Для контроля герметичности различных конструкций с помощью пробных веществ (за исключением пенетрантов) необходимо создание разности давлений по разные стороны их стенок. При этом помимо пробных веществ требуются устройства для создания и измерения разности давлений (компрессоры, насосы, манометры и др.), а также средства обнаружения выхода пробного вещества через течи. Для обнаружения течей применяют как специальные приборы — течеискатели, так и неприборные средства, например используют люминесцирующие вещества или методы капиллярного контроля.
Объекты нефтегазовой промышленности, контролируемые методами течеискания, являются незамкнутыми и позволяют воздействовать как на их внешнюю, так и внутреннюю поверхности. Соответственно по способу создания разности давлений различают схему с внутренним и внешним избыточным давлением. При этом не обязательно создавать по разные стороны конструкции разности абсолютных давлений газовой смеси. Достаточно разности парциального давления пробного газа.
Способ, при котором для создания разности давлений объект контроля откачивают, называют вакуумным. Способ, предусматривающий создание внутреннего избыточного давления выше атмосферного, называют опрессовкой. При опрессовке газом внутреннее давление принимается всегда значительно ниже расчетного по условию прочности, что обусловлено возможными катастрофическими последствиями от разрыва объекта контроля. При гидроопрессовке разлет осколков не происходит и ее проводят с давлением на 25...50 % выше номинального рабочего. Обязательным условием при этом является отсутствие воздушных скоплений («подушек», «пробок»).
Поэтому перед гидроопрессовкой воздух из невентилируемых полостей откачивают, а из вентилируемых выпускают через вентиль, установленный в верхней части полости (воздушник). В общем случае перечень опасных и вредных факторов, сопровождающих процессы испытаний на герметичность, требования промышленной и экологической безопасности приведены в ГОСТ 30703—2001.
И для опрессовки, и для вакуумного способа возможны две схемы контроля: интегральная и локальная. При интегральной схеме анализируют состав и количество газа, проникающего в объект контроля извне или, наоборот, изнутри. При локальной схеме поиска каждую течь обнаруживают отдельно с помощью щупа, улавливающего появление пробного газа, вакуумной камеры-присоски или визуально.
Например, при контроле герметичности сварных швов вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов применяют локальные вакуумкамеры, в которых создается разрежение над контролируемым участком с перепадом давления не менее 250 мм вод. ст. Неплотность сварного шва обнаруживается по образованию пузырьков в нанесенном на сварные соединения мыльном или другом пенно-образующем растворе. Контроль герметичности при этом осуществляется с помощью комплекта оборудования, состоящего из набора плоских и угловых вакуумных камер-присосок, вакуумного насоса и арматурного блока с вакуумметром.
И для опрессовки, и для вакуумного способа возможны две схемы контроля: интегральная и локальная. При интегральной схеме анализируют состав и количество газа, проникающего в объект контроля извне или, наоборот, изнутри. При локальной схеме поиска каждую течь обнаруживают отдельно с помощью щупа, улавливающего появление пробного газа, вакуумной камеры-присоски или визуально.
Например, при контроле герметичности сварных швов вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов применяют локальные вакуумкамеры, в которых создается разрежение над контролируемым участком с перепадом давления не менее 250 мм вод. ст. Неплотность сварного шва обнаруживается по образованию пузырьков в нанесенном на сварные соединения мыльном или другом пенно-образующем растворе.
Таблица 7.
| Методы течеискания | Пробное вещество | Индикация течи |
| Масс-спектрометрический (гелиевый) | Гелий, гелиево-воздушная смесь | Увеличение показаний гелиевого течеискателя |
| Галогенный | Хладоно(фреоно)-воздушные смеси | Увеличение показаний галогенного течеискателя |
| Пузырьковый | Воздух, азот, вакуум | Пузырьки при давлении 0,2...1 МПа |
| Химический | Аммиачно-воздуш- ные смеси, углекислый газ | Пятна на проявителе, индикаторной ленте, меловой массе |
| Манометрический | Вода или технологическая жидкость | Течь, видимая невооруженным глазом, падение манометрического давления |
| Люминесцентно-гидравлический | Вода и люминофор | Течь и свечение в лучах УФС |
| Гидравлический с люминесцентным покрытием | Вода | Свечение в лучах УФС |
| Акустический | Воздух, азот, вакуум | Увеличение звукового сигнала течеискателя |
Контроль герметичности при этом осуществляется с помощью комплекта оборудования, состоящего из набора плоских и угловых вакуумных камер-присосок, вакуумного насоса и арматурного блока с вакуумметром.
Помимо перечисленных в табл. 7, в ряде специфических случаев применяют и другие методы, например радиоактивный, акустико-эмиссионный, электронозахватный, плазменный и др.
Для обнаружения течей могут одновременно или последовательно использоваться несколько методов течеискания. При контроле герметичности в обязательном порядке используют прежде всего методы, реализующие интегральную схему контроля. На практике наибольшее применение нашел манометрический метод, отличающийся максимальной простотой, доступностью и позволяющий установить наличие или отсутствие течи во всем объеме контролируемой конструкции, а также ее величину. Установление местоположения течей производят с использованием методов, реализующих локальную схему контроля. Пример простейшей системы течеискания представлен на рис. 13.1.
Рис. 13.1. Схема контроля герметичности с помощью вакуумной камеры: 1 - вакуумметр, 2 - трехходовой кран (в двух положениях), 3 - оргстекло, 4 - металлическая рамка, 5 - губчатая резина-уплотнитель, 6 - контролируемое сварное соединение, 7 - пленка пенообразующего вещества.
