Методы испытания на герметичность. Масс-спектрометрический течеискатель для испытания на герметичность методом щупа Пневматический способ надувом воздуха

Контроль герметичности и поиск течей осуществляются способами обдува и гелиевых чехлов (камер), способом щупа, барокамеры, вакуумных присосок и способом накопления. Способ обдува и гелиевых чехлов в основном применяется для испытаний вакуумных систем с собственными средствами откачки и элементов вакуумных систем. В этом случае на наружную поверхность изделия подается пробный газ. Во внутренней полости изделия создается разрежение и фиксируется проникновение в нее пробного газа.

Метод щупа гелиевого течеискателя, барокамеры и вакуумных присосок применяются для испытаний изделий, в которых нельзя или нецелесообразно создавать разрежение. В этом случае в изделии создается избыточное давление пробного газа и фиксируется проникновение его на наружную поверхность. Способом вакуумных присосок, кроме того, могут быть испытаны изделия без замкнутой оболочки, например листы металла на целостность. Способ накопления может явиться разновидностью любого из перечисленных способов, за исключением, пожалуй, способа щупа.

В вакуумной технике наибольшее распространение получили способы обдува и гелиевых чехлов, причем первый обычно применяется для поиска течей, второй - для контроля герметичности. В обоих случаях вакуумная система течеискателя соединяется с вакуумной системой испытуемой установки. Рекомендуется подключать в форвакуумную линию испытуемой установки.

Метод обдува

Рис. 4.44. Метод обдува.

Схематически основные методы контроля герметичности с помощью гелиевого течеискателя приведены ниже.

Вакуумирование исследуемого объема откачными средствами самого течеискателя (или комбинированными средствами) и последующий обдув гелием предполагаемого места течи.

Обдув гелием испытуемой установки производится, начиная с той точки рабочей камеры установки, которая наиболее удалена по схеме вакуумной системы испытуемой установки от низковакуумного насоса и которая находится выше других в пространстве, постепенно приближаясь к низковакуумному насосу, как по схеме вакуумной системы, так и по расположению в пространстве обследуемых участков оболочки вакуумной системы.

Обдув производят с помощью обдувателя, входящего в комплект течеискателя, присоединяемого к баллону с гелием. На практике же всегда имеется возможность разместить поблизости баллон с гелием. Тогда удобно пользоваться медицинской кислородной подушкой, заполненной гелием. При отсутствии обдувателя в качестве такового может быть использована игла от медицинского шприца или тонкая, сплющенная на конце металлическая трубка.

Проводя испытания разветвленных вакуумных систем с большой длиной соединительных трубопроводов способом обдува, необходимо учитывать временные характеристики течеискателя и высоковакуумного насоса испытуемой установки. Начиная с момента поднесения струи гелия к течи, содержание его в рабочей камере испытуемой установки увеличивается. Общее количество гелия в высоковакуумной части испытуемой установки определится разностью потоков гелия, поступающего через течь и удаляемого в результате откачки.

Характер изменения концентрации пробного газа в течеискателе при обдуве испытуемой установки будет аналогичен изменению концентрации пробного газа в галогенном течеискателе при испытаниях способом щупа (см. рис. 4.42).

Рис. 4.42.

Для обеспечения эффективного поиска течей скорость перемещения обдувателя должна быть равна 1 см/с для большинства реальных условий испытаний. Снижение скорости перемещения обдувателя неоправданно увеличит длительность испытаний, увеличение скорости перемещения обдувателя может привести к пропуску малых течей.

Достоинства: высокая чувствительность, возможность глобального (метод гелиевого чехла) и локального (обдув) контроля герметичности, относительно невысокая стоимость.

Недостатки: большое время реагирования (сильно зависит от объема изделия и средств откачки); при использовании дополнительных средств откачки возможно снижение пороговой чувствительности.

Метод барокамеры

Рис. 4.44. Метод обдува.

