Одним из возможных вариантов конструкторского исполнения является щуп-улавливатель по черт. 358-00-00 и 358-01-00.

4.2.5.3. К установке для контроля способом гелиевого щупа предъявляются следующие требования:

· все соединения установки должны быть проверены при закрытом положении шупа способом обдува;

· часть установки, предназначенная для подачи гелия в контролируемое изделие, должна быть испытана способом гелиевого щупа при давлении гелия не менее 1,5 Р, где Р - давление гелия во время контроля;

· в случае применения шланга из вакуумной резины для присоединения щупа к течеискателю шланг должен быть промыт для уменьшения газоотделения раствором щелочи (15%), чистой проточной водой, дистиллированной водой и осушен спиртом - ректификатом. Наружная поверхность шланга протирается касторовым маслом;

· длина магистрали, соединяющей щуп с течеискателем, должна быть минимально. возможной. Максимальная длина магистрали определяется п. 4.2.1.4 при оценке чувствительности способа по приложению 5.

4.2.5.4. Контроль следует проводить в такой последовательности:

· при закрытом шупе 7 (см. рис. 2) проводится откачка шланга 3 вакуумным насосом 5 в течение 15 - 20 мин;

· щуп регулируется так, чтобы при совместной работе вспомогательного вакуумного насоса и насосов течеискателя остаточное давление, измеряемое термопарной лампой 2, установленной у фланца течеискателя, было равно 25 - 30 Па [(1,8-2,2) ·10^-1 мм рт. cт.]. Уcтановление рабочего давления в шланге, соединяющем шуп с течеискателем, должно проводиться одновременно регулировкой щупа и входного клапана течеискателя;

· в качестве вспомогательного должен использоваться насос со скоростью откачки 1 - 3 л/с. Если используется насос с большей скоростью откачки, следует прикрывать клапан 4, обеспечивая соответствующую скорость откачки;

· подготовленное к контролю изделие после глушения отверстий и фланцевых выходов откачивается до давления не выше 700 - 1400 Па (5-10 мм рт. ст.);

· осуществляется подача гелия и гелиево-воздушной смеси (не менее 50% гелия) в изделие до необходимого при испытаниях избыточного давления.

П р и м е ч а н и я:

1. В случае невозможности предварительной откачки трубопроводов или изделий камерного типа допускается проводить продув полости гелием до появления его на выходе трубопровода или изделия. Появление гелия фиксируется щупом по повышению показаний прибора над фоновым на 100 мВ и выше.

2. Для получения концентрации гелия не менее 60% под давлением 0,1 МПа (1 кгс/см ²) после продува полости гелием в изделие или трубопровод подают гелий до давления 0,1 МПа (1 кгс/см ²). Для получения концентрации гелия не менее 75% давление сбрасывают до атмосферного и вновь подают гелий до давления 0,1 МПа.

3. Для изделий с тупиковыми полостями, исключающими возможность продувки и вакуумирования, время выдержки для достижения необходимой концентрации гелия определяется экспериментально в каждом конкретном случае на стенде-имитаторе.

4.2.5.5. Контроль осуществляется перемещением щупа по поверхности изделия с постоянной скоростью, равной 0,10 - 0,15 м/мин:

· при движении щуп должен находиться в непосредственном соприкосновении с контролируемой поверхностью. Удаление щупа от контролируемой поверхности на 5 мм снижает выявляемость дефектов в 10 - 15 раз;

· контроль следует начинать с нижних участков изделия с постепенным переходом к верхним.

4.2.6. Способ обдува гелием.

4.2.6.1. Сущность способа заключается в том, что изделие, подвергаемое контролю, подключается к течеискателю, вакуумируется до давления, позволяющего полностью открыть входной клапан течеискателя, после чего наружны поверхность изделия обдувается струей гелия.

При наличии течи в изделии гелий попадает в его полость и фиксируется течеискателем.

Схема контроля способом обдува приведена на рис. 3.

 

 

Рис. 3. Схема установки для контроля способом обдува

1 - гелиевый течеискатель, 2 - натекатель, 3 - гелиевая течь, 4 - вакуумный насос, 5 - баллон с аргоном, 6 - вакуумный клапан, 7 - изделие, 8 - обдуватель, 9 - камера с гелием

4.2.6.2. Контроль должен проводиться в такой последовательности:

· подготовленное в соответствии с требованиями подразд. 4.1 изделие вакуумируется до давления 7 - 8 МПа [(5 - 6) · 10 ^-2 мм рт. ст.];

· при открытом на изделие входном клапане течеискателя отключается система вспомогательной откачки и проводится обдувание гелием наружной поверхности изделия. Если невозможно поддержать требуемое давление в камере масс-спектрометра при отключенной системе вспомогательной откачки, разрешается проводить контроль при не полностью перекрытом или открытом клапане системы вспомогательной откачки, при этом определять чувствительность по приложению 5 следует при том же положении клапана;

· обдув следует начинать с мест подсоединения системы вспомогательной откачки к течеискателю; затем обдувается само изделие, начиная с верхних его участков с постепенным переходом к нижним;

· на первой стадии испытаний рекомендуется установить сильную струю гелия, охватывающую при обдуве сразу большую площадь. При обнаружении течи уменьшить струю гелия так, чтобы она слегка чувствовалась при поднесении пистолета - обдувателя к губам, и точно определить место сквозного дефекта. Скорость перемещения обдувателя по контролируемой поверхности составляет 0,10-0,15 м/мин; при контроле изделий большого объема и протяженности следует, учитывая время запаздывания сигнала, уменьшить скорость обдува;

· при наличии больших сквозных дефектов и невозможности достижения требуемого вакуума в изделии для полного открытия входного клапана течеискателя при отключенной системе вспомогательной откачки сквозные дефекты отыскивать при включенной системе вспомогательной откачки. После обнаружения больших сквозных дефектов и их устранения проводится повторный контроль с целью нахождения дефектов с малой величиной натекания.

4.2.6.3. С целью контроля всей поверхности изделия или части его в отдельных случаях контролируемую поверхность закрывают мягким чехлом. Под чехол подают гелий в количестве, примерно равном объему пространства под чехлом. Длительность выдержки изделия под чехлом составляет 5- 6 мин.

4.2.6.4. Способ обдува допускается применять для контроля незамкнутых элементов конструкций. Для его осуществления следует использовать вакуумные камеры-присоски, накладываемые или закрепляемые на контролируемой поверхности со стороны, противоположной обдуваемой. Одна из конструкций камер приведена на рис. 4. Режимы испытания указаны в п. 4.2.6.2.

 

 

Рис. 4. Конструкция вакуумной камеры-присоски

1- крышка, 2- корпус, 3- резиновые уплотнения, 4- конструкция,

5- трубопровод, 6- сварное соединение