Badanie szczelności gazem znakującym

butle z gazem pod ciśnieniemBadanie szczelności gazem znakującym, zwane również próbą szczelności helem daje stosującemu ją zarówno możliwość odnalezienia miejsca nieszczelności, jak i pomiaru jej wielkości. Stosując odpowiednie metody, można znaleźć przyczynę złego funkcjonowania wykorzystywanego urządzenia. Badanie szczelności helem umożliwia zdecydowanie dokładniejsze pomiary niż przy użyciu innych gazów znakujących takich jak mieszanka azotu z wodorem.


Rodzaje gazów znakujących do wykrywania nieszczelności

Gazy znakujące (znacznikowe) umożliwiają m.in. badanie szczelności zaworów oraz wykrywanie przecieków w urządzeniach elektronicznych, medycznych czy instalacjach np. wodociągowych. Również w przemyśle medycznym i spożywczym wykonuje się badania z wykorzystaniem gazów znakujących. Dzięki ich właściwościom możliwie jest odnalezienie miejsc, w których występują nieszczelności, a także ocenić ich rozmiar. Spośród najbardziej popularnych gazów można wymienić amoniak, wodór, azot oraz tzw. halogeny, czyli gazy półszlachetne. Najbezpieczniejszą i najczęściej wykorzystywaną obecnie metodą wykrywania nieszczelności jest jednak próba szczelności helem.

 

Próba szczelności helem

Próby szczelności helem przeprowadzamy z wykorzystaniem spektrometru masowego w wykrywaczu helowym. Metoda ta charakteryzuje się zdecydowanie większą czułością i dokładnością pomiaru w porównaniu z innymi gazami znakującymi. Dzięki zastosowaniu spektrometru masowego mamy gwarancję, iż na wynik uzyskany podczas badania nie miały wpływu inne czynniki - gazy co gwarantuje wysoką precyzję pomiaru.

 

Zalety wykrywania wycieków za pomocą metody gazu znacznikowego

Uszkodzenia instalacji hydraulicznych czy pneumatycznych bywają trudne do zlokalizowania gołym okiem. Często do wykrycia uszkodzeń, które powstałych w instalacjach i elementach nowych lub użytkowanych wymagany jest specjalistyczny sprzęt. Użycie metody gazu znacznikowego ze spektrometrem mas umożliwia wyszukiwanie mikrouszkodzeń o małej skali, które innymi metodami byłby trudne do znalezienia. Ponadto ryzyko błędnego wskazania miejsca wycieku jest minimalne. Przy użyciu spektrometru możliwe jest również testowanie instalacji i części wcześniej opróżnionych, pod ciśnieniem i bezciśnieniowych.

Poniżej zestawiono niektóre właściwości gazów znakujących, dla porównania użyto helu, wodoru oraz powietrza w temperaturze 25°C oraz ciśnieniu 1013 mbar.

Nazwa gazu Masa cząsteczki g/mol Lepkość µ Pa s Prędkość cieplna m/s Średnia droga swobodna µ m Przewodność cieplna W/mK
Wodór 2,016 8,9 1770 198 0,149
Hel 4,003 19,8 1256 126 0,183
Powietrze 28,89 18,36 467 68,5 0,0275

Jak widać z powyższej tabeli Hel jako gaz znakujący ma bardzo interesujące właściwości. Na pierwszy rzut oka widać również, że ponad nim w tabeli znajduje się wodór o zdecydowanie bardziej interesujących parametrach. Dlaczego więc zdecydowano się próba szczelności helem a nie próba szczelności wodorem ? Czy można stosować wodór do wykrywania nieszczelności?


Wykrywanie nieszczelności helem w porównaniu z innymi gazami znakującymi

Hel jest jednym z wielu gazów wykorzystywanych do wykrywania nieszczelności. Istnieją również np. wykrywacze wodorowe, które ze względu na właściwości fizyczne i chemiczne wodoru nie mogą być powszechnie stosowane. Wodór może wchodzić w reakcje z innymi pierwiastkami podczas dokonywania pomiarów, a ponadto jest łatwo palny. Dlatego jego zastosowanie pozostaje ograniczone do kilku sektorów i oczywiście przy zachowaniu wyjątkowych środków ostrożności.

W przeciwieństwie do wodoru – hel jest gazem neutralnym oraz niepalnym co pozwala na zastosowanie go w wielu gałęziach przemysłu przy otwartym ogniu. Ponadto próba szczelności helem nie pozostawia żadnych zanieczyszczeń ani nie tworzy trwałych związków. W efekcie czego procedura badania szczelności jest dużo łatwiejsza i zdecydowanie szybsza.