Методы контроля герметичности сосудов

В настоящее время в различных областях техники широко применяют контроль изделий с помощью проникающих веществ. Методы испытаний различаются по виду проникающих веществ (жидкости или газы), назначению, областям применения, используемой технологической оснастке и др. Жидкие или газообразные пробные вещества проникают через несплошности конструкции вследствие наличия перепада давлений на ее стенке или за счет капиллярных сил. Для конструкций, работающих под избыточным относительно атмосферного давлением, перепад давлений считают положительным, для вакуумных – отрицательным, а для конструкций с разомкнутым объемом – равным нулю.

Методы испытаний, при которых индикаторное вещество проникает через неплотности при положительном перепаде давлений, называют компрессионными, а при отрицательном – вакуумными.

В зависимости от способа индикации первичной информации различают гидравлические, капиллярные, пузырьковые (пневматический, пневмогидравлический, вакуумный), манометрические (падение и нарастание давления, дифференциальный, микроманометрический), химический, искровой, акустический, радиоактивный, галогенный, катарометрический и масс-спектрометрический методы испытаний. Области применения методов определяются их чувствительностью к обнаружению течей, производительностью, стоимостью, безопасностью проведения работ, возможностью механизации и автоматизации контроля.

Контролю на герметичность подвергают изделия, у которых на протяжении заданного времени должно сохраняться заданное давление рабочего или контрольного вещества либо утечка рабочего вещества не должна превышать допустимого значения. Эти величины задают в технических условиях (ТУ) на изготовление изделий. К изделиям, испытываемым на герметичность, относятся корпуса судов, летательных аппаратов, ядерных реакторов, изделия холодильной и вакуумной техники, агрегаты и соединяющие их элементы гидравлических и газовых систем, трубопроводы и многие другие.

Нарушения герметичности изделий обусловлены неплотностями материала, из которого изготовлены их элементы и узлы, а также неплотностями в соединениях этих элементов и узлов друг с другом. Требуемую герметичность соединений обеспечивают путем совершенствования их конструкций и технологических процессов сборки, сварки и др. Для сосудов, находящихся под избыточным давлением, требования к герметичности определяются их объемом и допустимым изменением давления в них в течение времени. Иногда исходят из условий допустимого повышения концентрации вытекающего из объема в окружающее пространство газа.

При испытаниях вакуумных систем следует иметь в виду возможность ложных натеканий, не связанных с нарушениями герметичности оболочки системы, но препятствующих получению или сохранению необходимой степени разрежения. Ложные натекания могут быть вызваны процессами газовыделения из твердых тел и так называемыми «внутренними течами», представляющими собой каналы, соединяющие с откачанным объемом замкнутую полость внутри оболочки, образовавшуюся в процессе изготовления и содержащую газ, в среде которого осуществлялась герметизация изделия.

Существенное влияние на режим откачки контролируемых вакуумных систем оказывает влажность элементов. Например, количество пара, образующегося при испарении 1 мм3 воды при комнатной температуре в объеме, откачанном до давления 10-4 Па, может быть откачано насосом с быстротой откачки 0,1 м3/с только через сутки.

Герметичность является необходимым условием работоспособности различных изделий, поэтому надежность их контроля должна быть высокой.

Однако даже после тщательного проведения испытаний герметичность объектов может быть нарушена вследствие нескольких причин:

• превращение несквозных дефектов в сквозные под действием остаточных напряжений в конструкции в результате различных физико-химических воздействий;
• исчезновение и появление течей в результате деформации оболочек, особенно тонкостенных, под действием механических или термических нагрузок, в связи с чем испытания оболочек изделий ответственного назначения следует проводить в условиях, максимально приближенных к рабочим;
• случайное перекрытие полостей неплотностей в результате попадания в них пыли или технологических жидкостей, а также атмосферной влаги.

Воздействие атмосферной влаги может приводить к уменьшению канала течи в 10…1000 раз и даже к его полному перекрытию. При этом течь может находиться в закупоренном состоянии длительное время (от нескольких недель до нескольких месяцев) независимо от размера ее канала. Вскрытию закупоренных влагой течей способствует высокотемпературный прогрев изделий в нейтральной атмосфере или в вакууме, а также вымачивание в ацетоне перед прогревом.

