Виноградов Максим Львович, ООО «Вактрон»
Для получения истинных результатов контроля герметичности гелием требуются поверенный или откалиброванный течеискатель и эталонная течь, обученные и аттестованные специалисты по неразрушающему контролю, а также аттестация лаборатории контроля герметичности на предприятии.
При проведении испытаний на плотность и герметичность серии изделий рекомендуется использовать стенды и рабочие станции. Качественный промышленный контроль герметичности предполагает малое влияние оператора на процесс измерений, высокую производительность и архивирование данных по проверке каждого изделия. Использование поверенных течеискателей и датчиков давления является обязательным для предприятий из областей государственного регулирования единства измерений.
Три условия истинности результатов течеискания
Когда предприятие сталкивается с необходимостью контроля герметичности продукции, как правило, на первом этапе оно находит подрядчика, у которого уже есть течеискатель. Будет ошибкой использовать услуги торговой организации, так как работы по обнаружению утечек требуют аттестации персонала, наличия технической и документальной базы лаборатории неразрушающего контроля.
На этом этапе требуется привлечение сертифицированной лаборатории контроля герметичности. Благодаря регулярным внешним проверкам, такая лаборатория поддерживает выполнение трех обязательных условий для обеспечения истинности результатов контроля герметичности:
1) Обученный и аттестованный персонал, что подтверждается сертификатами и удостоверениями о повышении квалификации;
2) Поверенный гелиевый течеискатель, который внесен в реестр средств измерений России. Это можно проверить по наличию сертификатов поверки прибора и мер потока, актуальных на дату испытаний.
3) Аттестация лаборатории контроля герметичности, которая проводится независимой уполномоченной организацией. Подтверждающим документом является свидетельство об аттестации с указанием объектов контроля, испытания которых лаборатория имеет право выполнять.
В особых случаях, например, при проверке объектов АЭС, возможна аккредитация лаборатории. Аккредитация отличается от аттестации тем, что лаборатория начинает действовать не просто от имени независимой организации, а от имени государственного органа, выдающего аккредитацию.
Соблюдение этих условий гарантирует, что результаты исследований достоверны и будут учтены заказчиком продукции и внешними аудиторами.
Каким должно быть помещение для течеискания
Контроль течеисканием проводится в сухом помещении, которое оснащено необходимыми грузоподъемными средствами и приточно-вытяжной вентиляцией. При проведении контроля течеисканием освещенность в местах проведения контроля должна быть не менее 500 Лк. Рабочая зона
участке не должно быть сквозняков. Площадь рабочего участка должна соответствовать нормам, обеспечивающим безопасное выполнение работ. До начала испытаний все непосредственные участники испытаний должны быть ознакомлены с правилами техники безопасности и в процессе испытаний обязаны их выполнять.
Выхлопные патрубки форвакуумных насосов должны быть выведены из рабочей зоны, чтобы гелий противотоком не попадал в анализатор течеискателя. Порт прочистки системы течеискателя следует соединить с источником чистого азота или вывести за пределы помещения.
На месте испытаний должны находиться только лица, принимающие участие в данном этапе испытаний и прошедшие инструктаж по технике безопасности в соответствии с правилами, действующими на предприятии.
Как не испортить течеискатель в первые дни работы
Когда производство изделий становится серийным, компания, зачастую, отказывается от услуг внешней лаборатории по контролю герметичности и подготавливает на предприятии собственный испытательный участок.
Недостаточно купить течеискатель в отдел контроля качества и назначить ответственного сотрудника. Если персонал не был обучен работе с вакуумным оборудованием, гелиевый течеискатель может быть необратимо поврежден в течение первой недели работы.
Масс-спектрометрический течеискатель построен на основе турбомолекулярного насоса, подобного турбине самолета. Резкий напуск воздуха, напуск влаги, срыв контролируемого объекта или другая грубая ошибка оператора могут привести к значительному повреждению устройства, несмотря на встроенные системы защиты. Для подготовки квалифицированных операторов в университетах проводятся программы дополнительного профессионального образования. Специалисты лабораторий должны проходить такое обучение ежегодно, чтобы отслеживать изменения в нормативных актах в области неразрушающего контроля, быть в курсе новых методов и технологий.
Стенды контроля герметичности
Сложность испытаний на плотность и герметичность заключается в необходимости подготовкигерметичной оснастки. Фиксирующее оборудование должно обеспечивать разъемное соединение и в то же время быть таким же герметичным, как и сам продукт. При проверке серийной продукции избежать ошибок позволяет использование стендов течеискания.
Подобные рабочие места с течеискателем имеют подтвержденные метрологические характеристики. Используется течеискатель Ulvac Heliot, который внесен в реестр средств измерений РФ и поверен. В состав рабочего места входит течь Гелит с заводской поверкой. Все датчики давления стенда также поверены. В качестве основы стендов выбран масс-спектрометрический течеискатель Ulvac Heliot из-за следующих преимуществ:
· Высокая подтвержденная чувствительность прибора в режиме щупа. Течеискатель достоверно измеряет потоки до 10-10 Па∙м3/с способом щупа, а значит может индицировать течь Гелит в данном режиме испытаний.
· Используется схема противотока даже при высокочувствительных испытаниях. Это означает, что масс-спектрометр надежно защищен от загрязнения, поскольку только гелий имеет высокую вероятность движения против направления откачки турбомолекулярного насоса.
· Эффективная быстрота откачки по входу составляет 5 л/с по гелию. Прибор быстро вакуумирует изделие благодаря сочетанию насосов высокой производительности и большой проводимости внутренних каналов.
· Течеискатель способен управлять внешними насосами, клапанами и реле в соответствии с заданным алгоритмом.
· Недорогое сервисное обслуживание с использованием поставляемого сервисного комплекта.
