Течеискатель
Течеискатели – это вид приборов, используемых для обнаружения, устранения и оценки в количественных показателях размера течи.
Принцип работы прибора основывается на разных физических моментах, которые ориентируются на прямые и косвенные вариации значений параметров.
Чтобы лучше понять принцип работы и назначение течеискателя, необходимо обозначить, что такое течь.
Течью называют способность негерметического покрытия или преграды, которая лимитирует замкнутый объем, выпускать наружу, при условии давления внутри самой полости или во внутрь – при пониженном давлении, различные нежелательные жидкие или газообразные вещества. Причин возникновения течей может быть множество: пробои (как защитного покрытия, так и основного металла), разрушение материалов в результате коррозии и др.
Течь приводит к образованию такого явления, как течеискание.
Течеискание – это особые способы, которые применяются для определения, минимизации течей, а также позволяют количественно оценить их.
При поиске течей в стенках оборудования, ограниченных некоторым локализированным рабочим объемом используется вещество, называемое тестовым при поиске течи. Таким веществом в большинстве случаев выступает обычная вода. Проверка течи с помощью воды – это один из самых безопасных, простых и дешевых способов тестирования.
Если установка более сложная, например, холодильное оборудование, тогда в качестве вещества, определяющего течь, применяется рабочее вещество самого холодильника – фреон.
Во множество горючих газов, относящихся к природным, например, тот же природный газ или смесь из пропана и бутана, которая используется в газовых баллонах, сознательно домешивают тестовое вещество, который имеет характерный специфический запах газа. В некоторые виды нынешних фреонов, антифризы тоже внедряют компоненты, которые позволяют обеспечить значительную люминесценцию в свете ультрафиолета.
Использования фреоновых течеискателей имеет широкий спектр. Они применяются как тестовое вещество паров летучих соединений фтора, спирта и соединений из фтора и углерода.
Универсальным газом, который применяется при тестировании течей, называют газообразный гелий. Из-за своих свойств – его редко можно найти в природной среде, он легок, летуч, имеет высокую проницаемость, при этом он достаточно легко детектируется в масс-спектрометре и позволяет довольно точно выявить концентрацию течи.
Время, фиксируемое между началом подачи тестового газа и появлением детектирования течи на шкале прибора, называют откликом течеискателя.
Релаксация течеискателя или релаксация течи – это время, которое требуется газово-вакуумной системе проверочного объекта и течеискателя для ликвидации тестового газа и снижения уровня сигнала до обозначенного фонового уровня.
Применение течеискателей
Использование течеискателей дает возможность уменьшить трудоемкость тестирования, в частности, позволяет не наносить пенообразующие растворы на исследуемую поверхность и дает возможность определить дефекты, трещины в конструкциях с участками изоляции.
Главная характеристика течеискателя – это порог чувствительности, которым является наименьшая величина диагностируемой течи, которую чувствует прибор.
Также к немаловажным характеристикам причисляют собственную продуктивную скорость откачки и наивысшее давление на входе течеискателя.
Течеискатели применяются для инспектирования герметичности в таких сферах:
1). Вакуумная техника (к данному пункту можно отнести все существующие вакуумные системы)
2). Криогенная техника (течеискатели используются при проверке баков)
3). Холодильная промышленность (осуществляется контроль на предмет утечки хладагентов)
4). Космическая и аэрокосмическая техника (проверяются корпуса и баки на наличие течей)
5). Металлургия (а именно такое производство, как литье; ревизия вакуумных камер в сфере порошковой металлургии)
6). В сфере химических и пищевых продуктов (осуществляется контроль герметичности контейнеров и упаковки)
7). Атомная промышленность, другие сферы.
Деление приборов по способу определения течи
Течеискатели сегментируют по способу выявления течи на такие типы:
1). Гелиевые масс-спектрометрические приборы (данные измерители показывают наилучшие показатели при ревизии)
2). Масс-спектрометрические с RGA (при диагностировании применяется квадрупольный анализатор давлений парциальных типов)
3). Тепловые приборы неразрушающего контроля
4). Галоидные
5). Манометрические
6). Акустические
Виды течеискателей
Поиск течей производится в зависимости от самого оборудования. Самый простой способ – это визуальный осмотр. Однако главный его минус – он не может дать точной картины о характеристике течи. Более точное представление о течи дает обмыливание, однако и этот способ не дает полного представления о глубине щелей, величине течи.
