В процессе работы вакуумного оборудования невозможно добиться абсолютной герметизации, так как материал, из которого выполнен сам корпус и его перегородки, обладает хотя бы минимальными параметрами паропроницаемости. Это приводит к тому, что появляется риск возникновения течи, т.е. когда рабочая среда начинает просачиваться в окружающую атмосферу. Это не только опасно для людей, работающих рядом с оборудованием, но и приводит к понижению показателей давления в системе, что в свою очередь становится причиной появления брака на готовой продукции.
Некоторые течи бывают некритичными, то есть они не способны нарушить процесс работы системы, а объем исходящего газа (как правило, именно он используется в вакуумных системах в качестве рабочей среды) настолько ничтожен, что он также не наносит вреда окружающей среде. Чтобы определить тип и локализацию течи применяются специальные течеискатели. Они бывают разных типов, но наиболее часто используют гелиевые модели.
Содержание:
- Гелиевый течеискатель
- Сферы использования течеискателей
- Преимущества гелиевых течеискателей
- Типы течеискателей
- Особенности устройства гелиевых течеискателей
- Метод настройки течеискателей
Гелиевый течеискатель
Также такие приборы часто называют анализаторами, детекторами или масс-спектрометрическими течеискателями. Гелиевые модели считаются более практичными. Это обусловлено тем, что внутри прибора находится гелий, который способен обеспечивать более стабильную и надежную работу детектора.
Течеискатели этого типа незаменимы для вакуумных систем, так как они выполняют функцию анализа работы всей системы. Кроме этого, они позволяют осуществлять более чувствительный контроль оборудования.
Гелиевый течеискатель
Самой часто используемой моделью течеискателей гелиевого типа считается ПТИ-10. Если же нужна эффективная и бюджетная модель детектора, то стоит обратить внимание на анализатор АНТ 3М.
Сферы использования течеискателей
Как правило, анализатор-течеискатель является незаменимым в ситуации утечки рабочей газовой среды в вакуумной системе. Это позволяет своевременно исключать, а также нейтрализовать различные сбои в работе установок.
Течеискатели часто применяются:
- При работе вакуумного оборудования разного типа (это может быть отдельная техника или полноценные вакуумные системы);
- В криогенной технике. Как правило, течеискатели используются при необходимости проверки рабочих баков;
- В холодильной промышленности при необходимости определения утечки хладагента;
- При создании космической, а также аэрокосмической техники. Например, при помощи гелиевых течеискателей осуществляется проверка корпуса или бака на наличие даже незначительных течей;
- В металлургии. Обычно течеискатели широко используются при литье, ревизии вакуумных камер и доя многих других диагностических мероприятий;
- В химической и пищевой промышленности;
- В атомной и других промышленных отраслях.
Сферы использования течеискателей
Преимущества гелиевых течеискателей
Течеискатели этого типа считаются наиболее эффективными и современными. Принцип работы анализатора газов основан на масс-спектрометрическом методе. Это наиболее чувствительный способ определения утечек при нарушении герметичности рабочей камеры или других узлов вакуумной системы. Суть данного метода заключается в использовании пробного газа (а именно гелия), который вводится в небольшом количестве в систему. Благодаря этому специальный спектрометр может улавливать передвижение этого газа и безошибочно определять наличие и место локализации течи.
Современные течеискатели гелиевого типа представляют собой полноценную компьютерную систему автоматизированного типа. За счет этого удается не только с высокой точностью определять проблемные зоны системы, но и регистрировать все получаемые данные при помощи специального программного обеспечения. Сам спектрометр оснащен блокиратором, который активируется в том случае, если показатели входного давления превышают допустимые нормы.
Преимущества гелиевых течеискателей
Автоматический режим использования течеискателя также подразумевает, что могут использоваться несколько вариантов получения данных. Например, проверка вакуумной системы может осуществляться за счет обдува или щупа. При необходимости детектор всегда можно переключить в ручной режим использования. В этом случае контроль оборудования будет выполняться непосредственно оператором.
Сам по себе гелий представляет собой газ универсального типа, который оптимален для поиска утечек. Однако этот материал обладает уникальными свойствами и в природе его найти практически невозможно. Гелий обладает высокой летучестью, легкостью, проницаемостью. Также этот вид газа безошибочно детектируется масс-спектрометром. Поэтому принцип работы таких устройств считается самым удобным.
Типы течеискателей
Приборы этого типа выпускаются в разных конфигурациях в зависимости от условий применения. Например, есть промышленные агрегаты стационарного типа. Они оснащены многочисленными каналами, которые осуществляют постоянный мониторинг системы. Как только концентрация газа в вакуумной системе повышается, раздается громкий звук, сигнализирующий о том, что необходимо провести сервисные работы.
Также существуют бытовые модели течеискателей. Они отличаются меньшими габаритами и функционалом. Как правило, подобные модели активно используют коммунальные сервисные службы для того, чтобы вовремя определять утечку газа, который применяется в виде топлива. Приборы этого типа определяют концентрацию пропана, метана. Есть отдельные устройства, которые настроены на улавливание угарного газа или оксида углерода.
Типы течеискателей
Ну и наконец, существуют портативные приборы, которые отличаются мобильностью и подходят для использования на производственных объектах или в случае бытовых нужд. Очень часто портативные датчики применяются для осуществления контроля в процессе лабораторных исследований.
Особенности устройства гелиевых течеискателей
Нередко датчики этого типа применяются для криогенных систем. Приборы этого типа способны безошибочно определять самые минимальные течи. Показатели чувствительности способны доходить до 3х10-13 Пахм3/с.
Агрегаты этого типа оборудованы вакуумной камерой, мишенью, управляющим электродом, обогреваемым катодом. Установки оснащены насосами предварительного вакуума (форвакуумными насосами), а также насосным оборудованием, способны создавать глубокий вакуум (как правило, для этого используются пароструйные модели или более современные турбомолекулярные). Важной составляющей течеискателя является и система управления вентилями, а также трубопровод, который необходим для обеспечения надлежащей защиты масс-спектрометру от возможного прорыва атмосферного давления.
Особенности устройства гелиевых течеискателей
Сначала под воздействием воздуха происходит нагрев катода. Если в системе отсутствует управление вентилями, то турбомолекулярный насос не сможет обеспечить надлежащую работу, так как такие модели не способны функционировать при показателях давления более 0,1 атм. При этом во время подачи давления на входное отверстие насоса происходит разлет лопаток. Управление вентилями представляет собой набор специальных емкостных датчиков, определяющих уровень допустимого давления.
Метод настройки течеискателей
Настройка и калибровка не принципиальны при работе промышленного течеискатедя. Данные мероприятия, как правило, выполняются сервисными службами. Если же речь идет о портативном, переносном приборе, то эту функцию необходимо выполнять самостоятельно. Обычно сначала проводится сбор системы и определяется компонент, по которому необходимо настроить агрегат. Далее требуется установить предел давления, при котором должен появляться звуковой сигнал. После этого можно выполнить продувку систем и начать подачу рабочей газовой смеси. В процессе первичного запуска современные прибор обычно проводят калибровку в автоматическом режиме.
Приобретать агрегаты этого типа рекомендуется у отечественных (например, модели серии ПТИ) или немецких производителей (например, пользуется популярностью продукция фирмы Inficon). При выборе прибора необходимо учитывать показатели самой вакуумной системы, а также условий ее эксплуатации.
Метод настройки течеискателей
Требуется учитывать показатели максимального давления, с которым справятся насосы, а также сами датчики. Кроме этого, нужно обратить внимание на рабочий температурный режим, при котором допускается применять те или иные датчики.