· Наличие в России сервисного центра по ремонту течеискателей, сертифицированного производителем.
Далее приведены три примера стендов для проведения контроля герметичности объектов различных типов: трансмиссий автомобилей, блистерной упаковки лекарств и литиевых батарей.
Стенд течеискания трансмиссии и двигателя «РМКГ-АВТО»
Для решения задачи конвейерной проверки герметичности корпуса автоматической трансмиссии используется стенд «РМКГ-АВТО», собранный нас основе манометрического течеискателя DeFlux.
Системы данного типа используются для контроля герметичности на заводах VOLVO, SCANIA и RENAULT на территории России.
Согласно техническому регламенту, применяется вакуумметрический метод контроля при допустимой утечке 150 мм3/с при нормальных условиях. Течеискатель с помощью встроенного насоса откачивает внутреннюю полость изделия до установленного давления, а затем измеряет скорость нарастания давления, возникающую по причине наличия течей.
Вакуумирование используется для более надежной фиксации оснастки и увеличения производительности испытаний за счет меньших колебаний температуры изделия по сравнению с методом, когда в изделие подается повышенное давление пробного газа. Время тестирования одного изделия составляет порядка пяти минут, включая время на стабилизацию температурных процессов.
Оператор с помощью манипулятора с вакуумным прижимом перемещает изделие с конвейера на установку и подключает оснастку для проверки изделия. По окончании цикла измерения оператор выгружает деталь на приводной рольганг-накопитель с помощью манипулятора с вакуумным прижимом. Все остальные операции контроля герметичности полностью автоматизированы.
В комплектацию установки включается эталонная течь, настраиваемая с помощью калибруемого инструмента C9. Поток данной течи равен порогу браковки изделия.
Конструкция стенда контроля герметичности позволяет пользователю контролировать подстраиваемую эталонную течь с заданной периодичностью и проводить калибровку прибора при изменении настроек.
Стенд течеискания блистерной упаковки «РМКГ-МЕДИ»
Проверка герметичности блистерной упаковки важна для обеспечения сохранности лекарств и контактных линз в течение срока хранения, а также для предотвращения попадания бактерий и вирусов в стерильную упаковку.
Сложность контроля герметичности блистеров заключается в отсутствии возможности подключения гелия к внутренней части упаковки и необходимости проведения испытаний с высокой производительностью.
Установка для проверки герметичности блистерных упаковок оснащена шведским манометрическим детектором утечек S9 для обнаружения течей путем отслеживания изменений давления во времени и датчиками силы для предварительной локализации крупных утечек.
· Время проверки одного блистера – 30 секунд
· Минимальная регистрируемая течь – 1.10-4 Па.м3/с
Стенд проверки герметичности литиевых батарей «РМКГ-Литий»
Развитие производства электромобилей, квадрокоптеров и дронов требует больших объемов изготовления и проверки герметичности блоков литиевых батарей, а также их систем охлаждения.
Батареи являются замкнутым изделием и подать гелий в готовую сборку нельзя. Поэтому на этапе производства внутрь корпуса батареи добавляется гелий – безопасный и инертный газ. Затем изделие передается на участок контроля герметичности, где производится анализ на наличие утечки по потоку гелия из корпуса данной батареи.
Радиаторы для литиевых батарей проверяются проще. В область циркуляции хладагента через герметичную оснастку подается гелий, изделие с оснасткой накрывается куполом вакуумной камеры, и проводится проверка попадания гелия в камеру через дефекты в изделии. Система строится на базе японских вакуумных насосов и течеискателя «Ulvac».
· Время проверки одного набора батарей или радиаторов – 60 секунд
· Минимальная регистрируемая течь – 1.10-7 Па.м3/с
Заключение
Для достижения точности и достоверности результатов испытаний гелием недостаточно иметь на производстве гелиевый течеискатель. В лаборатории, помимо течеискателя, который внесен в государственный реестр средств измерений и имеет действующий сертификат о проверке, должны быть обучены работники, и создана инфраструктура лаборатории.
Сотрудники получают аттестацию для проведения процесса контроля герметичности. Лаборатория также требует сертификации и должна иметь систему менеджмента качества, архив результатов измерений и необходимую нормативно-техническую документацию.
Чтобы обеспечить объективность результатов контроля и исключить возможность воздействия на персонал лаборатории с целью влияния на результаты, лаборатория должна быть независимым отделом или иметь статус юридического лица. Лаборатория предприятия не должна участвовать в разработке испытуемого продукта.
Повышение надежности испытаний обеспечивается использованием стендов для контроля герметичности с высокой производительностью, низкой вовлеченностью оператора и автоматизацией работы фиксирующего оборудования.
Подробнее о наших услугах: http://arina.perm.ru/
Литература
1. Барченко В. Т. Анализ потребности предприятий в гелиевых масс-спектрометрических течеискателях //Вакуумная техника и технология. – 2014. – Т. 24.
2. Порядок калибровки, поверки течеискателей и аттестации специалистов неразрушающего контроля/Виноградов М.Л., Кострин Д.К.// Вакуумная техника, материалы и технология Материалы XII международной научно-технической конференции. 2017. С. 90-94.
3. Барченко В. Т. Исследование и моделирование сенсора гелия для портативного течеискателя. – 2013.
4. Создание лаборатории неразрушающего контроля герметичности проникающими веществами / Виноградов М.Л., Кострин Д.К.// Вакуумная техника и технологии - 2017 Труды 24-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. 2017. С. 58-62.
5. How to choose a leak detection method / Vinogradov M.L., Kostrin D.K., Karganov M.V., Tiskovich V.Y. // Proceedings of the 2016 IEEE North West Russia Section Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conference, EIConRusNW 2016 2016. С. 100-104.
