Назначение и область применения

Герметичность — ключевое условие создания и поддержания заданной газовой или жидкостной среды внутри рабочих объёмов вакуумных установок и разнообразных приборных устройств. Испытания на герметичность относятся к числу обязательных проверок, обеспечивающих стабильную и безопасную работу герметизированных объектов.

Под герметичностью понимают степень непроницаемости конструкции для газов и жидкостей. Абсолютно герметичных систем не существует, и такая «идеальная» герметичность не может быть ни достигнута, ни проконтролирована. Поэтому изделие считают герметичным, если суммарный обмен через его элементы настолько мал, что не нарушает технологический процесс и не приводит к выходу параметров за допустимые пределы в течение всего срока службы и хранения. Нормативы герметичности задают, исходя из назначения изделия, особенностей компоновки, условий эксплуатации и хранения. Эти требования определяют допустимые методы испытаний и типы приборов, принципиально пригодных для контроля конкретного объекта.

Формулирование требований к герметичности

Необходимый уровень чувствительности испытаний выбирают, исходя из допустимых потерь рабочей среды или максимально допустимых изменений давления в изолированных объёмах. Для изделий, где критична утечка рабочего газа или жидкости, предельно допустимый суммарный поток через все течи связывают с допустимой потерей вещества и требуемым временем хранения. Для систем, работающих под давлением или в режиме откачки, требования формулируют через необходимую поддерживаемую скорость потока при заданных уровнях давления.

При поузловой и поэлементной проверке оболочек необходимо учитывать реальную дискретность возникновения дефектов в соединениях. На практике большинство течей локализуется в разборных и неразборных стыках и уплотнениях, поэтому избыточное ужесточение чувствительности, основанное на предположении равномерного распределения дефектов по площади или длине швов, экономически и технологически неоправданно. Для изделий без особо жёстких требований допустимо задавать чувствительность по элементам примерно в десять раз выше (т.е. менее строгую), чем чувствительность испытания объекта в целом. При этом распределение величин течей следует оценивать с использованием вероятностных моделей и реальных статистических данных технологического процесса.

Количественная оценка течей и единицы измерения

Течь количественно описывают через расход вещества, проходящего через дефектный канал. В вакуумной метрологии расход газа в системе СИ выражают в м³·Па/с; по энергетической эквивалентности выполняется соотношение: 1 м³·Па/с = 1 Дж/с = 1 Вт. Это удобно для сопоставления и пересчёта из ранее применявшихся внесистемных единиц — см³·атм/с, л·мм рт.ст/с и др. Для однозначного сравнения различных измерений вводят нормированную величину течи В — поток воздуха из атмосферы во внутренний объём, откачанный до вакуума (давление ниже 10 Па) при комнатной температуре.

Связь величины течи с характерными размерами дефекта

В широком диапазоне давлений для приближённой оценки течи используют обобщённое уравнение Кнудсена, учитывающее как молекулярный, так и вязкостный режимы течения газа. Получить простые замкнутые формулы для определения геометрических размеров канала по измеренной величине течи в общем случае невозможно. На практике применяют предварительно рассчитанные таблицы и графики, связывающие нормированную течь с характерными размерами дефектного сечения при заданных условиях (тип газа, перепад давлений, температура).

Методы течеискания и их применимость

Выбор метода течеискания определяется требуемой чувствительностью и селективностью, габаритами и внутренним объёмом изделия, а также условиями эксплуатации и технологическими ограничениями. Наиболее избирательным и универсальным считается масс-спектрометрический метод с использованием гелия в качестве пробного газа. Радиоактивный метод обеспечивает высокую разрешающую способность при специальной организации контроля. Широко применяются галогенные и электронозахватные течеискатели, реагирующие на электроотрицательные соединения. Вакуумметрический и параметрический методы опираются на штатные вакуумные измерители и изменение функциональных параметров изделий при проникновении пробного вещества.

Устаревшие приборы: ПТИ-10 и СТИ-11, особенности и характеристики

Масс-спектрометрические течеискатели предыдущих поколений, такие как ПТИ-10 и СТИ-11, обеспечивали широкий диапазон применений. ПТИ-10 построен на полностью металлических уплотнениях, что существенно уменьшает собственный гелиевый фон. В сравнении с ранними моделями в нём снижены масса и габариты магнита, упрощён доступ к ионно-оптической системе анализатора. СТИ-11 разработан на базе ПТИ-10 и дополнен автоматизированной системой электромагнитных клапанов и цеолитовым насосом для режима избирательного накопления гелия. В приборе реализована динамическая компенсация фона и повышенная чувствительность при щуповом контроле за счёт применения цеолитовой колонки.

Течеискатель гелиевый масс-спектрометрический ZQJ

Гелиевый масс-спектрометрический течеискатель серии ZQJ предназначен для высок