Используется для глобального контроля герметичности. Исследуемый объект помещается в вакуумированную камеру и наддувается гелием.

Достоинства: самая высокая чувствительность, проверка всего объекта, небольшое время отклика.

Недостатки: высокая стоимость, ограничения по механической прочности контролируемого изделия и по его габаритам.

Метод щупа

Рис. 4.46. Метод щупа.

Исследуемый объект наддувается гелием и далее обследуется при помощи щупа течеискателя. Для осуществления этого способа к течеискателю через вакуумный шланг присоединяется щуп. Устанавливается такой поток газа через щуп, чтобы в масс-спектрометрической камере течеискателя поддерживалось рабочее давление. Испытания проводятся так же, как и испытания с применением галогенного течеискателя. Чувствительность до 10 -7 атм см 2 /с (или до концентрации гелия 0,1 ррм).

Достоинства: метод недорогой, потребная вакуумная мощность течеискателя не зависит от исследуемого объема, возможно исследование объектов, которые нельзя вакуумировать.

Недостатки: ограниченная чувствительность, эффективность зависит от оператора, время отклика зависит от длины щупа (для щупа длиной 5 м время отклика составляет 1 с).

Метод обратного тока

Рис. 4.47. Метод «обратного тока»

Метод - двухэтапный:

1. Выдержка исследуемого объекта в камере с избыточным давлением гелия (около 3 бар).
2. Объект вентилируется и помещается в камеру, вакуумируемую течеискателем (как правило до 1x10 -2 бар). Применение: контроль цельных (запаянных, сваренных), неразмыкаемых объектов.

Достоинство: относительно высокая чувствительность, подходит для тестирования герметичных (опрессованных) изделий.

Недостатки: предназначен в основном для маленьких изделий, этап в гелиевой камере занимает продолжительное время, нельзя обнаружить большие течи.

Способ вакуумных присосок нашел широкое распространение в вакуумной технике для контроля герметичности элементов вакуумных систем в процессе их изготовления. Испытания способом вакуумных присосок проводятся обязательно со вспомогательным низковакуумным насосом. С течеискателем гибким вакуумным шлангом соединяется вакуумная присоска. Конструкция вакуумных присосок бывает самая различная в зависимости от формы проверяемых поверхностей. Для проверки плоскости это обычно металлический лист необходимой формы с приклеенным к нему по контуру резиновым уплотнителем или вакуумным шнуром достаточно большой высоты. Наибольшее распространение получили присоски в виде металлического стакана (рис. 4.48).

Рис. 4.48. Контроль герметичности электрического ввода с помощью вакуумной присоски: 1 - проверяемое изделие; 2 - вакуумная присоска; 3 - резиновый вакуумный шланг для присоединения к течеискателю.

Гелий является инертным и нейтральный газом, что обеспечивает безопасность и долговечность работы. Молекула состоит из одного атома, её диаметр 0,215 нанометра, плотность гелия, при нормальных условиях, в 7,2 раза меньше, чем плотности воздуха, а притяжение его молекул в 16 800 раз меньше, чем у воздуха. Это делает гелий высокотекучим и позволяет ему проникать сквозь микроскопические отверстия. Гелий имеет относительно низкую цену. Его избыточное наличие легко определяется масс-спектрометрической ячейкой благодаря отсутствию интерференции с другими газами и парами. Содержание гелия в атмосфере очень мало (5 ррм, т.е. 0,0005%), что позволяет обеспечить высокую точность измерения, даже при работе по методу щупа.

Основные методы контроля герметичности:

ГОСТ 25136-82

Группа Г18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

Методы испытаний на герметичность

Pipe-line connections. Leak tightness test methods

Дата введения 1983-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15 февраля 1982 г. N 640 срок действия установлен с 01.01 1983 до 01.01 1988*
________________
* Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 11-95). - Примечание изготовителя базы данных.

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 1986 г.