При испытаниях изделий на герметичность должны быть обеспечены возможности надежной герметизации заглушек и труб подачи и отвода пробных веществ, подготовки внутренней и наружной поверхностей изделия к полному удалению посторонних веществ из полостей неплотностей, а также доступа ко всем контролируемым участкам для исправления мест, в которых возможно наличие течей.

ОКСТУ 3609

УТВЕРЖДАЮ
Председатель ТК-260
“Оборудование
химическое
и нефтеперерабатывающее”
______________В.А.Заваров
“__”________________2001
г.

ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ
ОСТ 26.260.14-2001

СОСУДЫ И АППАРАТЫ, РАБОТАЮЩИЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ. СПОСОБЫ
КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ.

1
РАЗРАБОТАН ОАО “Волгоградский научно-исследовательский и проектный
институт химического и нефтяного аппаратостроения” (ОАО
“ВНИИПТхимнефтеаппаратуры”)

2
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Техническим комитетом N 260
“Оборудование химическое и нефтегазоперерабатывающее” листом
утверждения от 17.04.2001

3
СОГЛАСОВАН Госгортехнадзором России в составе РД 26.260.010-2002
письмом N БК-03-35/198 от 16.07.2002

4
ВЗАМЕН ОСТ 26-11-14-88

1
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт
распространяется на сосуды и аппараты, изготавливаемые по ОСТ
26-291, ОСТ 26-01-900, ОСТ 26-01-1183, ОСТ 26-11-06 и может
быть использован для любого оборудования, подконтрольного
Госгортехнадзору России при соблюдении требований соответствующей
нормативной документации на это оборудование.

Стандарт устанавливает
требования к выбору способов и методике проведения контроля
герметичности сварных и разъемных соединений, а также крепления
труб в трубных решетках кожухотрубчатых теплообменных аппаратов и
аппаратов воздушного охлаждения.

2
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В
настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты,
правила и другие источники:

ГОСТ
3242-79 Соединения сварные. Методы контроля качества

ГОСТ
24054-80 Изделия машиностроения и приборостроения. Методы испытания
на герметичность. Общие требования

ГОСТ
26182-84 Контроль неразрушающий. Люминесцентный метод
течеискания

ГОСТ
26790-85 Техника течеискания. Термины и определения.

ГОСТ
28517-90 Контроль неразрушающий. Масс-спектрометрический метод
течеискания. Общие требования

ГОСТ
12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к
воздуху рабочей зоны

ОСТ
26-01-900-79 Сосуды и аппараты медные. Общие технические
условия

ОСТ
26-01-1183-82 Сосуды и аппараты алюминиевые. Общие технические
условия

ОСТ 24.203.01-90
Компрессоры объемного действия холодопроизводительностью не менее
3,5 кВт. Общие технические требования

ОСТ 24.203.02-90 Агрегаты
и машины холодильные турбокомпрессорные. Общие технические
требования

ОСТ 24.203.03-90
Оборудование холодильное. Машины и агрегаты на базе компрессоров
объемного действия. Общие технические требования

ОСТ
26-02-1015-85 Крепление труб в трубных решетках

ОСТ
26-04-2569-80 Изделия криогенной и вакуумной техники.
Масс-спектрометрический метод контроля герметичности

ОСТ 26-11-06-85 Сосуды и аппараты
сварные из титана и титановых сплавов. Общие технические
условия

ОСТ
26-291-94 Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические
условия

ПБ
03-440-02 Правила аттестации персонала в области неразрушающего
контроля (утверждены постановлением
Госгортехнадзора России от 23.01.02 N 3)

ПБ
03-576-03 Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов,
работающих под давлением (утверждены постановлением
Госгортехнадзора России от 11.06.03 N 91)

ПБ
03-605-03 Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных
резервуаров для нефти и нефтепродуктов (утверждены постановлением
Госгортехнадзора России от 09.06.03 N 76)

РД
24.200.11-90 Сосуды и аппараты, работающие под давлением. Правила и
нормы безопасности при проведении гидравлических испытаний на
прочность и герметичность

РД
26-11-01-85 Инструкция по контролю сварных соединений, недоступных
для проведения радиографического и ультразвукового контроля

РД 26-12-29-88 Правила
проведения пневматических испытаний на прочность и
герметичность

РД 26.260.011-99
Методические указания. Расчетное определение норм герметичности
сосудов и аппаратов

ПОТ РО
14000-003-98 Правила по охране труда при производстве котельных
работ и металлических конструкций

3
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

3.1 Термины и определения
в настоящем стандарте – по ГОСТ
24054, ГОСТ
26790 и ГОСТ
26182.

