Применение гелиевых течеискателей для поиска негерметичностей сварных и паяных соединениях в изделиях с нормируемой герметичностью

При производстве изделий с нормированной величиной герметичности (герметичные изделия) после финальной сборки обязательной процедурой является проверка изделия на герметичность. Эта проверка позволяет: определить действительную величину герметичности - суммарное натекание (единицы измерения мбар·л/с, Па·м³/с), а также локализовать места негерметичностей для устранения.
Методики испытаний изделия могут быть различны и их довольно много, но на практике, если требуется количественная оценка натекания, выбор значительно сужается.

Подробнее: Применяемые методики перечислены в ГОСТ 24054-80 Изделия машиностроения и приборостроения. Методы испытаний на герметичность. Общие требования.

Расскажем о наиболее распространенном процессе проверки общей герметичности изделий

Комбинация метода повышения давления и локализации с помощью гелиевого течеискателя, на примере проверки корпусов вакуумных фильтров.

• Внутренний объем изделия: 6 л
• Допустимое натекание, Па·м³/с (мбар·л/с): 10^-5 (10^-4)

Проверка изделий производится в 2 этапа:
этап 1 — определение суммарного натекания методом повышения давления,
этап 2 — определение мест негерметичности с помощью гелиевого течеискателя.

• Этап 1: внутри изделия создается давление 0,5Па с помощью вакуумного насоса (используется 2-х ступенчатый вакуумный насос TRIVAC D16B от Leybold (GmbH)) до давления 0,5 Па (5·10^-3 мбар), выдерживается в течение 1 часа, отсекается вакуумным клапаном от вакуумного насоса. Время проверки 5мин. Допустимое конечное давление 1Па, по зависимости для метода повышения давления в таком случае суммарное натекание будет равно Q=V/t·(P2-P1)=10^-5 Па·м³/с, подробнее смотри ГОСТ 24054-80).Если давление ниже 1 Па — изделие определяется как прошедшее испытание, соответственно годное (уровень герметичности или натекание менее 10^-5Па·м³/с) — дальнейшая проверка с целью локализации дефектов не проводится.Если давление выше 1 Па, например 10 Па, вычисленное натекание составляет 2·10^-3 Па·м³/с — величина небольшая поэтому понимаем, что где-то присутствует небольшая течь, например трещина в сварном шве, либо грязное уплотнение. Изделие отправляется на дополнительную проверку гелиевым течеискателем для локализации дефекта.
• Этап 2: определение места негерметичности, открываем клапан вакуумного насоса и переводим течеискатель (используется гелиевый течеискатель Phoenix от Leybold (GmbH)) в режим проверки. Течеискатель настроен на совместную работу с параллельно работающим вакуумным насосом, то есть поток газа делится и одновременно поступает и в насос и в течеискатель. В течеискатель попадает только часть газа пропорциональная его производительности. В данном случае это отношение равно 1:2, реальный поток гелия в 3 раза больше - на приборе устанавливаем машинный фактор 0,3.Начинаем проверку течеискателем, обдувая места изделия небольшим количеством гелия. Места, обдувая которые появляются повышенные(относительно фонового значения) значения потока на приборе порядка полученной негерметичности. Дефектные места отмечаются (с указанием пикового значения) и изделие отправляется на доработку.

Резюмируем процесс поиска негерметичностей в ходе поверки изделий на герметичность:

• методика и принципиальная схема довольно просты
• минимизирован человеческий фактор в процессе признания годности изделия
• простота автоматизации процесса
• методика идентичная для изделий различного объема (различия будут в трубопроводе и в вакуумной системе) и для изделий с различной нормой герметичности (в зависимости от требуемой нормы натекания начальное давление проверки на натекание будет различным)
• высокая гибкость процесса проверки (например, возможность уменьшения времени выдержки, если нет возможности получить низкое начальное давление)