Исследование герметичности материалов и устройств
Специалисты компании ООО «Вактрон» оказывают услуги по:
- поиску мест нарушения герметичности приборов и устройств,
- проверке газовой проницаемости соединений и узлов прибора,
- исследованию проницаемости и диффузии газов через новые материалы.
В лаборатории компании Вактрон подготовлен стенд для измерения потока гелия через материалы и определения степени герметичности устройств. Стенд собран на базе гелиевого масс-спектрометрического течеискателя, обеспечивающего минимальный регистрируемый поток гелия 7.10-13 Па.м3/с, что соответствует первому классу герметичности по ПНАЭ Г-7-019-89.
Гелиевый течеискатель относится к СТО (специальному техническому оборудованию), принадлежит к группе индикаторных приборов и не подлежит поверке органами метрологического контроля. При измерениях потоков из мест нарушения герметичности используется метод сравнения с мерой потока (контрольная течь типа Гелит). Погрешность измерения определяется погрешностью меры потока. В свою очередь, мера потока подлежит контролю органами метрологического надзора. При проведении измерений используется течь с актуальным сроком поверки, проведенной во ВНИИМ им. Д. И. Менделеева.
Используемый в течеискателе высоковакуумный турбомолекулярный насос имеет различные коэффициенты компрессии для разных газов. Поэтому гелий, имея более низкий коэффициент компрессии по сравнению с азотом, может поступать частично в масс-спектрометрический анализатор навстречу основному газовому потоку, откачиваемому турбомолекулярным насосом. Использование режима «противоток» позволяет работать с более высокими, по сравнению с режимом «прямой поток», давлениями на входе в течеискатель.
На рисунке справа:
S- анализатор масспектрический V1, V3, V4, V6 - клапан с ручным приводом
N1- турбомолекулярный насос V2, V5, V7 - клапан электромагнитный
N2- насос пластинчато-роторный A1-течъ геливая
B- ловушка азотная P1, P2 - преобразователь манометрический
P2-преобразователь манометрический магнитный
Мы изготавливаем вакуумные камеры, соответствующие задачам контроля герметичности изделий, которые требует проверки. На рисунке изображен чертеж вакуумной камеры, созданной нами для исследования проницаемости и диффузии газов через новые материалы.
Специалисты компании ООО «Вактрон» готовы подготовить индивидуальную методику для исследования герметичности вашего объекта или материала.
Методика измерения потока гелия через исследуемый объект
Для высокочувствительного измерения потока гелия через материал применяется масс-спектрометрический течеискатель. Количественное определение потока гелия, согласно ГОСТ 28517-90, реализуется способом вакуумной камеры.
Контролируемый объект устанавливают в вакуумную камеру, присоединяют к течеискателю и откачивают с внешней и внутренней стороны с помощью вакуумной системы течеискателя. Затем в вакуумную камеру подают гелий, продолжая непрерывную откачку противоположной стороны объекта. Количественное значение потока гелия измеряется по сигналу течеискателя, после стабилизации диффузионного потока гелия через исследуемый объект.
Согласно п 3.7 ГОСТ 28517-90, условия течеискания (перепад давления, направление газовой нагрузки и другие) устанавливают соответствующими условиям эксплуатации объекта. Допускается в технически и экономически обоснованных случаях устанавливать условия течеискания, отличные от условий эксплуатации.
Подготовка к измерению потока гелия состоит из двух этапов: подготовки контролируемого объекта и подготовки испытательного оборудования.
Проведение течеискания состоит из следующих этапов:
- Определение порога чувствительности системы.
Порог чувствительности течеискания должен контролироваться по калиброванной течи «Гелит» перед началом испытаний. В первую очередь определяется цена деления выходного прибора течеискателя в (Па·м3/с)/мВ:
SQ=QT/∆αT,
где QT - величина течи «Гелит»; ∆αT - изменение сигнала выходного прибора течеискателя, обусловленное поступлением гелия от течи «Гелит».
Порог чувствительности способа вакуумной камеры в значительной мере зависит от величины колебаний фона ∆αФ и определяется по формуле:
Qmin=2∆αФ.SQ,
где ∆αФ – максимальная амплитуда флюктуации фонового сигнала, мВ.
Практически при малых амплитудах колебаний нарастающего фонового сигнала порог чувствительности течеискателя принимается равным 2% от фонового потока:
Qmin=2%.QФ
2. Подача пробного газа – создание градиента давления гелия с различных сторон контролируемого объекта. После стабилизации фонового сигнала течеискателя на внешнюю оболочку изделия подается гелий.
3. Ожидание стабилизации диффузионного потока гелия через исследуемый объект. Измерение потока гелия через исследуемый объект.
Величина потока Q (Па·м3/с) определяется согласно показаниям течеискателя по формуле:
Q= SQ.αT,
где αT - изменение сигнала течеискателя над уровнем фона при подаче гелия на изделие.
4. Обработка и оценка результатов измерений.
Результаты измерений должны фиксироваться в регистрационном журнале или в документах другого вида, форма которых установлена в технической документации.
При регистрации результатов течеискания указывают:
- наименование и тип течеискателя;
- дату контроля;
- метод и способ контроля;
- порог чувствительности течеискателя;
- фоновый сигнал течеискателя;
- сигнал течеискателя после стабилизации диффузионного потока гелия через исследуемый объект;
- заключение о соответствии образца требованиям по герметичности;
- должность и фамилию лица, проводившего контроль.
При оформлении результатов течеискания допускается указывать дополнительные сведения, определяемые спецификой контроля.
Материал подготовил
Максим Львович Виноградов
к.т.н., специалист в области вакуумной техники и контроля герметичности.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» имени В. И. Ульянова и ООО «ВАКТРОН» приглашают сотрудников предприятий принять участие в курсе повышения квалификации «Основы течеискания и вакуумной техники».