+7 (495) 664 22 07 baza@vacuumpro.ru

Течеискатели

Количественная оценка течи

В вакуумной технике под течеисканием понимается совокупность средств, методов и способов обнаружения течей и установления степени герметичности вакуумных систем.Герметичность - свойство вакуумной системы, заключающееся в непроницаемости для газов и жидкостей внешней оболочки, ограничивающей замкнутый объем. Степень герметичности оболочки системы характеризуется общим потоком воздуха, перетекающего в единицу времени из атмосферы в вакуум через все имеющиеся в оболочке течи при нормальных условиях. Нормальными условиями считаются атмосферное давление, равное105 ± 4/103 Па (750 ± 30 мм рт. ст.); температура окружающей среды, равная 20 ± 5 °С. Место нарушения сплошности оболочки называют течью. Это обычно микропоры в самом материале оболочки и в сварных швах, риски на рабочей поверхности фланцев и металлических уплотнителей, образующие сквозной канал с выходом на обе стороны оболочки. Величина течи, так же как и степень герметичности, характеризуется потоком воздуха, перетекающего через течь в единицу времени при нормальных условиях. Наша компания представляет возможность выбрать разные типы течеискателей и узнать об их характеристиках подробнее.

Методы контроля герметичности

течеискание методом обдува

Рассмотрены методы поиска течей и целесообразность их применения в различных производственных условиях.

Перейти к разделу "Методы контроля герметичности"...

Искровые течеискатели

искровые течеискатели

Принцип работы искровых течеискателей и их применение в процессе поиска течей.

Перейти к искровым течеискателям...

Галоидные течеискатели

галоидные течеискатели

Галоидные течеискатели, принцип работы и особенности использования.

Перейти в каталог галоидных течеискателей...

 

Гелиевые течеискатели

гелиевый течеискатель

Каталог гелиевых течеискателей от ведущих производителей.

Перейти к каталогу гелиевых течеискателей...

Во всякой вакуумной системе всегда имеется ряд участков, наименее надежных в отношении герметичности. К таким участкам в первую очередь относятся места соединений отдельных элементов вакуумной системы. Большая вероятность натекания вакуумной системы в местах соединений объясняется тем, что для их выполнения приходится прибегать или к механическому, или к температурному воздействию. Но если даже все соединения выполнены достаточно тщательно, все же остается опасность, что и в тех участках системы, которые не подвергались опасному воздействию, могут оказаться дефекты, совершенно не заметные на глаз, но в то же время являющиеся местом входа натекающего в систему атмосферного воздуха. При всей тщательности выполнения вакуумных систем в целом невозможно достигнуть полного отсутствия течи. Можно добиться того, чтобы течь оставалась в допустимых пределах, но для этого нужно уметь провести количественную оценку течи. Для наблюдения за натеканием необходимо, чтобы вакуумная система была снабжена манометром и надежным краном или вентилем, которым можно перекрыть сообщение между вакуумной системой и насосом. Пусть при открытом кране в системе после более или менее длительной работы насоса установилось равновесное давление p1. Если известно, что данный насос должен достигать предельного давления p0 ,то при сравнении фактически достигаемого в вакуумной системе давления рс давлением р0 возможно одно из двух положений:

  1. р1 практически совпадает с р0.
  2. р1 > р0.

В первом случае систему можно считать герметичной. Если же р1 > р0, то это можно объяснить тремя причинами:

  1. Плохим состоянием насоса.
  2. Наличием в самой вакуумной системе источника паров или газов;
  3. Наличием течи.

Чтобы разделить эти три причины, изолируют систему от насоса, закрыв кран; далее, считая момент закрытия крана за начальный, периодически измеряют давление в системе. Результаты измерений записывают в виде таблицы или выражают графически путем построения кривой зависимости давления от времени. Последняя в зависимости от причины может принять вид а, б или в (рис. 4.38).

изменение давления в вакуумной системе

Рис. 4.38 Изменение давления в вакуумной системе после отключения ее от насоса:

  1. а - натекание отсутствует (p1 - const).
  2. б - давление повышается за счет источника пара (pн - давление насыщенного пара).
  3. в - в системе имеется течь (p ~ t ).

Если давление p1 при котором был закрыт кран, остается практически постоянным в течение достаточно длительного времени (кривая а), то превышение p1 над р0 объясняется плохим состоянием насоса (состояние насоса можно, конечно, определить и независимо, если между краном и наcосом имеется манометр). Если давление возрастает (кривая б), причем оно стремится к определенному пределу, то следует предположить наличие в системе источника, выделяющего газы или пары (возрастание давления замедляется по мере приближения к равновесию между выделением и поглощением газа или пара). Если давление возрастает пропорционально времени (кривая в), то причиной возрастания является наличие течи в вакуумной системе. Нас интересует именно последний случай. Пусть по истечении промежутка времени t после закрытия крана давление в системе возросло с р1' по р1''. Тогда представление о величине течи можно получить, если известно, как быстро повышается давление, т. е. если определить величину:

$$\frac{ p_{1}^{''} - p_{1}^{'} }{t}$$

Однако такая оценка величины течи страдает некоторой неопределенностью, так как при одинаковой течи это отношение имеет различные значения для систем, имеющих разные объемы.Поэтому если требуется правильная количественная оценка величины течи, то следует принимать во внимание не только возрастание давления в натекающей вакуумной системе, но и ее объем V. Другими словами, величина течи должна характеризоваться потоком газа через течь:

$$S_{0} = \frac{ p_{1}^{''} - p_{1}^{'} }{t} V$$

Величине Q обычно придают размерность мм рт. см3/с или, что то же, мм рт. ст. л/с. В Европе кроме Тор • л/с используется также величина мбар • л/с, которые отличаются друг от друга незначительно. В США принята единица stdcc/c - это аббревиатура "кубический сантиметр газа в секунду при стандартной температуре 00 и стандартном давлении 1 атм. или 760 Тор". Эти величины связаны между собой следующими соотношениями:

$$1\frac{stdcc}{sec}=0.76\frac{l \ast Tor}{sec}$$

$$1.3\frac{stdcc}{sec}=1\frac{l \ast Tor}{sec}$$

Таблица соотношений между единицами потока газов.

