Течеискатели: принцип работы, назначение и применение

В процессе работы разнообразные механизмы систем непрерывного цикла подвергаются значительным нагрузкам, что со временем приводит к их разгерметизации. Такие процессы негативно влияют на характеристики всей системы и падение результатов выработок. Проанализировать ситуацию и вовремя подать сигнал о несоответствии помогает специальное устройство под названием течеискатель.

Течеискатель – установка, которая ищет, оценивает и локализует обнаруженную течь в системе. Работает такое устройство по принципу обнаружения перепадов давления и нарушения герметичности, при которых работает система. Существует несколько видов течеискателей, каждый из которых должен работать в определенных условиях:

• Парциальное давление хардона не менее 2 мкПа.
• Производительность звукового индикатора не менее 1 ВТ.
• Мощность потребления до 35 ВТ.
• Продолжительность работы от 1 батареи от 4 часов.

Принцип работы

Особенность устройств, предназначенных для поиска утечек в рабочих системах, заключается в том, что они способны обнаружить проблему за максимально короткое время. Это очень точное оборудование, которое справляется со своими функциями на высоком уровне качества независимо от следующих факторов: 

• Глубина залегания трубопровода.
• Показатель давления в системе.
• Значение температуры применяемой в работе системы жидкости или газа и прочих характеристик. 

В процессе работы устройств для обнаружения протечек используют:

• Гелий, криптон.
• Смеси на основе аммиака или фреона.
• Воздух и вакуум.
• Углекислый газ, азот.
• Люминофор и другие специальные составы. 

Метод выявления утечки должен быть определен в соответствии с применяемым в процессе работы системы веществом, обращая особое внимание на способ сигнализации и порог чувствительности.

Принцип работы заключается в следующем:

• В водородном аппарате замачивается смесь азота с водородом. Соотношение может быть минимальным, так как детектор способен распознать любое количество водорода.
• Стенки резервуара начинают издавать колебания, которые улавливаются ультразвуковым аппаратом. В процессе обеспечивается выход газа, но пополнят его объемы в процессе нет необходимости. С целью выявления места дефекта устанавливают датчики на противоположных концах трубопровода.
• В образованном замкнутом контуре используют флюоресцентный агрегат. В среду добавляют люминофор и используют ультрафиолетовый источник света. Если на участке видны светящиеся капли, значит в этом месте находится утечка.
• При помощи ультрафиолетового детектора проводят визуальный осмотр с целью обнаружения отложений и пузырьков.
• Среда нагревается до 900 градусов, активизируя поток положительно заряженных ионов, в которой используется щуп с датчиком, где расположился диод с навитым платиновым анодом. В результате процесса давление повышается и понижается, а звуковой сигнал дублирует эти изменения на шкале со стрелкой.

Разные виды течеискателей работают с разными веществами. Так, например, если исследуется система с горючими газами, то следует добавить специальное вещество для выявления запаха. При работе с промышленными приборами используют чувствительный сенсор и применяют фотоионизационный способ выявления утечки.

Газовые течеискатели работают на основе спектрометрического метода, благодаря которому удается проверить герметичность системы за максимально короткое время и могут быть:

• Гелиевыми, работающими по принципу улавливания гелия в вакуумной системе за счет применения спектрометра. Это высокотехнологичные компьютеризированные системы, работающие в автоматическом режиме, при котором улавливатель дефектов быстро и эффективно находит течь при помощи специального щупа или вакуумной камеры. Кроме автоматического режима, встречается и ручной. Высокая скорость обнаружения дефекта обусловлена применением гелия – универсального, легкого, летучего, с высокой проницаемостью газа.
• Галогенными, состоящими из щупа со специальным элементом, улавливающим галоиды, и блока для обработки. Алгоритм работы данного вида прост: газ прогоняется через нагретый анод, эмиссируя электроны, уловленные коллектором, после чего коллектор передает ток и отправляет его в сторону стрелочного индикатора, а показатели прибора при этом дублируются звуковым сигналом.

Виды и назначение

В связи с тем, что разные течеискатели применяют разные методы обнаружения утечек, их делят на разные категории: 

• Акустические, работающие за счет использования звуковых волн. Аппарат фиксирует звук, проявляющийся в месте возможного дефекта, так как оснащен чувствительным микрофоном и микросхемами, преобразующими звуковые сигналы. Высокочастотные сигналы преобразуются в сигналы с более низкой частотой за счет фильтров. Чаще всего такой вид используется для обнаружения утечек в системе газопровода.
• Ультразвуковые, применяемые, в большинстве случаев, для обнаружения дефектов сварных швов в трубопроводах и запорной арматуре. Принцип действия заключается в улавливании колебаний стенок в местах возможного дефекта. В данном случае начнут срабатывать вибрационные детекторы, преобразующие колебания в электроимпульсы. С целью максимально быстрого обнаружения утечек на трубопроводе размещают несколько датчиков.
• Логгеры или регистраторы гула, работающие в непрерывном режиме. Отслеживая систему и находя в ней утечки, логгеры передают сигнал в приемный блок.
• Вакуумные, работающие на основе пузырькового метода определения утечки. Для обнаружения дефекта наносят мыльный раствор и ждут появления пузырьков. Если давления в системе недостаточно, то его создают вакуумным насосом.
• Люминесцентные, которые чаще всего используют в системах закрытого типа. В процессе работы применяют светящуюся жидкость, которую добавляют в рабочую в определенной пропорции. В песте утечке жидкость начинает светиться при свете специальной лампы.

Способы применения

В процессе работы разнообразного технологического оборудования и изделий массового производства специалисты обязаны уделять пристальное внимание проверке их герметичности, так как это один из основных показателей эффективной работы многих систем.

Течеискатели находят широкое применение как в эксплуатационных организациях небольших масштабов, так и на крупных предприятиях, работающих по принципу использования многих вакуумных систем, а именно: 

• Химическое и нефтяное машиностроение для обеспечения требуемой степени герметизации технологического оборудования с целью снижения уровня загазованности рабочих помещений.
• Химическая промышленность для обеспечения герметичности устройств для индивидуальной защиты человека.
• Автомобильная промышленность для обеспечения надежной работы автоузлов.
• Пищевая промышленность для обеспечения сохранности продуктов на протяжении действия гарантийного срока.
• Производство бытовых приборов для обеспечения бесперебойной работы.
• Газовая промышленность для обеспечения защиты помещений от загазованности.
• Авиационная промышленность для обеспечения надежности узлов сборок летательных аппаратов.
• Судостроение для обеспечения надежной работы судов.
• Энергетика для обеспечения бесперебойной и экономичной работы электростанций.

Независимо от сферы, все они характеризуются изготовлением значительного количества изделий в соответствии с определенными техническими условиями, которые обязывают предприятия организовывать соответствующий контроль герметичности используемых в рабочем процессе изделий на всех стадиях производственных этапов. Если не уделять проверке герметичности разных узлов и систем должное внимание, это может привести к значительному снижению надежности и ресурсов работы оборудования с аппаратурой в больших масштабах.