Используя выражение для потока рабочего газа через неплотность, чувствительность контроля с применением гечеискательной аппаратуры может быть подсчитана при
подстановке в расчетные формулы для потока рабочего газа (жидкости) вместо величины потока индикаторного газа (жидкости) максимальной чувствительности течеискательной аппаратуры к индикаторному газу (жидкости).
Так как расчетные формулы для потоков рабочего газа (жидкости) через неплотность различны для различных режимов течения через неплотность (вязкостный, молекулярный), формулы для чувствительности контроля герметичности также будут зависить от режимов течения.
При вязкостном режиме и газообразной рабочей и индикаторной средах чувствительность контроля герметичности
где (77и. r)min — минимальный поток индикаторного газа, обнаруживаемый течеискателем.
Контроль герметичности конструкций, работающих под давлением, проводят, как правило, при режимах, соответствующих условиям эксплуатации объектов, т. е. при Рраб.
вн ' — Рисп. вн, Рраб. нар — Рисп. нар* Подставляя эти соотношения в уравнение (36), получаем
Эта зависимость используется при подборе течеискательной аппаратуры и определении необходимой концентрации индикаторного газа.
Если при вязкостном режиме рабочая среда — жидкость, а индикаторная — газ, то из уравнения (18) чувствительность контроля герметичности
При молекулярном режиме
Для частного случая, когда
Рисп. нар.
Рраб. вн — Рисп. вн И Рраб. нар —
Это частное соотношение для чувствительности конт-роля герметичности справедливо как для конструкций, работающих под давлением, так и для вакуумных конструкций.
Если контролируют герметичность вакуумного изделия (конструкции) под внутренним давлением индикаторного газа, то чувствительность метода контроля
Пример. Контролируют герметичность кислородного трубопровода [/-образным водяным манометром. Индикаторный газ СО2 вводят после вакуумирования трубопровода. Испытание проводят при рабочем давлении. Размеры трубопровода: проходное сечение 0 4 мм. длина 30 м. Определить максимальную чувствительность контроля при продолжительности испытания 10 и 30 мин. Таким образом, исходные данные: цена деления [/-образного манометра б = 1 мм; / = 30 м; d = 4 мм; г= 205.9 * 10~г Па-с; tiCOj = 149.6 • 10~z Па-с; = 10 мин = = 600 с; т2 = 30 мин = 1800 с.
Для тех же условий и Рясп. нар = 0 из уравнения (41) толучаем
Максимальная чувствительность будет достигнута при регистрации перепада давления в (/-образном манометре, равного удвоенной цене деления одного колена (ДР=2В), за заданную продолжительность испытания.
Используем расчетную формулу
ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ И СПОСОБОВ КОНТРОЛЯ
В промышленности в настоящее время широко применяют различные методы и способы контроля, отличающиеся по целевому назначению, области применения, технологической оснастке.
где (/7И r)mjn — максимальная чувствительность (/-образного водяно-го манометра; т|см = т)р = С = 100%; (П„ r)mln = ,
где, в свою очередь, V — объем трубопровода; ДР — минимальное давление, отсчитываемое по (/-образному манометру; т — продолжительность испытания:
Для продолжительности испытания 10 мин
Таким образом, при контроле герметичности систем с малым внутренним объемом при использовании простейших манометрических устройств обеспечивается чувствительность контроля, достаточная для многих пневматических и гидравлических систем при сравнительно коротком времени испытания.
Характеристики методов контроля герметичности и течеискания
|
Метод контроля |
Источник информации |
Чувствительность (округленная), мм* • МПа/с |
Область применения |
|
Акустический |
[73] [42] |
10 1 .10~2 |
Предварительное течеискание перед применением высокочувствительных способов. Испытания объектов, к которым не предъявляются жесткие требования |
|
Высокочастотного разряда (метод Тесла трансформатора) |
[65] |
1 • 10-1 |
Течеискание только для стеклянных изделий |
|
Люминесцентный |
[43] [42] |
1 • 10“3— — 1 - 10~в 1 • Ю-7 |
Течеискание одновременно с испытанием объекта на прочность. Обнаружение неплотностей в труднодоступных местах объекта |
|
Химический: по аммиаку по аммонию |
[43] [73] |
10“3 1 — 1 - 10~1 |
Течеискание для крупногабаритных объектов в процессе изготовления и эксплуатации |
|
Манометрический: по падению давления по нарастанию давления по скорости откачки вакуумной системы манометр Пирани вакуумметр и молекулярный насос |
[65] [65] [65] [42, 43] [65] |
1 - 10-1 1 - ю-1 I - 10-3 1 • 10-< — — Г- 10-е 1 • 10“6 |
Контроль герметичности конструкций, работающих под давлением, и вакуумных. Применяется как предварительный способ перед высокочувствительными способами контроля герметичности и течеискания |
Протекание индикаторных жидких или газообразных сред через неплотности конструкции обусловлено наличием перепада давления на ее стенке или происходит за счет капиллярных сил. Перепад давления на стенке конструкции ДР — это разность давлений, регистрируемых вблизи противоположных поверхностей стенки. Для конструкции с замкнутым объемом ДР == Рвн — Рнар, где Рвн — давление внутри конструкции; Рнар — наружное давление.
Для конструкций, работающих под избыточным (относительно атмосферного) давлением, перепад давления положительный, для вакуумных конструкций — отрицательный, для конструкций с разомкнутым объемом перепад давления равен нулю.
В зависимости от того, какой из перечисленных перепадов давления при контроле герметичности имеет место (положительный, отрицательный или равный нулю), все методы контроля герметичности и течеискания подразделяются по ГОСТ 18353—73 «Контроль неразрушающий. Классификация методов» на компрессионный, вакуумный и капиллярный.
Компрессионный метод основан на регистрации параметров индикаторной жидкости или газов, находящихся внутри контролируемого объекта или проникающих через сквозные .дефекты при положительном перепаде давления.
Вакуумный метод основан на регистрации параметров индикаторной жидкости и газов, проходящих через сквозные неплотности при отрицательном перепаде давления или на регистрации изменения вакуума.
Определяются: по первичному информативному параметру на цветной (хроматический), яркостный (ахроматический), люминесцентный, люминесцентноцветной, интенсивности излучения, изменения давления, изменения расхода проникающих веществ; по способу индикации первичной информации на акустический, высокочастотного разряда, газоаналитический, галоидный, манометрический, масс-спектрометрический, пузырьковый, радиационный, фотохимический, фотоэлектрический, химический, электро-индуктивный, электростатический; по способу представления окончательной информации на визуальный, графический, звуковой, метрический, световой.
Основные методы и способы контроля течеисканием, применяемые в промышленности, рассматриваются ниже. В табл. 3 приводится чувствительность наиболее распространенных методов и способов контроля герметичности и течеискания.