Пузырьковые течеискатели — для чего они нужны?

Помогу подобрать оборудование под ваши нужды!

Алексей Сергеевич

инженер отдела подбора оборудования

Открыть чат

Напишите мне в чат и я подготовлю вам подборку оборудования с ценами и сроками доставки. Телефон и email не потребуется.

Так как вакуумные технологии развиваются и становятся все более точными, используемые вакуумные системы и насосы должны иметь еще меньшую погрешность. В любой операции, где используется вакуум, особенно там, где задействованы очень точные приборы (исследования и разработки, масс–спектрометрия), сохранение вакуума имеет первостепенное значение. Реальность такова, что внезапные проблемы в вакууме могут иметь катастрофические последствия для процесса, окружающей среды и оператора, и одна из них, которая может оказаться сложной, — это утечка вакуума.

Проверка на герметичность пузырьковыми течеискателями — это визуальный метод проверки, например, для проверки герметичности упаковки. Испытуемый предмет полностью погружен в воду. При наличии утечек поднимаются видимые пузырьки воздуха. Для начала давайте разберемся что такое вакуумная утечка, почему ее так важно устранять и какие методы устранения существуют.

Что такое вакуумная утечка?

Почему так важно устранять утечку? 

Если вакуумная система не является “герметичной” или, вернее, недостаточно герметичной, то просто впустую тратятся усилия на создание и поддержание идеальных условий (поскольку открытая система в любом случае никогда не сможет поддерживать идеальный вакуум), операторы и продукты подвергаются ненужному риску. К примеру:

• токсичные газы/жидкости могут вытекать из вакуума;
• вакуумные процессы приносят некачественные продукты из-за попадания примесей через утечку;
• воздух может попасть в систему и потенциально способствовать образованию взрывоопасной смеси;
• вакуумная система может быть повреждена.

Вакуумная система не должна быть герметичной — она просто должна быть управляемой или достаточно низкой, чтобы рабочее давление, газовый баланс и способность достигать и поддерживать конечное / предельное давление не оказывали существенного влияния. Также стоит отметить, что утечки при более низком вакууме были бы неприемлемы и, возможно, опасны при более высоких уровнях вакуума.

Методы обнаружения утечек?

Существует четыре способа выявления утечек вакуума: испытание на пузырьки, испытание на снижение давления, испытание на повышение давления и испытание в режиме гелиевого детектора. Испытания – в порядке упоминания – соответствуют низкому и высокому вакууму соответственно.

Основные испытания на герметичность

Пузырьковый метод. Для этого нужно поместить предмет под воду и отметить, откуда берутся пузырьки, или нанести моющую жидкость вокруг соединения активной водопроводной / газовой трубы, чтобы увидеть, где образуются пузырьки / пена. 

Испытания на снижение давления. Это испытание проводится путем вакуумирования закрытого сосуда до достижения определенного давления. После этого впускной клапан насоса закрывается, а затем через некоторое время снова открывается. Этот процесс повторяется несколько раз; если время возврата вакуума к исходному уровню остается постоянным, значит, имеется утечка. Если это время уменьшается, газ, скорее всего, удаляется изнутри системы, но это не исключает возможности утечки.

Испытания на повышение давления. Этот тест противоположен тесту на снижение давления. Он включает в себя сопоставление уровня вакуума со временем, затраченным на достижение этого уровня. После изоляции системы, если имеется утечка, кривая превратится в прямую линию. Также может быть полезен контроль давления после откачки до определенного давления при выключенном клапане насоса. Если давление постоянно повышается, может произойти утечка. Сильная дегазация жидкостей или стенок сосуда также повышает давление, поэтому это не является точным доказательством утечки.

Испытание в режиме гелиевого детектора. Единственный способ обнаружить утечку, меньшую, чем 1×10-6 мбар * л/с  – это использовать гелиевый течеискатель. Гелий обычно используется не только из-за его способности измерять небольшие вакуумные утечки, но и потому, что он очень подвижен, полностью инертен / не реагирует (и, следовательно, безвреден) и доступен по относительно низкой цене.

