Способы контроля и средства течеискания

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 лю-минесцирующие 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.

Рис. 5.1. Комплект контроля герметичности

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. Общий вид такого комплекта, выпускаемого НИКИМТ, приведен на рис. 5.1.

Локальная схема контроля путем опрессовки применяется, напри­мер, в соответствии с ПБ 03-605—03 для контроля герметичности свар­ных швов приварки усиливающих листовых накладок люков и патруб­ков на стенке резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов. Контроль производится путем создания избыточного воздушного дав­ления 400...4000 мм вод. ст. в зазоре между стенкой резервуара и уси­ливающей накладкой с использованием для этого контрольного отвер­стия с резьбой М10х1,5 в усиливающей накладке (рис. 5.2). При этом на сварные швы как внутри, так и снаружи резервуара наносится мыльная пленка, пленка льняного масла или другого пенообразующего вещества, позволяющего обнаружить утечки.

Основные характеристики наиболее часто используемых методов течеискания приведены в табл. 5.1 (по данным Волгоградского НИИхимнефтеаппаратуры).

Рис. 5.2. Конструкция люка-лаза круглого в первом поясе стенки резервуара: 1— стенка резервуара; 2 — прокладка; 3 — днище; 4 — усиливающая накладка

Помимо перечисленных в табл. 1.3 и 5.1, 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. Ниже коротко рассматривается сущность некоторых из них.

Таблица 5.1

Методы течеискания	Пробное вещество	Индикация течи	Максимальная чувствительность, Вт
Масс-спектромет-рический (гелие­вый)	Гелий, гелиево-воздушная смесь	Увеличение показаний гелиевого течеискателя	10-14
Галогенный	Хладоно(фреоно)-воздушные смеси	Увеличение показаний галогенного течеиска­теля	1,3 10-8
Пузырьковый	Воздух, азот, вакуум	Пузырьки при давле­нии 0,2...1 МПа	6,6 10-6 ... 2,6 10 -9
Химический	Аммиачно-воздуш- ные смеси, углекислый газ	Пятна на проявителе, индикаторной ленте, меловой массе	1,3 10 -7 ... 1,3 108
Манометрический	Вода или техноло­гическая жидкость	Течь, видимая нево­оруженным глазом, падение манометриче­ского давления	1,3 10 -3
Люминесцентно-гидравлический	Вода и люмино­фор	Течь и свечение в лу­чах УФС	6,6 10 -9
Гидравлический с люминесцентным покрытием	Вода	Свечение в лучах УФС	6,6 10 -8
Акустический	Воздух, азот, вакуум	Увеличение звукового сигнала течеискателя	6,6 10 -6