В любых системах, где есть сжатый воздух, важно сохранять герметичность. Любой дефект или спаянный металлический шов на сосуде может привести к утечке газа, пара или наоборот, через расщелину начнет затягиваться в емкость кислород. Что в первом случае, что во втором – последствия течи могут привести к катастрофе. Для предотвращения аварий на производствах и применяют специальные приборы, которые смогут выявить конкретное место пробоины и ее размер.
В данной статье речь пойдет о течеискателях:
- Как они работают;
- Какие существуют способы и приборы поиска места утечки;
- Основные особенности гелиевых и вакуумных течеискателей;
Особенность таких измерителей в том, что нет одного универсального устройства. Для агрегатных систем с отличительными содержимыми веществами требуются разные механизмы (с использованием пускающих в них веществ, к примеру, воду, гелий или фреон). Но уже придуманы аппараты со сменными насадками
Содержание:
Течеискатели – принцип работы
Устройства позволяющие выявить в системе точное расположение «слабого» места и дать ему количественную оценку, считаются анализаторами и называются течеискателями. Их принцип работы заключается в определении точного места сбоя в замкнутой системе, что помогает в дальнейшем нейтрализовать проблемные зоны. Приборы есть контактного типа и бесконтактного (с применением ультразвука).
Течеискатели – принцип работы
В зависимости от вида самой протечности дефекты системы могут быть:
- Невозможными/недетектируемые для обнаружения существующими способами и приборами;
- Не влияющими на работу агрегата, поскольку их количество настолько мало, что использование специального оборудования для обнаружения места микротечи нецелесообразно;
- Влияющими на технологический процесс, но не катастрофично/критично. Их можно устранить или уменьшить;
- Мешающими безопасному завершению всего технологического процесса, которые могут привести к аварии или браку спецтехники.
При этом сами течи имеют разный характер и уровень локализации и устранения:
- Находящиеся во фланцевых уплотнениях – достаточно просто находятся, поскольку к ним открытый доступ. Сами испытуемые приборы быстро реагируют на поступивший тестовый газ и передают сигнал на устройство локализации места сбоя;
- В манжетных уплотнениях – сложно найти (долгий отклик на проверочное вещество), но достаточно просто устранить. Поскольку распространенным местом появления таких дефектов является определенное положение обжатой валовой манжеты;
- По сварным швам – находятся не слишком затруднительно, но устранять такие трещины сложнее из-за размеров поврежденной поверхности;
- Полостные – сложно отыскать и устранить такие утечки, поскольку находятся они в герметичном корпусе. Отклик на течеискатель вакуума поступает на устройство долго (пока не заполниться вся камера проверочным веществом, или оно равномерно не распределится);
- Трубопроводные – устанавливать наличие пробоин довольно просто, но устранить их сложнее из-за запоздалого отклика;
- В насосах разрежения – легко находимы и устранимы, но лишь в случаях, когда в проверяемом устройстве вакуум глубже, чем в поврежденной системе;
- Блуждающие – течи, которые являются более сложными в обнаружении и устранении, поскольку появляются при тестировании разных систем, когда тестовые газы переносятся воздушными потоками, от чего этот газ может попасть на выхлоп предварительного насоса самого анализатора.
Преимущества современных течеискателей газа в том, что они позволяют практически точно установить местоположение расщелин, имеют долгий срок безремонтной службы и достаточно мобильны и практичны в использовании. Корпус таких устройств из надежного металла. Наличие колес позволяет перемещать аппарат одному человеку. Так же в устройствах есть дисплей для информации и понятное (на интуитивном уровне) управление. Во многих анализаторах скорость отклика быстрее, что позволяет экономить время поиска и устранения дефекта.
Применяются локализаторы пробоин в различных областях. Причем не только в промышленных. К примеру: при проверке утечки фреона диагностируются холодильные системы (холодильники). А для технической диагностики герметизации оборудования применяют анализаторы в химической сфере, нефтепромысле, авиационных разработках и при создании атомного оборудования (реакторов).