Стандарт устанавливает требования к основным методам испытаний на герметичность соединений трубопроводов.

Стандарт распространяется на разъемные соединения трубопроводов.

Требования к контролю сварных соединений трубопроводов - по ГОСТ 3242-79 .

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Общие требования к методам испытаний на герметичность - по ГОСТ 24054-80 . Для соединений трубопроводов применяют следующие основные методы испытаний на герметичность: гидростатический, манометрический, пузырьковый, масс-спектрометрический и галогенный.

Для ориентировочной оценки границ применимости этих методов служат диапазоны пределов индикации, приведенные на чертеже.

Диапазоны пределов индикации потока, при натекании атмосферного воздуха через стык вакуумированного соединения для следующих методов испытаний на герметичность: 1 - пузырьковый; 2 - гидростатический без применения специальных индикаторов; 3 - гидростатический с применением специальных индикаторов; 4 - манометрический газовый; 5 - манометрический жидкостный; 6 - галогенный; 7 - масс-спектрометрический.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ОСНОВНЫМ МЕТОДАМ ИСПЫТАНИЙ

2.1. Гидростатический метод

2.1.1. Метод осуществляется компрессорным способом как с применением, так и без применения индикаторных масс, наносимых на контролируемую поверхность. Описание способа - по ГОСТ 24054-80 .

2.1.2. При проведении испытаний перед повышением давления необходимо полностью удалить воздух из соединения. Если при испытаниях на гидропрочность соединение было заполнено холодной водой и на его стенках появилась роса, то испытания на герметичность следует проводить после ее высыхания.

2.1.3. Пробное давление при испытаниях определяют по формуле:

где - условное давление (избыточное давление, которое может выдержать соединение при нормальной температуре рабочей среды в условиях эксплуатации);

- коэффициент, зависящий от условного давления, определяется по таблице.

2.1.4. При испытаниях должно быть обеспечено постепенное и плавное повышение и снижение давления. Запрещается обстукивание соединения, находящегося под давлением. При обнаружении капель, пятен и (или) резкого падения давления испытания прекращают, соединения осматривают для установления причин дефекта.

2.1.5. Время испытания одного соединения гидростатическим методом не менее 3 мин.

2.2. Манометрический метод

2.2.1. Метод реализуется следующими способами: компрессионным, вакуумным, камерным, обдува и сравнения с потоком от калиброванной течи.

2.2.2. Описания компрессионного, вакуумного и камерного способов - ГОСТ 24054-80 .

2.2.3. Испытания способом обдува проводят в следующем порядке:

вакуумируют внутреннюю полость соединения;

снимают показание манометра ;

обдувают стык соединения пробным газом, после чего вновь снимают показание манометра , определяют изменение давления по формуле

где - чувствительность манометра по отношению к пробному газу;

- показание манометра, проградуированного по воздуху;

- показание манометра, снятое после обдува пробным газом.

О негерметичности соединения судят по величине изменения давления .

Примечание. Рекомендуется применять пробный газ, при котором удовлетворяется следующее неравенство

где - быстрота действия насоса при откачке воздуха и пробного газа из соединения;

- поток воздуха и пробного газа через стык соединения;

- чувствительность манометра по отношению к воздуху.

2.2.4. Испытания способом сравнения с потоком от калиброванной течи проводят в следующем порядке:

вакуумируют внутреннюю полость соединения до тех пор, пока давление в ней не достигнет фиксированной величины ;

подают на течь пробный газ и, меняя его давление, подбирают такой поток через течь, чтобы вакуумметр показывал ту же величину ;

по графику, прилагаемому к паспорту на калиброванную течь, определяют поток, соответствующий этому давлению;

о негерметичности судят по величине потока.

2.2.5. При испытаниях вакуумным способом необходимо установить по показаниям манометра момент времени , когда давление во внутренней полости соединения начнет меняться линейно, после чего через промежуток времени произвести измерение давления во внутренней полости соединения. Поток через стык соединения рассчитывается по формуле

где - давление внутри соединения в момент времени ;

- давление внутри соединения в момент времени ;

- объем внутренней полости соединения.

