Классификация методов контроля герметичности

Гидростатический метод

Метод включает в себя способ внешней опрессовки и капиллярный способ.

Различные технологические аппараты, работающих под давлением (например, нефтехимаппаратура, паровые котлы, и др.) подлежат обязательным гидроиспытаниям на прочность. Сосуды, корпуса, трубные системы и другие объекты, которые должны выдерживать значительные давления, подвергают гидроиспытаниям на прочность опрессовкой испытательным давлением значительно выше рабочего (в 1,25 - 1,5 раза). Одновременно с контролем герметичности способ позволяет проводить испытания на прочность объектов.

Сущность способа внешней опрессовки заключается в том, что контролируемый объект заполняют рабочей жидкостью, а затем с помощью гидравлического насоса (гидростенда) с определенной скоростью создают в нем избыточное испытательное давление и выдерживают под этим давлением некоторое время. Затем давление снижают и производят визуальный осмотр наружной поверхности изделия. Признаком дефекта является появление капель воды, отпотевание наружной поверхности, струй и потоков жидкости. Такой способ контроля позволяет выявлять течи с величиной около 1∙10^-5 м³∙Па/с (в единицах потока газа).

Когда нельзя создать избыточное давление (открытые сосуды) испытания проводят способом под наливом в них жидкости (обычно воды) без напора. При этом создается статическое давление от гидравлического столба жидкости, определенной высоты (например, 0,5...2,5 м). Выдержка по времени составляет не менее 1 ч. Порог чувстви­тельности способа 1∙10^-3м³∙Па/с.

Следующим достаточно распространенным в промышленности способом является способ керосиновой пробы или капиллярный.

При данном способе контроля противоположную сторону поверхности сварных соединений объекта контроля смачивают пробной жидкостью, например, керосином. Пробная жидкость под действием капиллярных сил проникает через сквозные дефекты. После чего контролируемую поверхность сварных соединений покрывают индикаторной массой, обычно, суспензией мела или каолина в воде или спирте. После высыхания, индикаторного покрытия, на нем образуются контрастные пятна, по наличию которых судят о местах расположения течей. Керосин в отличие от воды (полярной жидкости) обладает высокой смачивающей способностью, низкой вязкостью и может проникать в мельчайшие дефекты (поры, трещины) с характерным размером до 10^-3…10^-4 мм.

Предельная высота капиллярного подъема жидкости зависит от ее свойств, и размеров канала микродефекта:

где σ - коэффициент поверхностного натяжения жидкости, θ - угол смачиваемости поверхности, r - характерный размер течи (радиус отверстия или ширина щели), ρ - плотность жидкости.

Смачивание керосином проводится несколько раз подряд. Порог чувствительности зависит от времени выдержки, чистоты керосина, качества очистки изделия и составляет 10^‑6 м³∙Па/с. Время выдержки сварных соединений после смачивания их керосином составляет от ~ 40…120 мин. до 12 и более часов в зависимости от толщины стенки, температуры воздуха и должно соответствовать времени, указанному в технической документации. Иногда, с целью повышения контрастности пятен пробной жидкости на индикаторе и фиксации пятен на продолжительное время (несколько суток) в керосин добавляют жирорастворимый темно–красный краситель.

Нанесение суспензии тонким слоем можно производить кистью либо пульверизатором. Если применяется водно–меловая суспензия, то после нанесения ее на сварное соединение, последнее должно быть просушено естественным способом на воздухе в течение 1 часа или горячим воздухом с температурой 60…100 °C.

Способ получил довольно широкое распространение благодаря своей простоте и сравнительно высокой чувствительности.