Так за год происходит утечка нефти по всей протяженности магистрального трубопровода до нескольких сотен тысяч тонн в год, а природного газа в разы больше. Тоже касается и подземных трубопроводов. Поэтому приборы помогают существенно сократить расход не только этих, но и других необходимых веществ, благодаря своевременной локализации «слабых» мест.
Гелиевые течеискатели
Гелиевые течеискатели применяются для контроля герметичности в системе, путем заполнения испытуемого оборудования легким газом, способным вытолкнуть и отсечь частицы других веществ, что вызовет срабатывание датчика. В зависимости от размера пробоины будет меняться степень сигнала.
Гелиевые течеискатели
Благодаря этим механизмам можно применять определенные способы нахождения протечек, таких как обдув или гелиевые чехлы – это два схожих метода, которые используются для локализации пробоин в вакуумных системах (имеющих собственные способы откачки газов и монометры). Принцип работы заключается в том, что на наружную часть испытуемого оборудования пускается газ для пробы. В месте расщелины этот газ будет вступать в реакцию с веществом, находящимся внутри проверяемой системы, что приведет к разрежению и фиксации попадания пущенного газа внутрь системы,
Щуп, барокамера или вакуумные присоски применяют в системах, где нельзя создавать разряжение. Поэтому при попадании пробного газа в оборудование с дефектом, давление возрастает и часть проверочного вещества проступает наружу через место негерметичности. А вот, накопление - присуще всем способам перечисленным выше, кроме метода щупа.
Широкое распространение данного вида течеискателей связано с преимуществами гелия:
- Нетоксичный и инертный;
- Не дает конденсата;
- Малое атмосферное давление, что позволяет проходить сквозь микротрещины;
- Не несет угрозы человеку и окружающей среде.
От чего эти анализаторы и пользуются спросом для диагностики большого ряда дефектов технологического оборудования или специальных систем.
Вакуумные течеискатели
На вакуумном оборудовании «негерметичности» имеют определенный характер, связанный с элементами конструкции этих приборов. Так на предполагаемую область аппарата с возможной пробоиной (под давлением) наносят жидкий раствор или с помощью обдува - специальный газ. При обнаружении течи происходит изменение показателей на вакуумметре.
Вакуумные течеискатели
Для разнотипного оборудования применяются различные методики поиска местонахождениянегерметичностей: подключаются специальные диагностирующие устройства, в которых используются разные тестовые вещества. Благодаря запуску таких веществ разгерметизированный сосуд подвергается испытанию на пропускание внутрь/наружу воздуха, газа, жидкостей или паров. Способы локализации пробоин бывают таких видов:
- Манометрический - самый простой и удобный способ для оценки уровня герметичности системы в вакууме, где уже есть вещества, которые откачивают и измеряют уровень давления. Главная задача – отследить изменения: повысилось/понизилось
- Гелиевый (масс-спектрометрический) – с самой высокой чувствительностью. Тестируемым веществом является гелий либо гелиево-воздушная смесь. При обнаружении пробоины на панели анализатора покажется увеличение показаний;
- Пузырьковый – на область, где ищут дефект, наноситься мыльный растров. В том месте, где есть пробоина (выходит газ), начинают образовываться «индикаторные» пузырьки;
- Акустический – с помощью сверхчувствительных микрофонов и микросхем при нахождении места сбоя происходит преобразование полученной информации и появляется звуковой сигнал;
- Ультразвуковой – дистанционный способ нахождения деформационных мест путем улавливания колебания детекторных вибраций, которые передают колебательные импульсы, полученные в зонах системы, где нарушена целостность конструкции. Метод подходит для анализа сварочных швов или запорной арматуры;
Помимо этих способов существует и ряд других. В том числе: гидравлический, гидростатический, химический, водородный, галогенный, люминесцентный. Не исключено, что в разных источниках можно встретить для одних и тех же способов различные толкования.