Примечание. В соединениях с большим газовыделением манометр целесообразно присоединять через охлаждаемую ловушку.

2.2.6. Допустимое падение давления при испытании компрессионным способом рекомендуется оценивать по формулам, приведенным в справочном приложении 1.

Примечание. Если компрессионным способом испытывается трубопровод или участок трубопровода, где рабочей средой служит жидкость, то отношение давления газа к рабочему давлению жидкости не должно быть ниже 0,1.

2.2.7. Температурная погрешность определения изменения давления внутри соединения или камеры оценивается по формуле

где - давление пробного газа;

- абсолютная температура газа;

- изменение температуры за время замера.

2.3. Пузырьковый метод

2.3.1. Метод осуществляют следующими способами: компрессионным, вакуумным, обмыливанием.

Описание способов - по ГОСТ 24054-80 .

2.3.2. Если в качестве индикаторной жидкости применяется вода, то для повышения ее прозрачности добавляют алюмо-аммониевые квасцы из расчета 500 г квасцов на 3 м воды, после чего раствор следует тщательно перемешать и выдержать в течение полутора суток.

2.3.3. При необходимости повышения чувствительности в индикаторную жидкость рекомендуется добавить поверхностно-активное вещество, не оказывающее вредного воздействия на материалы деталей соединений.

2.4. Масс-спектрометрический метод

2.4.1. Метод осуществляется следующими способами:

вакуумной камеры, опрессовки в камере, обдува, щупа, накопления, накопления при атмосферном давлении, селективного отбора пробного газа.

2.4.2. Описания способов вакуумной камеры, опрессовки в камере, обдува, щупа, накопления при атмосферном давлении - по ГОСТ 24054-80 .

2.4.3. Способы вакуумной камеры и опрессовки в камере рекомендуется осуществлять на установках, схемы которых приведены в справочном приложении 2.

2.4.4. Испытания способом накопления проводят в следующем порядке:

вакуумируют испытываемое соединение, подключают к нему цеолитовый насос и выдерживают соединение в течение определенного времени под вакуумом, после чего соединяют с течеискателем и замеряют фоновый поток пробного газа;

помещают соединение в камеру, заполняют ее пробным газом или смесью газов, содержащей пробный газ, и выдерживают в течение определенного времени, после чего соединяют с течеискателем и замеряют поток пробного газа;

о негерметичности судят по разности показаний течеискателя.

Рекомендуемая схема установки для испытаний приведена в справочном приложении 2.

2.4.5. Испытания способом селективного отбора пробного газа проводят в следующем порядке:

подают в полость соединения пробный газ;

подключают камеру к течеискателю через селективно проницаемый по пробному газу элемент;

о негерметичности соединения судят по количеству продиффундировавшего через элемент пробного газа.

Рекомендуемая схема установки испытания приведена в справочном приложении 2.

2.4.6. При испытаниях способом обдува скорость движения обдувателя по стыку соединения не должна быть выше 1,5 мм/с.

2.4.7. При испытаниях способом щупа скорость движения щупа по стыку соединения не должна выходить за пределы диапазона 2...5 мм/с, если пробным газом является гелий, и 0,5...2 мм/с, если пробным газом является аргон.

2.4.8. Порог чувствительности течеискательной аппаратуры - по ГОСТ 24054-80 .

Примечание. Порог чувствительности установки, осуществляющей конкретный способ, может существенно отличаться от порога чувствительности аппаратуры. Так, при осуществлении способа накопления порог чувствительности установки на несколько порядков выше, чем у включенной в эту установку течеискательной аппаратуры, а при осуществлении способа щупа - на несколько порядков ниже.

