Течеискатели являются незаменимыми в процессе производства, так как оборудование этого типа позволяет своевременно предотвратить падение давления в системе и не допустить попадания опасных сред в окружающую среду. Есть масса разновидностей течеискателей, однако наиболее популярными считаются гелиевые агрегаты, которые используют в работе вакуумных систем, внутри которых в качестве рабочей среды применяются газы разных типов.
Содержание:
- Разновидности течей
- Течеискатели газа
- Как работает течеискатель
- Гелиевые масс-спектрометрические течеискатели
- Устройство гелиевого течеискателя
- Особенности выбора течеискателя
- Особенности настройки течеискателя
Разновидности течей
В любом оборудовании и производственных системах присутствуют преграды, которые не могут быть абсолютно герметичными на протяжении всего времени эксплуатации. Также материалы, из которых изготавливаются корпусы установок, далеко не всегда являются абсолютно паронепроницаемыми. Некоторые материалы и вовсе способны сублимироваться в условиях создаваемого вакуума при повышенных температурных режимах. Соответственно абсолютная герметичность невозможна независимо от высокого качества систем.
Сами течи классифицируются исходя из того, как сильно они способны повлиять на тот или иной технологический процесс. Поэтому выделяют течи, которые являются:
- Недетктируемыми;
- Некритичными для осуществляемых технологических процессов. Как правило, такие течи также не определяются, так как совершенно невыгодно использовать дорогие детекторы для течей, которые не выходят за пределы допустимо нормы;
- Умеренно критичными. В зависимости от проводимого процесса, течь рекомендуется ликвидировать, однако если она не оказывает серьезного влияния на качество конечной обработки, то предпринимать каких-либо мер не требуется;
- Критичными. При наличии течей такого типа становится невозможным качественно выполнять технологические процессы из-за опасности появления брака.
Течеискатели газа
Течеискатели или анализаторы-течеискатели нашли широкое применение в промышленности, но нередко используются и в быту, в том случае если в качестве топлива применяется газовая среда. Благодаря детекторам удается избежать образования в атмосфере метана, угарного, углекислого и других опасных для человека газов. Так как от утечки газа никто не застрахован, применяются специальные бытовые течеискатели, которые отличаются более простой конструкцией и меньшими габаритами в сравнении с промышленными моделями, масс-спектрометрическими течеискателями.
Течеискатели газа
Как работает течеискатель
Принцип работы течеискателя может отличаться в зависимости от многих факторов. Важно учитывать, какой газ применяется в системе и, какова вероятность возникновения течи критичного типа. В некоторых ситуация, наоборот, нужно более чувствительное оборудование, которое способно обнаружить умеренно-критичные течи.
Нужно понимать, что если в установке используется горючий газ, то он не применяется в чистом виде. Как правило, в него добавляют специализированные примеси, которые наделяют газовую среду более резким запахом, который в случае течи может почувствовать оператор и провести диагностику агрегата, что выяснить локализацию течи и то место, где герметичность перегородки была нарушена. Принцип работы промышленного течеискателя заключается в работе специального внутреннего сенсора, который способен определить наличие утечки методом фотоионизационного детектирования. То есть используется газоанализатор, который способен улавливать пары определенного типа вещества.
Как работает течеискатель
Гелиевые масс-спектрометрические течеискатели
Гелиевый течеискатель может применяться только в том случае, если в масспектрометре есть вакуумная среда. Исходя из этого есть две разновидности таких детекторов: для работы с вакуумными установками и специализированные течеискатели-шнифферы. Последние применяются для фиксации течи тестовой газовой среды из самого тестируемого объекта в окружающую атмосферу. Также шнифферы считаются более дешевыми вариантами детекторов. Однако при этом они отличаются более низкой чувствительностью, чем модели, которые работают исключительно на вакууме. Вакуумные аналоги дополнительно комплектуются специальными защитными насадками, которые устанавливаются на входе. Благодаря этому такие агрегаты способны работать в режиме шниффера, что делает их более универсальными в применении. Они в 4-6 раз чувствительнее, но и обойдутся дороже.
