Контроль герметичности

Герметичность – способность оболочки (корпуса) и соединений препятствовать газовому или жидкостному обмену между средами, разделёнными этой оболочкой.

Нарушение герметичности связано со сквозными дефектами (трещинами, порами) в структуре материала или соединения. Такие нарушения герметичности называют течами. Через них непрерывно, в той или иной мере происходят утечки рабочего вещества, если изделие находится под избыточным давлением или натекание какого – либо вещества извне, если в изделии поддерживается пониженное давление.

Говорить о полной герметичности ошибочно, следует говорить о степени герметичности.

Степень герметичности должна рассчитываться на стадии подготовки производства как допустимое количество утечки (или натекания) вещества Q, при котором обеспечивается безотказная работа изделия в течение определённого времени. В большинстве случаев контроль ведётся не рабочими веществами, а контрольными газами (воздухом, гелием, аргоном, газовыми смесями), отличающимися по своим физическим свойствам – вязкости, молярной массе. В связи с этим возникает необходимость пересчета величины Q по рабочему газу на степень герметичности Q_к по контрольному газу.

Форма, длина микроканалов течей неопределенны, измерить их и рассчитать суммарный расход газа через течи практически невозможно. Следовательно, нет возможности количественно оценить течи на основании расчётной проводимости. Но независимо от размеров течей количество проникающего газа будет зависеть от давления (и газового состава) внешней среды, окружающей изделие.

Это требует стандартизации внешних условий. Стандартным газом является воздух при внешнем давлении ≈ 101 кПа (1атм). Поэтому условно принято оценивать течи количеством проникающего воздуха при давлении на входе в канал течи равным 101 кПа, а на выходе практически равном нулю.

При производстве двигателей летательных аппаратов применяются или являются перспективными следующие методы контроля: пневматический, керосино-меловой, галоидный, радиоактивный, химический, люминесцентный.

Пневматический метод контроля герметичности.

Метод состоит в том, что в полость изделия, герметичность которого нужно проверить, подаётся сухой воздух под избыточным давлением 0,1 – 0,5 мПа, а иногда соизмеримым с рабочим давлением в изделии. Все отверстия, через которые используемая полость может сообщаться с окружающей средой или другими плоскостями, тщательно закрываются технологическими швами. Следует отметить, что применение высоких давлений, соизмеримых с рабочими должно быть технически обосновано и требуют соблюдения специальных правил техники безопасности.

Высокие давления, превышающие в 1,5 ÷2,0 раза рабочие, применяются в основном при гидравлических испытаниях на прочность, которые предшествуют контролю герметичности.

Регистрация течей ведётся:

а) с помощью аквариума или бароаквариума;

б) с помощью мыльной пены;

в) по падению давления.

При способе регистрации течей с помощью мыльной пены на поверхность изделия наносится слой пены, приготовленной из мыльного корня или мыла с добавками желатина, как пенообразующего, и глицерина для повышения вязкости.

Течи обнаруживаются по появлению мыльных пузырьков. Метод не требует специальных резервуаров, что позволяет контролировать крупно габаритные изделия.

Керосино-меловой метод контролягерметичности.

При этом способе контроля герметичности используют высокие капиллярные свойства керосина. Метод относится к числу наиболее простых и доступных. Он применяется для контроля неразъёмных, прежде всего сварных соединений, причём в изделиях сравнительно простой конструкции или на первых стадиях их изготовления, когда имеется "подход" к обеим сторонам соединения.

Сначала со стороны, доступной для визуального осмотра соединение (шов) покрывается меловым раствором, иногда с добавлением клея.

После сушки обратная сторона соединения обильно смачивается керосином. Появление тёмных керосиновых пятен на белом (меловом) фоне указывает на наличие течей.

Метод используется также для контроля разъёмных и подвижных соединений типа клапанных и крановых. В этих случаях не ставится требование высокой степени герметичности. Например, при контроле плотности прилегания клапана к седлу допускается вытекание не более двух капель за 20 минут.

Галоидный метод контролягерметичности.

Применяется в среднем диапазоне чувствительности. Применяемые при этом методе галоидные течеискатели (ГТИ) избирательно реагируют на присутствие ионов галоидов. В качестве контролирующих газов используются галоидосодержащие газы: фреон, хлороформ, четырёххлористый углерод и другие в чистом виде или в смеси с воздухом.

Течеискатель близко подносится к месту контроля и перемещается со скоростью 10 – 20 мин/сек. Включенный вентилятор непрерывно засасывает воздух. При наличии течи в межэлектродное пространство прибора попадает некоторое количество фреона, в результате чего возрастает ионный ток. Ток усиливается и подаётся на стрелочный прибор и звуковой генератор-телефон, подающий звуковой сигнал.

К недостаткам метода относится потеря чувствительности при большом количестве галоидных газов, при воздействии табачного дыма и паров некоторых растворителей.

Люминесцентный метод контроля герметичности.

Данный метод основан на применении люминесцентных контрольных жидкостей, обладающих высокой проникающей способностью. Течи обнаруживаются по свечению проникающей жидкости при облучении поверхности изделия источниками ультрафиолетового или инфракрасного света. Оценка герметичности преимущественно качественная. В качестве контрольных жидкостей в основном применяют смеси на основе керосина с люминофорами.