Основные методы контроля герметичности

Почему именно гелий используется в качестве рабочего газа?

Гелий является и нейтральный газом, что обеспечивает безопасность и долговечность работы. Молекула состоит из одного атома, её диаметр 0,215 нанометра, плотность гелия, при нормальных условиях, в 7,2 раза меньше, чем плотности воздуха, а притяжение его молекул в 16 800 раз меньше, чем у воздуха. Это делает гелий высокотекучим и позволяет ему проникать сквозь микроскопические отверстия. Гелий имеет относительно низкую цену. Его избыточное наличие легко определяется масс-спектрометрической ячейкой благодаря отсутствию интерференции с другими газами и парами. Содержание гелия в атмосфере очень мало (5 ррм, т.е. 0,0005%), что позволяет обеспечить высокую точность измерения, даже при работе по методу щупа.

Основные методы контроля герметичности:

	Вакуумный метод Вакууммирование исследуемого объёма откачными средствами самого течеискателя (или комбинированными средствами) и последующий обдув гелием предполагаемого места течи. Достоинства: высокая чувствительность, возможность глобального (метод гелиевого чехла) и локального (обдув) контроля герметичности, относительно невысокая стоимость. Недостатки: большое время реагирования (сильно зависит от величины объёма изделия и средств откачки); при использовании дополнительных средств откачки возможно снижение пороговой чувствительности.

	Глубоковакуумный метод Используется для глобального контроля герметичности. Исследуемый объект помещается в вакууммируемую камеру и наддувается гелием. Достоинства: самая высокая чувствительность, проверка всего объёкта, небольшое время отклика. Недостатки: высокая стоимость, ограничения по механической прочности контролируемого изделия и по его габаритам.

	Метод щупа Исследуемый объект наддувается гелием и далее обследуется при помощи щупа течеискателя. Чувствительность: до 10^-7 атм. см²/сек (или до концентрации гелия 0,1 ррм). Достоинства: метод недорог, потребная вакуумная мощность течеискателя не зависит от исследуемого объёма, возможно исследование объектов, которые нельзя вакууммировать. Недостатки: ограниченная чувствительность, эффективность зависит от оператора, время отклика зависит от длины щупа (для щупа длиной 5 метров время отклика составляет 1 секунду).

	Метод «обратного тока» («накопления») Применяется для контроля цельных (запаянных, сваренных), неразмыкаемых объектов. Метод - двухэтапный: 1) выдержка исследуемого объекта в камере с избыточным давлением гелия (около 3 бар) 2) объект вентилируется и помещается в камеру, вакууммируемую течеискателем (как правило, до 1 х 10^-2 мбар). Достоинства: относительно высокая чувствительность, подходит для тестирования герметичных (опрессованных) изделий. Недостатки: предназначен, в основном, для маленьких изделий, этап в гелиевой камере занимает продолжительное время, нельзя обнаружить большие течи.