Испытания на герметичность методом вакуумной (гелиевой) камеры

Контроль герметичности с применением гелиевой вакуумной камеры заключается в размещении изделия внутри герметичного объема. Течеискатель подключают к камере или непосредственно к объекту через систему вспомогательной откачки. Пробный газ с заданной долей гелия либо чистый гелий подается под давлением, регламентированным конструкторской документацией. При наличии утечки гелий через дефект проникает во внутренний вакуумируемый объем камеры или объекта за счет перепада давлений и регистрируется течеискателем.

Конструкция вакуумной камеры должна обеспечивать полную герметичность всех технологических стыков и линий подачи гелия, при этом контролируемые поверхности изделия не должны перекрываться элементами камеры. Газ, выходящий через возможные течи, обязан свободно попадать в объем камеры. Камера может иметь жесткое исполнение или быть выполнена в виде гибкого газонепроницаемого чехла для крупногабаритных изделий, однако в таком варианте давление внутри камеры не должно превышать атмосферного, а объект должен допускать вакуумирование внутренних полостей.

1 — течеискатель; 2, 4 — вакуумметры; 3, 8, 10, 11, 13, 15, 17, 18 — клапаны; 5 — вакуумная камера; 6 — контролируемый объект;
7 — мановакуумметр; 9 — пульт подачи пробного газа; 12, 16 — вакуумные насосы; 14 — контрольная течь

Контроль герметичности методом гелиевой вакуумной камеры выполняется следующим образом: изделие подготавливают в соответствии с требованиями, изложенными в предыдущем разделе, и помещают в предварительно очищенную и высушенную камеру.

После герметизации крышки камеры выполняют откачку ее объема до требуемого остаточного давления.

В соответствии с технической документацией задают целевое остаточное давление порядка 7–8 Па. Для начала измерений современным течеискателям достаточно давления, не превышающего 1000 Па. Углубление вакуума повышает чувствительность испытаний. Допускается начинать контроль при давлении около 1000 Па с последующим переходом к более высокочувствительному режиму при достижении 100 Па и ниже. Программу испытаний необходимо адаптировать под реальные характеристики используемого оборудования, учитывать актуальные технические решения и требования нормативно-технической документации.

Перед подачей гелия внутренний объем объекта вакуумируют до остаточного давления 700–1400 Па либо выполняют сквозную продувку азотом с последующей подачей гелия. После достижения заданного остаточного давления открывают входной клапан течеискателя, отключают вспомогательную откачку и фиксируют фоновые показания. Затем во внутреннюю полость объекта подают гелий или гелиево-воздушную смесь до давления, установленного конструкторской документацией.

Изделие выдерживают под давлением. Время выдержки определяется откачиваемым объемом и устанавливается согласно следующим диапазонам: до 0,1 м³ — не менее 5 минут; от 0,1 до 0,5 м³ — не менее 10 минут; от 0,5 до 1,5 м³ — не менее 15 минут; от 1,5 до 3,5 м³ — не менее 20 минут; свыше 3,5 м³ — не менее 40 минут.

Необходимо учитывать, что фторкаучуковые уплотнения оснастки, предназначенные для герметизации изделий, при длительном воздействии гелия начинают пропускать его поток даже через бездефектный материал. Поэтому при испытаниях продолжительностью более 20 минут следует ожидать появления сигнала, обусловленного газопроницаемостью гелия через материал уплотнений, и корректно учитывать этот вклад при обработке конечных результатов.

При необходимости контроля отдельного участка или конкретного сварного соединения на требуемую зону устанавливают локальную вакуумную камеру, после чего последовательность операций выполняют по той же схеме, что и для основной камеры.

При контроле замыкающего сварного шва изделия выполняют вакуумирование объекта и подачу гелия во внутренний объем с последующей заваркой замыкающего шва в потоке гелия. После выполнения шва проводят его проверку методом локальной вакуумной камеры.

Технологическая карта

Контроль герметичности методом гелиевой камеры

Подготовка объекта контроля (очистка, сушка, удаление следов коррозии) возлагается на заказчика и должна быть выполнена до передачи изделий на испытания.

Остаточная влага, загрязнения и продукты коррозии затрудняют достижение требуемого вакуума и стабильных показаний течеискателя, а также увеличивают общую продолжительность цикла испытаний. Кроме того, наличие коррозии и загрязнений может негативно повлиять на дальнейшие эксплуатационные свойства изделий, снижая их герметичность и ресурс.

Подготовка изделий, включающая очистку, сушку и удаление ржавчины, является обязанностью заказчика и выполняется до передачи продукции на контроль герметичности.