Более точные показания дает ревизия, проводимая с помощью специальных приборов, которые реагируют на рабочее вещество исследуемого оборудования и еще более точные данные получают с помощью приборов, которые реагируют на испытательное вещество.
Течеискатели делятся на такие виды: гелиевые масс-спектрометрические, ультразвуковые, фреоновые, ультрафиолетовые детекторы, аэродвери, датчики загазованности, детекторы утечки воды, масс-спектрометры, индикаторы шума.
Гелиевые масс-спектрометрические течеискатели
Данный вид течеискателей используется только при условии наличия вакуума в датчике прибора, называемого масс-спектрометром.
Таким образом, гелиевые масс-спектрометрические течеискатели делятся на 2 типа:
- течеискатели для работы с вакуумным оборудованием, данный тип приборов считается более дорогим по сравнению со шнифферами, однако благодаря тому, что данный тип можно комплектовать специальными насадками для предохранения входа, их можно использовать в режиме шниффера
- шнифферы («нюхачи течей»), которые находят течи ревизионного газа из исследуемых аппаратов в атмосферу. Данный тип обладает более дешевой стоимостью вследствие более низкой чувствительности, чем у вакуумных.
Ультразвуковые течеискатели
Данный вид – это комбинация из трех приборов:
- генератора ультразвука (осуществляет передачу колебаний звуковых волн на контактный щуп);
- контактного приёмника (аналогично прибору выше, различие в то, что щуп принимает ультразвук на себя);
- аналогового или компьютерного блока (делают оценку запаздывания и искажений по амплитуде частоты сигнала ультразвука).
Главное преимущество ультразвуковых приборов – это простота и легкость проведения течеискания, при котором не требуется применение тестового вещества.
Недостатком данного метода можно называть высокие требования к разряду и опыту оператора, восприимчивость метода к посторонним шумам, в том числе шума, который возникает в результате протекания тестируемой жидкости по исследуемой системе.
Фреоновые течеискатели
Датчики данного типа также просты в использовании, однако проигрывают на несколько порядков в чувствительности гелиевым приборам неразрушающего контроля. Они адсорбируют тестовый газ на поверхности прибора. Их применяют для обнаружения течей на различном оборудовании.
Ультрафиолетовые детекторы
Зачастую определение ультрафиолетовых тестовых маркеров происходит за счет визуального осмотра в мягком, плавном свете ультрафиолета.
Восприимчивость данного метода находится на одном уровне с сенсетивностью гидравлических испытаний, обмыливанием. Положительным моментом является то, что светящиеся точки в свете ультрафиолета заметны куда лучше, чем пузырьки небольшого размера и тем более, совсем маленькие капельки воды либо небольшие отложений жесткостных солей.
Аэродвери
Аэродвери – это специальные манометрические приборы для определения течей, которые используются при проведении испытаний воздухопроницаемости ограждающих элементов строений на природе.
Датчик загазованности
Датчик загазованности – это приспособление, которое определяет содержание различных компонентов смесей газообразного типа, например, испарений жидких веществ. Особое отличие – в состав такого датчика добавлен газосигнализатор или газовый сенсор.
Детектор утечки воды
Детектор утечки воды – данный прибор позволяет обнаружить протечки в трубах, сосудах, аппаратах, известить о проблеме и даже самостоятельно отключить воду. Такие системы называют интеллектуальными, они стоит чуть выше обычных детекторов.
Масс-спектрометры
Масс-спектрометр – это устройство, которое позволяет «взвесить» молекулы, которые находятся в тестируемой пробе. Данный способ является одним из мощнейших при определении веществ. С помощью данного устройства происходит определение соотношения массы к заряду ионов.
Индикатор шума
Индикатор шума – это устройство, которое помогает определить участки повышенного шума, где следует применять средства для защиты слуха.
Компактный и легкий индикатор содержит датчик, который сигнализирует об уровнях шума, опасных для здоровья. Индикатор шума – это самый доступный способ диагностики уровня шума.