Не нашли то, что искали?! Напишите мне👇

Алексей Сергеевич

инженер отдела подбора оборудования

Задать вопрос

Пузырьковые течеискатели

Принцип работы пузырькового течеискателя

Пузырьковый течеискатель, как правило, состоит из прозрачной водяной ванны, в которую полностью погружается испытуемый образец, например упаковка для пищевых продуктов, что позволяет проверить со всех сторон на наличие любых поднимающихся пузырьков воздуха, т.е. утечек. В идеале имеются захваты для удержания испытуемого образца под водой во время этого процесса.

Пузырьковый метод определение утечки работает лучше всего, тогда когда выше давление в испытуемом изделии по сравнению с давлением окружающей среды. В месте утечек на поверхность воды поднимаются заметные струйки пузырьков воздуха. При разнице давлений в несколько мбар поверхностное натяжение воды задерживает или предотвращает образование пузырьков. Поэтому твердые предметы или компоненты подвергаются сжатию сжатым воздухом для проверки на герметичность. И наоборот, также возможно снизить давление окружающей среды в водяной камере: в герметичной водяной камере для этой цели откачивается воздушное пространство над водой.

Для контролируемого процесса проверки на герметичность необходимо определить и соблюдать постоянное повышение давления или откачку, а также время тестирования под водой. Визуальный контроль и внимание испытателя имеют решающее значение: он должен заметить поднимающиеся пузырьки воздуха и, таким образом, может определить положение утечки на испытуемом изделии.

Преимущества и недостатки пузырькового течеискателя

Области применения пузырькового течеискателя

Сравнение испытания пузырькового и гелиевого течеискателя

В случае небольших утечек пузырьковый метод требует очень много времени (см. таблицу). В таблице приведены данные испытаний на герметичность холодильных установок, работающих с хладагентом R134a. Поэтому пузырьковые течеискатели следует применять до давления 10-4 мбар.

Подробная информация о данных у Leybold.

Как устранить течь?

Создание полностью герметичной системы на практике невозможно и даже не является необходимым. Для этого необходимо, чтобы скорость утечки была достаточно мала, чтобы можно было достичь требуемого уровня давления. Имея это в виду, вы должны указать “минимальную» допустимую скорость утечки для вашей системы.

Вместо того, чтобы “устранять” утечку в вакуумной системе, идея состоит в том, чтобы максимально снизить скорость утечки, чтобы достичь желаемого уровня вакуума. Таким образом, проверка и измерение герметичности предназначены только для определения места утечки и скорости утечки. Как только положение и скорость утечки будут зафиксированы, можно предпринять шаги для ее минимизации. Вот несколько методов, который помогут ее уменьшить:

Проверить соединения

Большинство утечек происходит в вакуумной системе в местах соединения компонентов (уплотнений). Это включает в себя насосные линии, дверцы камер и электрические вводы. Пожалуйста, имейте в виду, что срок службы уплотнений ограничен – они становятся хрупкими через несколько лет или при слишком частом сжатии или неправильной сборке. Если металлические уплотнения протекают, значит, они либо использовались повторно (что никогда не рекомендуется), либо были неправильно сжаты. В редких случаях может случиться так, что уплотнение не установлено!

Проверить смотровое окно

Смотровые окна или проходы либо привариваются, либо приклеиваются, но механическая сила или изменение температуры могут привести к растрескиванию соединения между этими материалами, что приведет к утечке в вакуумной системе. Ремонт часто невозможен, что приводит к замене компонента, но в некоторых случаях смотровые стекла и проходы можно отремонтировать, “залатав” утечку смолами с низким содержанием дегазации.

Однако, если утечка произошла в корпусе вакуумного резервуара или при сварке отверстия, латать его смолами не рекомендуется, так как они не прослужат долго. Вместо этого мы бы посоветовали сварку, поскольку это лучшее решение для обеспечения герметичности системы. В сосудах с высоким вакуумом лучше всего производить сварку изнутри, чтобы предотвратить дегазацию из-за фактических утечек, скрытых новой сваркой.