Манометрический метод оценки герметичности вакуумной системы

Манометрический метод наиболее прост и удобен для оценки степени герметичности вакуумной системы, имеющей собственные средства откачки и измерения давления, так как не требует специального оборудования. Для контроля герметичности может быть использован любой манометрический преобразователь, имеющийся в системе. Этим методом может быть определено суммарное натекание в систему и могут быть выявлены единичные течи.

Для определения суммарного натекания испытуемую вакуумную систему разобщают со средствами откачки и строят график изменения давления в изолированной вакуумной системе. Возможны три зависимости изменения давления во времени в изолированной вакуумной системе. Зависимость 1, изображенная на рис. 4.40, свидетельствует о сильном натекании, зависимость 3 - об отсутствии натекания. В последнем случае изменение давления в вакуумной системе обусловлено газовыделением, которое по мере увеличения давления уменьшается. После достижения динамического равновесия
давление в системе стабилизируется. Кривая 2 отвечает условию, когда изменение давления в системе от р₀ до p₁ является суммарным результатом газовыделения и натекания. В дальнейшем давление в системе, обусловленное в основном натеканием, увеличивается во времени линейно. Зная объем системы, изменение давления Δр на линейном участке кривой и время Δt, за которое произошло изменение давления, легко рассчитать величину суммарного натекания.

Рис. 4.40. Изменение давления во времени в изолированной вакуумной системе: 1 - сильное натекание; 2 - сумма натекания и газовыделения; 3 - отсутствие натекания

Для поиска течей могут быть использованы любые манометрические преобразователи, показания которых зависят от рода газа, например электронные ионизационные и теплоэлектрические. Поиск течей сводится к следующему. После установления давления в вакуумной системе подозреваемое в натекании место обдувают пробным газом или смачивают жидким пробным веществом. Изменение показаний вакуумметра свидетельствует о наличии течи. Наибольший эффект дает работа с жидкими пробными веществами: ацетоном, спиртом и эфирами. Небольшие количества жидкости, проникшие в вакуумную систему через течь, испаряясь в вакууме, резко увеличивают общее давление в системе.

Поиск течей с помощью жидких пробных веществ наряду с большой эффективностью имеет свои неудобства. Подъем жидкости по капилляру малых течей, меньших 10^-7 Вт (10^-3 л мкм рт. ст./с), происходит за время от нескольких минут до нескольких часов. Поэтому вакуумметр может среагировать на пробное вещество в тот момент, когда будет обследоваться уже другой участок поверхности. Тем самым возникнет ложное представление о месте расположения течи. Чтобы убедиться в правильности обнаружения места расположения течи, удаляют пробное вещество (если имеется возможность, прогревают контролируемую поверхность, например, легким пламенем горелки) и после установления давления в системе повторяют испытания.

Работа с газообразными пробными веществами не так эффективна, меньше изменение показаний вакуумметра, но реакция вакуумметра на газ возникает практически мгновенно в силу высокой проникающей способности газа.

Минимальная величина течей, выявляемых манометрическим методом, зависит от общего давления в системе, которое в данном случае является фоном. По мере обнаружения и устранения течей установившееся давление в системе понижается и соответственно повышается вероятность обнаружения все более малых течей.

Поиск течей целесообразно вести, когда стрелка показывающего прибора вакуумметра находится в конце шкалы прибора. Если стрелка вакуумметра находится в начале шкалы, следует несколько снизить быстроту откачки, прикрыв высоковакуумный затвор, и переключить вакуумметр на более грубый диапазон. При этом относительная минимальная регистрируемая величина изменения показаний вакуумметра будет увеличена.