Назначение, область применения и приемочные критерии

Данная методика регламентирует порядок контроля герметичности методом локализации течей обдувом гелием при формировании пониженного давления во внутреннем объёме, а также устанавливает требования к подготовке, измерительному оборудованию, условиям испытаний, критериям приемки и оформлению результатов контроля.

Класс герметичности задаётся разработчиком и фиксируется в конструкторской документации. Для описываемой области применения принят III класс с пороговым значением браковки 5 × 10⁻⁷ Па·м³/с. Изделие считается выдержавшим испытания, если на установке, обеспечивающей чувствительность в пределах данного класса, не зафиксирован поток, превышающий установленный порог.

Нормативные ссылки

Испытания выполняются в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50.05.01-2018 (методы контроля герметичности), а также действующими на предприятии методиками измерений и актуальной конструкторской документацией. Дополнительно учитываются требования по квалификации персонала и метрологическому обеспечению согласно внутренним регламентам и аттестационным документам на применяемые средства измерений.

Средства измерений и испытательная оснастка

В испытаниях используется гелиевый масс-спектрометрический течеискатель с пределом обнаружения не хуже 1 × 10⁻¹² Па·м³/с (в вакуумном режиме), вакуумная система форвакуумной откачки, вакуумметр с диапазоном измерений, перекрывающим область ≤ 1000 Па, поверенная контрольная течь для настройки чувствительности, комплект для обдува гелием (пистолет-обдуватель с редуктором и сменными наконечниками), переходники стандарта KF с рабочим портом KF-25, редуктор для баллонов гелия высокого давления и, при необходимости, расходомер на линии подачи гелия. В качестве индикаторного газа применяется гелий чистотой не ниже 99,9 %.

Условия проведения

Температура стенок объекта — не ниже +5 °C; температура окружающего воздуха в диапазоне +10…+35 °C при относительной влажности до 80 %. Помещение защищают от сквозняков для минимизации фоновой концентрации гелия. Электропитание 220 В ±10 %, обязательное заземление. Допустимый фон течеискателя после выхода на режим — ниже уровня, препятствующего достижению порога 5 × 10⁻⁷ Па·м³/с с необходимым запасом по чувствительности.

Подготовка объекта и оснастки

Выполняются внешний осмотр и механическая зачистка сборных швов до металлического блеска, проверка состояния сопрягаемых поверхностей, продувка внутренних полостей сухим газом. Обеспечивается идентификация изделия согласно КД. Для предотвращения осевого смятия под действием внешнего давления применяются дистанционные упоры и вкладки в составе штатной оснастки. Заказчик готовит точку подключения формата KF-25 и проводит первичную очистку; Исполнитель контролирует герметичность присоединений и исправность уплотнительных элементов.

Физические основания метода

Обнаружение утечек основано на селективном измерении потока гелия масс-спектрометрическим течеискателем. При создании вакуума внутри изделия перепад давлений на стенке близок к 101 кПа и практически не изменяется при снижении внутреннего давления с 1000 Па до 0,1 Па и ниже; относительное изменение нагрузки составляет менее 0,001 %. Для конструкций, рассчитанных на перепад порядка 101 кПа, глубина вакуума не ограничивает прочность при соблюдении требований конструкторской документации.

Подключение и проверка работоспособности

Объект присоединяют к линии откачки через узел с вакуумметром. Проводится вакуумирование до давления не более 1000 Па, стабилизация течеискателя и оперативная калибровка по контрольной течи с фиксацией фонового уровня. Проверяются параметры электропитания, корректность отображения показаний, выбранные единицы измерения и нулевая линия.

Порядок выполнения контроля способом обдува

После стабилизации фонового сигнала течеискатель переводят в режим измерений. Обдув начинают с узлов подсоединения оснастки, затем переходят к поверхности изделия, перемещаясь от верхних зон к нижним, чтобы исключить ложные срабатывания из-за скопления гелия. На этапе обзорного поиска применяют усиленную струю для быстрой локализации потенциально дефектных участков; при появлении отклика расход и площадь пятна струи уменьшают для детальной локализации течи.