2.4.9. Градуировку масс-спектрометрических течеискателей проводят с помощью диффузионной гелиевой течи типа "Гелит" в соответствии с описанием и инструкцией по эксплуатации, прилагаемым к каждому образцу течи. В результате градуировки определяют цену деления шкалы () выходного прибора течеискателя по формуле

где - поток гелия от течи "Гелит";

- установившийся отсчет течеискателя от течи "Гелит";

- отсчет течеискателя, обусловленный фоновым гелием.

2.5. Галогенный метод

2.5.1. Метод осуществляется способами обдува и щупа.

2.5.2. Описания способов - по ГОСТ 24054-80 .

2.5.3. Значения порога чувствительности течеискательной аппаратуры - по ГОСТ 24054-80 .

2.5.5. Помещение, в котором производятся испытания галогенным методом, должно иметь приточно-вытяжную вентиляцию. Содержание галогенов в нем не должно превышать 10%.

2.5.6. При испытаниях способом обдува применяются течеискатели с вакуумным датчиком, способом щупа - с атмосферным датчиком.

2.5.7. Градуировку течеискателей с вакуумным датчиком проводят одним из следующих способов:

по изменению парциального давления пробного газа, для чего во внутреннюю полость соединения через натекатель вводится пробный газ и связанное с этим изменение показаний течеискателя сравнивается с изменением давления, фиксируемого манометром;

по потоку пробного газа через тарированную диафрагму.

Примечание. Первый способ рекомендуется для соединений, откачиваемых для давлений менее 0,1 Па, второй - для давлений более 0,1 Па.

2.5.8. Градуировку течеискателей с атмосферным датчиком следует производить с помощью галогенной течи "Галот" в соответствии с описанием и инструкцией по эксплуатации, прилагаемым к каждому образцу течи. В результате градуировки определяется цена деления () шкалы выходного прибора течеискателя по формуле

где - поток из галогенной течи;

- сигнал течеискателя от этой течи.

Примечание. В связи с тем, что от длительно действующих порций галогенов датчик может потерять чувствительность, необходима периодическая проверка его начального тока. Для восстановления чувствительности датчика необходима его длительная тренировка при повышенном накале эмиттера и давлении чистого воздуха 10 Па.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное). РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ И НОМОГРАММЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБОПРОВОДОВ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

1. Формулы для оценки допустимого давления при испытаниях компрессионным способом манометрического метода

На черт.1 приведен график, позволяющий находить область применимости расчетных формул 1-3. На черт. 2-4 приведены номограммы, позволяющие графически определить допустимое падение давления сжатого воздуха.

Пример: Испытаниям на герметичность должен подвергаться участок трубопровода, включающий фланцевое соединение. Объем внутренней полости соединения м. Ранее соединение испытывалось компрессионным способом гидростатического метода. Порог чувствительности установки, реализующей этот способ, Вт. Предполагается испытывать соединение путем опрессовки его сжатым воздухом. Пробное давление сжатого воздуха Па, температура 293 К, динамический коэффициент вязкости воздуха Па·с, универсальная газовая постоянная , атмосферное давление Па, продолжительность испытаний =0,5 ч (1800 с).

Вычисляем и .

Так как Па>3,6·10 Па, то расчет ведем по формуле (3)

Таким образом, соединение считается герметичным, если за время испытаний падение давления воздуха не превысит 4,3·10Па (0,04 кгс/см).

2. Формулы для оценки продолжительности испытаний пузырьковым методом

На черт.5 приведены графики, позволяющие определять продолжительность испытаний одного соединения (при =1, =0,5 мм).

Пример: Участок трубопровода, содержащий фланцевое соединение, подлежит испытаниям на герметичность способом обмыливания. Порог чувствительности способа Вт. Радиус пузырька, уверенно регистрируемого при контроле соединения, =0,5 мм (5·10 м). В трубопровод подается сжатый воздух под давлением Па.

Вычисляем и .

Так как , то расчет ведем по формуле (5)

Таким образом, продолжительность проверки одного соединения должна быть не меньше 30 с.