3.2 Требования к
проведению контроля, норма или класс герметичности изделия и (или)
его элементов, соединений (далее объектов) по таблице 1 настоящего
стандарта, при необходимости – контрольная среда и ее температура,
должны быть указаны в нормативно-технической и (или)
конструкторской документации на данное изделие.

Допускается в
конструкторской документации на объект одновременно с нормой или
классом герметичности указывать и конкретный способ контроля.

3.3 Норму герметичности
объекта, при отсутствии данных в технической документации,
рекомендуется определять по РД 26.260.011.

3.4 Конкретный способ
контроля, в соответствии с классом герметичности объекта по таблице
1, должен быть указан в технологической документации на данный
объект.

Допускается замена
указанного в нормативной и (или) конструкторской документации на
объект способа контроля герметичности на равноценный способ по
таблице 1 с учетом назначения и технологии изготовления данного
объекта и обязательным согласованием этой замены со службой
контроля предприятия.

3.5 Требования к
герметичности крепления труб в трубных решетках теплообменных
аппаратов и аппаратов воздушного охлаждения – по ОСТ
26-02-1015.

3.6 Требования к
герметичности и способы контроля криогенной техники – по ОСТ
26-04-2569.

3.7 Конструкция и
технологический процесс изготовления объекта должны обеспечивать
возможность проведения контроля герметичности как одной из
обязательных технологических операций.

3.8 Конструкция объектов,
контролируемых жидкостными способами, должна соответствовать
требованиям ПБ
03-576-03 и ОСТ
26-291, а также обеспечивать заполнение объекта контрольной
жидкостью с исключением образования воздушных подушек и полное
удаление жидкости после проведения контроля.

3.9 Конструкция объектов,
контролируемых газовыми способами, должна обеспечивать возможность
предохранения или очистки полостей возможных течей от перекрытия
жидкостями.

3.10 Конструкция
объектов, подлежащих контролю способами люминесцентной проникающей
жидкости и смачивания керосином, должна обеспечивать доступ к
контролируемой поверхности с обеих сторон.

3.11 Технология
изготовления объектов, подлежащих контролю герметичности по
настоящему стандарту, должна обеспечивать предохранение возможных
течей от перекрытия технологическими жидкостями (СОЖ,
дефектоскопическими материалами для капиллярного,
магнитопорошкового, ультразвукового контроля и т.п.) или включать
обязательные операции, обеспечивающие их очистку.

3.12 Контроль
герметичности следует проводить до нанесения лакокрасочных и других
покрытий или после полного их удаления с поверхности объекта.

3.13 Поверхность объекта,
подлежащего контролю герметичности, не должна иметь металлических
брызг, окалины, шлака, ржавчины, эмульсии, жировых и других
загрязнений, и должна быть принята службой ОТК по результатам
визуального и измерительного контроля.

3.14 Контроль
герметичности при монтаже, ремонте или техническом диагностировании
объекта следует оформлять как газоопасные работы в соответствии с
типовой инструкцией на проведение газоопасных работ, утвержденной
Госгортехнадзором России.

3.15 Результаты контроля
герметичности должны быть занесены в паспорт объекта.

3.16 Контроль
герметичности должен выполняться лицами, прошедшими специальную
теоретическую и практическую подготовку и аттестованными в
установленном порядке согласно ПБ
03-440-02, и имеющими соответствующее удостоверение.

3.17 Ответственным за
установку для контроля герметичности должно быть лицо из состава
ИТР, назначенное приказом по предприятию.

3.18 Настоящий стандарт
может быть использован предприятиями (организациями) при разработке
технологической документации по контролю герметичности для
конкретных объектов.

4
СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