Основы, классификация и чувствительность физических методов течеискания

применяются для обнаружения сквозных дефектов. Для многих изделий (сосуды, замкнутые объемы) важнейшим эксплуатационным требованием является герметичность, т.е. свойство изделия обеспечивать настолько малое проникновение газа или жидкости, чтобы им можно было пренебречь в рабочих условиях. Особо высокие требования предъявляются к изделиям, работающим в вакууме, такие изделия должны обладать вакуумной плотностью. Сквозные дефекты могут сказываться и на других характеристиках соединения (прочности, коррозионной стойкости, электропроводности и др.), поэтому метод контроля течеисканием применим и для других изделий, даже для сварных листов. Методы контроля течеисканием подразделяются на гидравлические, пневматические, вакуумные, химической индикации течей, керосином и пенетрантами, газоаналитические и др.

В гидравлических методах в качестве проникающего вещества используется жидкость, обычно вода, которая подается под давлением с одной стороны шва. Дефект обнаруживается по появлению жидкости с противоположной стороны шва. Применяются различные варианты гидравлического контроля. При испытаниях избыточным гидравлическим давлением в изделие подается вода под давлением, которое в 1,5...2 раза превышает рабочее. Изделие выдерживают определенное время, следя за давлением по манометру, затем обстукивают молотком, течи выявляются в виде струек и отпотевания поверхности контролируемого изделия. Этим методом выявляются дефекты диаметром до 0,001 мм. Гидравлические испытания под давлением менее опасны, чем пневматические, так как жидкость несжимаема и течь ведет к падению давления без взрыва. Для открытых сосудов и корпусов возможен контроль наливом воды. Возможны испытания сварных швов поливом воды под давлением от 0,1 до 1,0 МПа и осмотром места течи с противоположной стороны. При этом способе контроля выявляются дефекты диаметром от 0,5 мм. При люминисцентно-гидравлическом методе негерметичность шва определяется по течи и свечению индикаторной жидкости. Иногда в индикаторную жидкость добавляют радиоактивные вещества, которые дают возможность фиксировать очень мелкие дефекты с помощью датчиков ионизирующего излучения.

Пневматические испытания производятся давлением воздуха, равным 1... 1,2 рабочего давления. Разновидностью пневматических испытаний является манометрический метод, при котором изделие выдерживается под давлением от 10 до 100 ч. Изменение давления, наблюдаемое по манометру, не должно превышать допускаемой величины. Испытания под высоким давлением опасны, поэтому их проводят редко. Возможно определение места течи при испытаниях невысоким давлением (0,03...0,3 МПа). Для индикации используют мыльную пену или пенные индикаторы на основе моющих средств. Поры диаметром 10-3...10-4 мм можно обнаружить, обдувая поверхность сварного шва воздухом из шланга под давлением примерно 0,4 МПа. Иногда проводят пневмогидравлические испытания, создавая внутри изделия избыточное давление и погружая его в воду. Возможны и другие варианты пневматических методов контроля, например акустический метод, когда по наличию колебаний воздуха или газа, проходящего через несплошности с частотой приблизительно около 4 кГц, можно определить наличие дефектов.

Вакуумные методы основаны на перепаде давления, создаваемого откачкой воздуха из изделия. К ним относятся манометрический метод, электроискровой и др. Широко используется метод мыльной индикации: на проверяемый участок шва, предварительно смазанный мыльным раствором, накладывается прозрачная камера на присосках, в которой создается низкий вакуум. При наличии в шве дефектов воздух проникает через несплошности и на поверхности шва образуются мыльные пузыри, наблюдаемые через прозрачное стекло камеры. Метод можно использовать для контроля стыковых и нахлесточных соединений.

Метод химической индикации течей заключается в том, что на контролируемые стыки сосуда наносят индикаторную массу, пасту или ленту. В сосуд подают пробный газ под избыточным давлением. Пробный газ проникает через неплотности и окрашивает индикатор. В качестве пробного газа используют аммиак или углекислый газ, в качестве индикатора - 5 %-й раствор азотнокислой ртути (при наличии течи появляются черные или фиолетовые пятна) или фенолфталеин (появляются бесцветные пятна на малиновом фоне).

Метод контроля керосином (бензином или спиртом) основан на высокой проникающей способности керосина или другого пенетранта, например бензина или спирта. Обычно контролируемый шов покрывают меловой краской со стороны, доступной для осмотра и устранения дефектов. Затем шов смачивают керосином с другой стороны и выдерживают необходимое время (обычно 15...60 мин). Дефекты выявляют по ржавым полосам и пятнам на слое мела. Иногда добавляют в пробную жидкость краску или люминофор.

Газоаналитические методы (контроль с помощью течеискателей) заключаются в следующем: с одной стороны сварного шва в замкнутом изделии подается пробный газ, с другой стороны - отбирается проба газа, которая подается в анализатор течеискателя. Существуют различные схемы контроля с помощью течеискателей: опрессовка - пробный газ подается под избыточным давлением внутрь сосуда, обдув контролируемого шва пробным газом и отбор пробы газа из сосуда, аккумулирование - изделие выдерживается в атмосфере пробного газа, а затем производится отбор пробы газа из изделия (при этом достигается максимальная чувствительность, но определение места течи затруднено). Течеискатели бывают катарометрические, ими место дефекта определяют по изменению теплопроводности газовой смеси вблизи дефекта. В качестве пробного газа при этом используют азот, углекислый газ, инертные газы.