Перечень обозначений физических величин

Черт.1. Области применимости расчетных формул

Области применимости расчетных формул

Черт.5. Зависимость продолжительности испытаний пузырьковым методом от потока и давления...

Зависимость продолжительности испытаний пузырьковым методом от потока и давления , рассчитанные по формулам: 4 (черт.5а); 5 (черт.5б); 6 (черт.5в) при =1 и =0,5 мм

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

Черт.1. Схема установки для испытаний на герметичность способом сравнения с потоком от калиброванной течи

Схема установки для испытаний на герметичность способом сравнения с потоком от калиброванной течи

1 , 10 - вакуум-насосы; 3, 5, 7, 9, 11 - вентили; 2, 4 - ваккумметры; 6 - испытываемое соединение; 8 - калиброванная течь

Черт.2. Схема установки испытаний на герметичность способом вакуумной камеры масс-спектрометрического метода

Схема установки испытаний на герметичность способом вакуумной камеры масс-спектрометрического метода

1 2, 3, 5, 8, 10 - вентили; 4 - испытываемое соединение; 6 - вакуумная камера; 7, 11 - вакуумметры; 9, 12, 13 - вакуумные насосы

Черт.3. Схема для испытаний на герметичность способом опрессовки в камере масс-спектрометрического метода

Схема для испытаний на герметичность способом опрессовки в камере масс-спектрометрического метода

1 - масс-спектрометрический течеискатель; 2, 3, 6, 8, 10 - вентили; 5 - испытываемое соединение; 7, 11 - вакуумметры; 9, 12, 13 - вакуумные насосы

Черт.4. Схема установки для испытаний на герметичность способом накопления масс-спектрометрического метода

Схема установки для испытаний на герметичность способом накопления масс-спектрометрического метода

1 - течеискатель; 2, 3, 6, 7, 8 и 12 - клапаны; 4 - калиброванная течь; 5 - испытываемые соединения; 9 - цеолитовый насос; 10 - манометрический преобразователь; 11 - вакуумный насос

Черт.5.Схема установки для испытаний на герметичность способом селективного отбора пробного газа масс-спектрометрического метода

Схема установки для испытаний на герметичность способом селективного отбора пробного газа масс-спектрометрического метода

1 - масс-спектрометрический течеискатель; 2 - селективно-проницаемый элемент; 3 - испытываемое соединение; 4 - испытательная камера; 5 - вентили

Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1986

Галогенный метод возник в период широкого промышленного освоения холо-дильников с использованием фреонов в качестве хладоагента. Но вскоре метод начал быстро развиваться и применяться в различных отраслях промышленности. В настоящее время он является одним из наиболее распространенных аппаратурных методов течеискания, уступая первенство лишь масс-спектрометрическому. Метод широко применяется в авиации, судо-, приборо- и ракетостроении, энергетике, других отраслях промышленности. Мето-ду отдается предпочтение при контроле герметичности больших объемов или сис-тем с разветвленными коммуникациями, газонаполненных кабелей и трубопрово-дов, герметизируемых систем, не под-дающихся вакуумированию. Особенно эффективно применение галогенного ме-тода при контроле изделий, в которых галогеносодержащие вещества используют-ся в качестве рабочих (аэрозольные упа-ковки, холодильники, кондиционеры).

Реализуется галогенный метод кон-троля герметичности на базе галогенных течеискателей. Действие этих приборов основано на свойстве накаленной до 800 ... 900°С платины резко увеличивать эмиссию положительных ионов в присут-ствии галогеносодержащих веществ. Этот эффект, открытый Райсом в 1910 г., реали-зуется в двухэлектродной системе, со-стоящей из коллектора и накаленного эмиттера, между которыми создается электрическое поле. Эффект наблюдается как при атмосферном давлении, так и в вакууме. При разности потенциалов меж-ду электродами 200 ... 250 В эмитируемые ионы переносятся на коллектор, образуя электрический ток во внешней цепи, реги-стрируемый индикатором.