Единицы измерения Па • м3 • с-1

атм • см3 • с-1

мбар • л • с-1

атм х см3 • с-1

см3 • с-1

атм х см3 • с-1

Тор • л • с-1

кг х ч-1

воздух

r/a C2H2F4

(R 134a)

Па • м3 • с-1

1мбар • л • с-1

1атм • м3 • с-1

1Тор • л • с-1

1кг • ч-1 воздух

1r/a C2H2F4 (R 134a)

1

0.1

0.101

0.133

23.4

6.41 х 10-7

10

1

1.01

1.33

234

7.68 х 10-7

9.87

0.99

1

1.33

234

6.3 х 10-6

7.5

0.75

0.76

1

175

4.8 х 10-6

4.28 х 10-2

4.3 х 10-3

4.3 х 10-3

5.7 х 10-3

1

-

2.28 х 106

2.28 х 105

2.3 х 105

3.0 х 105

-

1

В Международной системе СИ допускается только единица Па • м3/с. Если подставить размерность (Па = Н/м2), то получим:

$$\frac{\left [ m^{2} \right ]\left [ \frac{H}{m^{2}} \right ]}{\left [sec \right ]} = \frac{\left [ H\ast m \right ]}{\left [ sec \right ]} = \frac{\left [ J \right ]}{\left [ sec \right ]} = \left [ W \right ]$$

Перейдем теперь к вопросу о дупустимой величине течи. Задачу в общем виде можно сформулировать следующим образом. Пусть в рабочем объеме вакуумной системы необходимо поддерживать давление не выше р1 Спрашивается, какую течь Q можно при этом допустить. Очевидно, что для поддержания в вакуумной системе давления р1 требуется, чтобы быстрота откачки системы S0 при этом давлении удовлетворяла неравенству:

$$S_{0} p_{1}\geq Q$$

Так как:

$$S_{0} = \frac{S_{H}U}{S_{H} + U}$$

(где SH - быстрота действия насоса; U - пропускная способность вакуумпровода), то неравенство можно написать в виде:

$$Q \leq \frac{S_{H}U}{S_{H} + U}p_{1}$$

Неравенство выше показывает, что течь Q можно считать допустимой., т. е. требуемое давление р1 в вакуумной системе будет обеспечено и при наличии течи, если соответствующим образом подобраны быстрота действия насоса SH и пропускная способность вакуумпровода U. Очевидно, чем больше SH и U, тем большую течь Q можно допустить.

Поскольку при испытании вакуумных установок на герметичность надо измерять давление воздуха, проникающего в вакуумную систему извне, необходимо всегда исключать влияние паров, имеющихся в вакуумной системе, на показания манометра. Поэтому для измерения величины течи нужно пользоваться компрессионным манометром, или если приходится пользоваться чувствительными манометрами других типов, то применять вымораживание паров ловушками. Кроме того, нужно удостовериться, что внутри вакуумной системы газовыделение отсутствует. Если все же течь в собранной вакуумной системе превышает допустимую, то необходимо ее отыскать и устранить. Требования к степени герметичности вакуумной системы определяются величиной максимально допустимого затекания в систему. При контроле герметичности изделия следует различать две основные технологические операции:

  1. Контроль герметичности - технологическая операция, служащая для установления степени герметичности изделия.
  2. Поиск течи - операция, заключающаяся в обнаружении и установлении мест расположения единичных течей.

Для определения степени герметичности системы с одной стороны оболочки подают пробное вещество - газ или жидкость, легко выделяемые (идентифицируемые) в окружающей среде или в составе остаточного газа. С другой стороны оболочки фиксируют появление и количественное изменение содержания пробного вещества. По способу создания потока и идентификации пробного вещества различают следующие методы контроля герметичности: метод опрессовки, люминесцентный метод, метод искрового разряда, метрический метод, галогенный метод, масспектрометрический метод и некоторые другие. В вакуумной технике наибольшее распространение получили масспектрометрический и манометрический методы в различных модификациях.

Группа РОСВАКУУМ

Адрес: 107023 Россия, г. Москва, Электрозаводская улица, 21

Часы работы офиса: с 9:00 до 18:00 по Москве.

 

Телефон: +7 (495) 664-22-07

E-mail: baza@vacuumpro.ru

 

Чтобы заказать бесплатный подбор оборудования, отправить заявку, запрос или получить консультацию инженеров - свяжитесь с нами по телефону или E-mail.

В базе 310 производителей и поставщиков вакуумного оборудования и техники (РФ, СНГ и зарубежные компании). Цены, наличие на складах и технические характеристики оборудования и техники уточняйте только по электронной почте E-mail.