В реальных герметичных конструкциях имеют место неплотности с величиной натекания в широком интервале значений (от 1,33 • 103 до 1,33 • 10~13 В настоящее время не существует метода, с помощью которого можно было бы обеспечить эффективный контроль герметичности в таком широком диапазоне течей. Более того, ряд высокочувствительных методов (галоидный, массспектрометрический, радиационный и др.) становятся малоэффективными при наличии грубых неплотностей, вызывающих либо «отравление» датчиков течеискателей (галоидный метод), либо загрязнение атмосферы помещения, в котором производят испытание. Поэтому контроль герметичности конструкций проводят несколькими методами и осуществляют в два (или более) этапа. Это позволяет использовать контрольную аппаратуру в оптимальном для нее диапазоне работы и для предварительного контроля применять более производительные методы. Даже на этапе контроля с высокой чувствительностью, например, с использованием массспектрометрических течеискателей, предусматривают несколько циклов с постепенным увеличением чувствительности до требуемой величины.
Обычно при контроле герметичности конструкций предварительно применяют компрессионные методы: пневматический, гидростатический или пневмогидравлический. Контроль герметичности этими методами в ряде случаев сочетают с испытанием прочности конструкций. На этом же этапе возможно применение химического или люминесцентного методов. В дальнейшем в зависимости от требований, предъявляемых к контролируемому объекту, применяют галоидный или массспектрометрический методы. Этим высокочувствительным методам может также предшествовать контроль с помощью газоаналитических течеиекателей с целью выявления грубых течей.
Чувствительность выбранного метода контроля должна быть в два и более раза выше, чем заданная по техническим условиям герметичность объекта.
Ниже рассмотрены принципиальные схемы контроля герметичности некоторых типовых элементов конструкций способом накопления.
При контроле герметичности фланцевых соединений трубопроводов (рис. 51) объем накопления 5 создается между фланцами 1 путем герметизации специальной лентой 4 по внешнему периметру фланцев. Внутри трубопровода создается избыточное давление индикаторного газа. При наличии в соединении течей индикаторный газ проникает в объем накопления (межфланцевое пространство). После определенной выдержки в объем накопления путем прокола ленты вводят медицинскую иглу Льюера 2, установленную на щупнатекателе 5, и замеряют концентрацию индикаторного газа в объеме накопления за время накопления.
При контроле герметичности трубопроводов (рис. 52) объем накопления 7 создается вокруг проверяемого трубопровода 6 путем приклеивания пленки 2 к технологической оснастке 5 липкой лентой /, например, ПХЛ. Оснастка имеет штуцер 4 для заполнения трубопровода индикаторным газом под избыточным давлением. При наличии в материале стенок трубопровода или в сварном соединении течей индикаторный газ проникает в объем накопления. После определенной выдержки в объем накопления путем прокола вводят иглу Льюера 3 и замеряют концентрацию индикаторного газа.
Принципиальная схема контроля герметичности коллектора приведена на рис. 53. Концентрацию индикаторного газа в объеме накопления замеряют аналогично ранее рассмотренным примерам.
ала корпусов деталей приведена
Принципиальная схема контроля сплошности материна рис. 54.
меры 8 и 11 можно ис^
Вокруг проверяемой детали 6 создается замкнутый объем с помощью приспособления, состоящего из корпуса 7 и крышки 5. При этом образуются две камеры (два замкнутых объема накопления). В зависимости от условий эксплуатации деталей капользовать как в качестве объема накопления, так и в качестве объема для заполнения индикаторным веществом под
избыточным давлением. В последнем случае объемом накопления будут служить внутренние полости 9
и 10 проверяемой детали и полость 11. Все штуцеры проверяемой детали перед установкой ее в приспособление должны быть загерметизированы. При такой схеме
индикаторное вещество под избыточным давлением подается в камеру 8 через штуцер. При наличии течей в стенках, фланцах и соединениях детали индикаторный газ проникает в объемы накопления 9, 10 и 11, при этом концентрация индикаторного вещества в них повышается. После определенной выдержки герметичность фланца проверяемой детали и ее корпуса оценивают раздельно.
В последнее время значительное внимание уделяется повышению производительности и надежности, простоте управления течеискательной аппаратурой на основе меха
низации и автоматизации. Так, в течеискателе СТИ8 подготовительные операции откачки автоматизированы, в течеискателе ПТИ9 операции запрограммированы и управление в процессе испытаний осуществляют одной ручкой.
Максимальная производительность массспектрометрических испытаний достигнута в отечественных автоматах массспектрометрического контроля герметичности, например АКГМ1 [33]. В модели такого автомата АКГМ4 полностью автоматизирован весь процесс контроля, начиная от снятия с конвейера малога
баритных изделий, заполненных гелием, и кончая возвратом их на конвейер и выдачей результатов контроля со счетом годных и отбракованных изделий.
В отечественных автоматах предусмотрена последовательная подача камеры с проверяемой деталью или группой деталей, предварительно заполненных гелием,и уплот
нение ее на рабочей позиции. Внутреннюю полость камеры | подвергают форвакуумной и высоковакуумной откачке, а затем соединяют с течеискателем. Сигналы на систему автоматической отбраковки подаются дважды в течение одного цикла контроля. Первый сигнал выдает магнитный электроразрядный манометр, стоящий на входе пароструйного насоса, в момент подключения к нему рабочей камеры с изделием. Завышенный импульс нарастания суммарного давления в момент переключения свидетельствует о наличии в проверяемой детали большой неплотности (1,33 • 10~2— <
—1,3310 . Второй сигнал выдает массспектрометрический течеискатель ПТИ6, если в него из негерметической детали поступает гелий.
Система автокомпенсации перед каждой операцией контроля сводит к нулю фоновый сигнал, независимо отего происхождения, так что обеспечивается максимальная чувствительность индикации неплотностей с натеканием в 1,33 X
1 л_о мм3 МПа
X 10 8, определяемая возможностями самого течеискателя ПТИ6 — датчика разбраковки. Ступень предварительной разбраковки, осуществляемой манометрическим способом, существенно расширяет рабочий диапазон автомата в сторону больших неплотностей, вплоть до 13,3, через которые весь гелии вытекает до на
чала проверки.
На базе установок АКГМ1М создана установка УКГМ2 [25], в которой использованы усовершенствования, сделанные в моделях АКГМ3 и АКГМ4. Она предназначена { для обнаружения истечения гелия из герметизированного объекта и разбраковки по степени герметичности. Испытываемый объект наполняют газом, содержащим незначительное количество гелия (2—3% по объему), или заранее опрессовывают в среде гелия в специальной камере. В ком ( плект установки входят вакуумномеханическая система,
датчик разбраковки на базе массспектрометрического течеискателя ПТИ7 с блоком автоподстройки (для компенсации фона), стойка управления и питания.
Производительность установки при одиночной и групповой (по 10 шт.) проверках соответственно 300 и 2500 — 3000 деталей в час.