Рекомендуемые режимы обдува: скорость перемещения обдувателя 10–15 см/мин с учётом времени запаздывания течеискателя; типичный расход гелия 0,5–2 л/мин; расстояние до поверхности 5–20 мм; угол атаки 30–60°. Если поддерживать требуемое разрежение при полностью закрытой линии откачки не удаётся, допускается работа при частично прикрытом клапане вспомогательной откачки. При наличии крупных дефектов контроль выполняют при включённой откачке; после устранения течей проводят повторную проверку уже при отключённой откачке для поиска малых утечек.

Интерпретация сигналов и предотвращение ложных откликов

Учитываются только устойчивые сигналы, заметно превышающие уровень шума и подтверждающиеся при повторном возвращении обдувателя в ту же точку. Отбрасываются отклики, связанные с подсосами через присоединительные элементы, застойными зонами с остаточным гелием, а также маскировкой дефектов влагой или загрязнениями. При необходимости выполняют повторную калибровку и дополнительную серию обдува с изменённым направлением движения.

Критерии приемки

Объект признаётся годным при соблюдении требований по прочности и плотности, указанных в КД, и при отсутствии зарегистрированных значений потока утечки, превышающих 5 × 10⁻⁷ Па·м³/с. Для выявленных дефектов фиксируются координаты и максимальные значения потока. При превышении порогового уровня участок маркируется, выполняется доработка и проводится повторная полная проверка.

Метрологическое обеспечение и прослеживаемость

В протокол вносятся тип, модель и серийные номера течеискателя и контрольной течи, сведения о поверке/калибровке, дата испытаний, температура, давление, величина остаточного фона и показания по контрольной течи. Результаты должны быть прослеживаемы к государственным и рабочим эталонам; указываются отличающиеся от нормальных условия (температура течи, поправочные коэффициенты), а также оценивается неопределённость измерений, достаточная для корректного сравнения с порогом 5 × 10⁻⁷ Па·м³/с.

Требования безопасности

Гелий химически инертен, однако при его утечке возможен риск вытеснения кислорода, поэтому требуется эффективное проветривание. При работе с баллонами соблюдают правила обращения со сжатыми газами; исключаются механические удары и нагрев. Вакуумная арматура должна быть исправна; персонал использует СИЗ глаз и рук. При воздействии внешнего давления применяются защитные экраны и устройства, предотвращающие осевое смятие оболочечных конструкций.

Распределение обязанностей

Исполнитель выполняет доставку, монтаж, настройку и калибровку оборудования, вакуумирование, проведение испытаний, анализ результатов и подготовку отчётной документации. Заказчик предоставляет доступ к объекту, электропитание и газоснабжение, выводит порт KF-25 на оснастке, организует предварительную подготовку изделия и обеспечивает присутствие ответственного представителя для оперативного согласования решений по доработке.

Содержание протокола и отчётности

Итоговый комплект документов включает заключение по контролю герметичности с перечнем испытанных объектов, указанием класса и порогового значения браковки, сводной таблицей результатов; индивидуальные протоколы по каждому объекту с картой обхода, местами локализации течей и максимальными значениями потока, параметрами вакуумирования и расхода гелия; акт выполненных работ и, при наличии дефектов, фотоматериалы с разметкой участков.

Схема подключения установки

В испытательную схему входят узлы: 1 — течеискатель; 2 — вакуумметр; 3 — контрольная течь; 4, 5, 9, 11 — запорные клапаны; 6 — объект контроля; 7 — обдуватель; 8 — комплект обдува гелием (КОГ); 10 — вакуумный насос. Перед началом испытаний проверяют исправность всех узлов, положения клапанов и герметичность соединений.

Итоговое резюме технологического процесса