Фоновый и активированный токи при галогенном эффекте обусловлены ионами щелочных металлов, образующимися в результате ионизации на поверхности пла-тины атомов щелочных металлов, диф-фундирующих из глубины платины или поступающих на ее поверхность в резуль-тате испарения из разогретого керамиче-ского основания эмиттера. При поступле-нии к поверхности эмиттера галогенов, последние реагируют с ионами щелочных металлов, и поверхность, в большей или меньшей степени, освобождается от адсор-бированных ионов. Работа выхода эмитте-ра увеличивается, соответственно, увели-чивается эффективность ионизации и воз-растает ионный ток. Когда поступление галогенов прекращается, поверхность эмиттера снова покрывается слоем щелоч-ных ионов, работа выхода эмиттера сни-жается и ионный ток уменьшается до фо-нового значения.

Степень поверхностной ионизации, т.е. отношение ионов N + к числу ней-тральных молекул N о , покидающих по-верхность за 1 с, выражается формулой Ленгмюра - Саха:

N + / N 0 = β ехр [(-е V + Ф ) / kT ],

где β - константа, зависящая от рода газа и металла; Ф - работа выхода электрона из металла; е - заряд электрона; V - потенци-ал ионизации молекул газа; k - постоянная Больцмана; Т - абсолютная температура эмиттера.

Величина ионного тока:

J=eN + =e N 0 β ехр [(- е V + Ф ) / kT ],

Запас щелочных примесей в платине невелик, и стабильность эффекта поддер-живается в основном поступлением на поверхность платины нейтральных атомов щелочных металлов с керамического ос-нования, контактирующего с эмиттером.

При поступлении к эмиттеру больше-го количества галогенов наблюдается яв-ление «отравления» - частичное или пол-ное исчезновение галогенного эффекта, который восстанавливается при работе эмиттера в атмосфере чистого воздуха.

Со времени своего появления гало-генные течеискатели постоянно совер-шенствовались с целью стабилизации фо-нового сигнала и снижения вероятности отравления эмиттера.

Большое внимание уделяется техно-логии приготовления керамики и ее соста-ву. В частности, возможно применение керамики на основе β-А1 2 О 3 , допускающей использование датчика при пониженных температурах (300 ... 600 вместо 800°С в случае использования керамики из стеати-та). При этом стабилизируется фоновый ток, уменьшая опасность отравления. Из-меняя конструкцию датчика, осуществляют предварительную подготовку пробы для стабилизации температурного режима датчика, достижения селективности по-следнего по отношению к различным ти-пам фреонов, снижения опасности отрав-ления. Ионизационную эффективность датчика повышают с помощью формиро-вателя потока газа на его эмиттер.

Е. В. Карпунина, В. П. Кряковкин и Н. П. ин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МАСС "СПЕКТРОМЕТРИЧ ЕСКИЙ ТЕЧЕИСКАТЕЛЬ

ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ

МЕТОДОМ ЩУПА

Изобретение относится к йспытаниям изделий на герметичность и может быть использовано для испытания любых изделий, работающих при низких температурах.

По основному.авт. св. Ю 5302 13 известен масс-спектрометрйческий течеискатель для испытания на герметичность методом щупа, содержащий.анализатор, насосную систему для создания в нем рабочего давления, щуп с вса1О сывающим и рассеивающим соплами, охлаждаемую азотную ловушку, включенную в линию между анализатором и всасывающим соплом щупа и выполненную

15 в виде замкнутого резервуара с отводом к рассеивающему соплу, при этом в азотной ловушке расположена адсорбционная колонка. Течеискатель работает следующим образом: поверхность иэделия, заполненного пробным газом, обследуют щупом течеискателя; пары азота из охлаждаемой азотной ловушки поступают по отводу к рассеивающему соплу щупа и создают вокруг всасывающего сопла защитную среду от фоновых потоков пробного газа и потоков от течей, расположенных вне зоны, обследуемой в данный момент; пробный газ, вытекающий из течи, поступает через всасывающее сопло в масс-спектрометрический анализатор и регистрируется им Щ.