Гелиевые масс-спектрометрические течеискатели
Устройство гелиевого течеискателя
Приборы этого типа оснащены несколькими ключевыми элементами. Прежде всего, это сам детектор тестового газа. Как правило, в качестве основного детектора, определяющего газовую течь, применяются специальные масс-спектрометрические ловушки, который состоят из:
- Вакууммируемой камеры;
- Мишени, которая применяется непосредственно в процессе детектирования ионов гелия;
- Управляющих электродов, которые предназначены для создания специального электростатического поля и позволяют разгонять ионы;
- Обогреваемого катода, который необходим для процесса эмиссии электронов.
Устройство гелиевого течеискателя
Также в системе есть насос, создающий так называемый предварительный вакуум. Для его генерации подходят форвакуумные насосы, производительность которых составляет не более 50 м3/ч. Если речь идет о портативном течеискателе, то такие модели, как правило, используется дополнительный и выносной насос для форвакуума. Также современные детекторы должны отвечать всем современным требованиям чистоты осуществляемых вакуумных процессов. В связи с этим начиная с конца 20 в. они оборудуются не только насосами масляного типа, но и безмасляными форвакуумными насосами, которые считаются экологически чистыми и могут применяться даже в пищевой промышленности или в условиях лабораторных исследований.
Дополнительно гелиевые течеискатели требуют наличия насоса глубокого вакуума. Этот элемент отвечает за лимит чувствительности оборудования. Раньше для этой цели преимущественно применялись пароструйные насосы, чья предельная чувствительность составляла 10-9 Вт. Однако более современные модели способны выдавать более высокие параметры, которые могут доходить до 10-12 Вт.
Для качественной работы оборудование требуется и система управления вентилями и трубопроводом. Она позволяет защитить детекторы от прорыва давления внутрь агрегата.
Особенности выбора течеискателя
Есть несколько параметров, на которые специалисты рекомендуют обратить внимание. Прежде всего, это точность анализа. В этом случае нужно определиться для бытовых или промышленных нужд будет применяться такой анализатор.
Предпочтение стоит отдавать тем приборам, которые способны нормально функционировать даже при условии сложных условий климата. Дело в том, что утечки обычно требуется локализовать не только в помещениях, но и в условиях улицы. То есть рабочая температура агрегата должна соответствовать пониженным температурам.
Особенности выбора течеискателя
При выборе портативных и бытовых приборов, лучше всего приобретать модели, которые могут на протяжении долгого времени выполнять свою основную задачу при условии питания от аккумуляторной батареи. Нормой считается способность производить анализ на протяжении 10-15 часов.
Цифровые приборы стоят дороже, но они значительно проще в использовании. Кроме этого, они позволяют передавать данные на компьютер и задавать необходимый уровень давления, который должен поддерживаться в системе даже при наличии течи.
Из производителей лучше отдавать предпочтение немецким и отечественным фирмам. Например, популярностью пользуется модель ПТИ-10. Это высокочувствительный гелиевый течеискатель, который отвечает всем производственным стандартам. Также много положительных отзывов получают течеискатель Inficon. Немецкая компания «Инфикон» специализируется на производстве высококачественного вакуумного оборудования, включая различные детекторы, датчики и дополнительные функциональные элементы.
Особенности настройки течеискателя
Если используется промышленный течеискатель, то сначала нужно сбросить систему подачи газа, которая в дальнейшем будет применяться в качестве тестового стенда. После этого нужно определить точный компонент, по которому необходимо настроить детектор. На следующем этапе выполняется настройка частотного диапазона. Нужно уточнить при каких параметрах течи, устройство должно оповещать о ее наличие. Остается произвести продувку течеискателя при помощи воздуха и начать подавать газовую смесь.
Особенности настройки течеискателя