Течеискание

Течеискание является одним из видов неразрушающего контроля (НК), который способен выявлять сквозные дефекты в промышленных изделиях, строительных сооружениях, технологических конструкциях; он регламентируется ГОСТом 18353 – 79. 

В соответствии с этим стандартом, контроль течеисканием классифицируется на:

  • компрессионные; 
  • вакуумные;
  • капиллярные.

Эти методы, в свою очередь, подразделяются на разновидности, зависящие от вида пробного вещества (ПВ) и способов его индикации, а также от аппаратуры и технологии её применения. 

Все методы этого вида контроля основаны на свойстве ПВ проникать через сквозные дефекты и быть зарегистрированными визуальным контролем, либо специальными индикаторами и приборами-течеискателями. В соответствии с ГОСТ 26790 – 85, ПВ для этих целей служат газы, пары летучих жидкостей и жидкости.

Компрессионные методы основываются на создании внутри объекта контроля (ОК) повышенного давления ПВ с последующей регистрацией выхода его на внешнюю поверхность изделия. В зависимости от применяемого ПВ, различаются методы: 

  • гидравлические (жидкостные); 
  • газовые.

Гидравлическими методами проводится контроль сосудов и замкнутых систем, работающих под давлением. ОК заполняется жидким ПВ, после чего герметизируется и в нём гидронасосом создаётся избыточное давление, под которым объект выдерживается определённое время. Недостаточная герметичность ОК проверяется визуальным осмотром и определяется по отпотеванию поверхности объекта или появлению капель. Этот метод даёт возможность выявить дефекты диаметром порядка 10-3 мм.

Для повышения чувствительности метода в состав ПВ вводится люминофор, либо на наружную поверхность ОК наносится индикатор с веществом, люминесцирующим при попадании на него воды. В таких случаях осмотр поверхности ОК проводится в свете ультрафиолетовой лампы.

Газовые методы контроля герметичности применяются только для замкнутых систем и объёмов; они чувствительнее гидравлических, т.к. газы обладают бо́льшей проникающей способностью по сравнению с жидкостями. Простейшим способом такого контроля является погружение ОК, в котором создано избыточное давление газа, в ёмкость с водой, где по пузырькам отмечаются места течи. Если габариты ОК не позволяют погрузить его в воду, в таких случаях поверхность объекта обрабатываются пенообразующим (мыльным) составом — в сосуде поднимается давление и по мыльным пузырькам фиксируются дефекты.

В основу химических методов течеискания положена способность некоторых газов вступать в химические реакции с индикаторными веществами, нанесёнными на поверхность ОК и изменять их окраску. Метод заключается в том, что проблемный участок изделия покрывается лентой бумаги, смоченной раствором фенолфталеина либо азотнокислой ртути (Hg(NO₃)₂), после чего в изделие закачивается 1-10%-ная аммиачно-воздушная смесь. Прошедший сквозь дефекты аммиак (NH3) оставляет на ленте малиновые или чёрные следы, указывающие места течи.

Если в качестве ПВ применяется углекислый газ (СО2), то в состав индикаторной массы, которой обрабатывается наружная сторона изделия, вводится фенолфталеин, окрашивающий её в малиновый цвет. В этом случае ПВ, проникающее через течи, обесцвечивает в этих местах индикатор, тем самым фиксируя сквозные дефекты.

Галоидный метод течеискания основан на способности галогенов ионизировать, при определённых условиях, атомы щелочных металлов. Чувствительный датчик течеискателя представляет собой диод с платиновыми электродами, между которыми прокачивается исследуемый газ. При подаче на электроды анодного напряжения и нагревании их до t = 800-900 oC анод начинает испускать ионы щелочных металлов, содержащихся в его примесях, что приводит к появлению ионного тока. Попадание галогенов в межэлектродное пространство датчика активизирует ионизацию атомов щелочных металлов и вызывает резкое увеличение анодного тока, которое регистрируется прибором. При галоидном методе контроля применяется способ щупа, когда в ОК создаётся избыточное давление ПВ, а щупом течеискателя сканируется его поверхность. В качестве ПВ применяется фреон-12 (хлордифторметан, СHClF2), элегаз (гексафторид серы, SF6) и другие галогеносодержащие газы.

Вакуумные методы заключаются в определении негерметичности ОК, которые фиксируются либо по падению показаний вакуумметра, либо по появлению в контролируемом объёме молекул ПВ, определяемых масс-спектрометром. 

Масс-спектрометрический (гелиевый) метод имеет сходство с галоидным методом, но здесь в качестве ПВ используется инертный газ гелий (He), имеющий малый молекулярный вес и способный проникать сквозь мельчайшие течи. Проникающий через сквозные дефекты ОК газ тем или иным способом (щуп, присоска, вакуумный чехол, камера и т. д.) отбирается и направляется в вакуумную камеру масс-спектрометра, где происходит его ионизация и разделение ионов по их отношениям масс к зарядам в соответствии с требованиями ГОСТ 28517-80. 

Капиллярные методы течеискания применяются в тех случаях, когда есть доступ к ОК с обеих сторон; для этих целей используются жидкости с высокой степенью смачиваемости и капиллярной проницаемости. Методика такого контроля заключается в нанесении ПВ (пенетранта) с одной стороны изделия, а проявителя – с другой. Проведение капиллярного контроля регламентируется ГОСТом 18442-80. Простейшим методом капиллярной дефектоскопии является метод керосиновой пробы, когда в качестве пенетранта применяется керосин, а проявителем служит меловая обмазка; дефект проявляется серым пятном на белом фоне.

Это далеко не полный перечень методов течеискания.