Недостатком течеискателя является недостоверность испытания изделий, работающих при низких температурах, так как в этих случаях в связи с температурными деформациями изделия возможно возникновение течей, отсутствующих в изделии при нормальной темпе-, ратуре.

Цель изобретения - повышение достоверности испытания изделий, работающих при низких температурах, эа счет обеспечения в течеискателе возможности моделирования в зоне течи на изделии низких температур.

Указанная цель достигается тем, что масс-спектрометрический течеискатель для контроля герметичности иэ" елей методом щупа, содержащий анализатор, насосную систему для создания в нем рабочего, давления, щуп с всасывающим и рассеивающим. соплами, охяаждаемую азотную ловушку, включенную в линию между анализатором и всасывающим соплом щупа и выполненную 10 в виде замкнутого резервуара с адсорбционной колонкой и отводом к рассеивающему соплу, снабжен трубкой, установленной в резервуаре.с возможностью погружения одного ее конца в хладагент и подключения второго конца.:к отводу, а резервуар подсоединен к источнику давления. При этом. поверх. ность щупа и отвода покрыты слоем теплоизоляции. 20

На чертеже изображен масс-спект" рометрический течеискатель, продольный разрез.

Масс-спектрометрический течеискатель содержит анализатор 1, соединен- ный с насосной системой, включающий механический 2 и пароструйный 3 насосы. Щуп 4 с рассеивающим 5 и всасывающим 6 соплами и иглой 7, регулирующей проводимость сопла 6 через З0 охлаждаемую азотную ловушку 8, выполненную в виде резервуара с адсорбционной колонкой 9 с адсорбентом 10, трубопровод 11 и входной клапан 12 соединен с анализатором 1. Резервуар зэ ловушки 8 заполнен хладагентом.(жидким азотом) и закрыт крышкой 13, на которой установлен клапан 14, регулирующий давление в резервуаре, который через отвод 15 соединен с рассе- 40 ивающим соплом 5, В резервуаре азотной ловушки 8 размещена трубка 16 с воэможностью погружения одного ее конца в хладагент и подсоединения к

Отводу 15, при этом поверхность щу- м

4 ф па 4 и отвода 15 покрыта слоем теплоизоляции 17. К резервуару азотной ловушки 8 подключен источник 18 давления.

Течеискатель работает следующим образом.

Поверхность изделия, заполненного пробным газом, обследуют щупом 4 течеискателя. В резервуаре охлаждаемой азотной ловушки 8 с помощью источника 18 давления повышают давление и хладагент из резервуара по трубке 16 и отводу 15 поступает через рассеивающее сопло 5 на поверхность изделия.

При этом происходит охлаждение поверхности и моделируются условия работы изделия при низких температурах.

Пробный гаэ через всасывающее сопло 6 поступает в анализатор t.

Охлаждение зоны. течи на изделии жидким хладагентом с одновременным созданием защитной среды вокруг всасывающего сопла щупа позволяет повысить достоверность испытания изделий, работающих при низких температурах, беэ охлаждения всего изделия.

Формула изобретения

Масс-спектрометрический течеискатель для испытания на герметичность методом щупа по авт. св. У 5302 13, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности испытания изделий, работающих при низких температурах, он снабжен трубкой, установленной в резервуаре с возможностью погружения одного ее конца в хладагент и подключения второго конца к отводу, а резервуар подсоединен к источнику давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

И 530213, кл. G 01 М 3/00, 1975..926544

Составитель А. Корвина

Редактор С.Юско Техред И. Рейвес Корректор Ю. Макаренко

»» »»» »»» » »»»»»»»»»»»а»»а»»»»