Файл: Балицкий А.В. Технология изготовления вакуумной аппаратуры.pdf

ЁольШие камеры в целях экономии времени рекомендуется ДО окончательного испытания более точным методом проверять опрес­ совкой под небольшим давлением воздуха (1,3—1,5 кгс/см2) с прома­ зыванием всех швов и соединений мыльным раствором. Только в том случае, если испытание опрессовкой не покажет течи, можно прово­ дить испытание камеры течеискателем, предварительно тщательно промыв и просушив ее.

давления та же, что н -при опрессовке. Затем щупом проводят -по всем соединениям • и подозрительным местам поверхности. Если «пробный» газ где-либо вытекает наружу, он будет втянут щупом и

//

Рлс. 14-4. Схема вакуумной системы масс-спектромстри- ческого течеискателя.

1 — камера масс-спектрометра;

вентилятор: 6 — форвакуумный

Еще более чувствительным прибором является течеискатель ПТИ-7, в котором чувствительность увеличена в 10 раз за счет кон­ структивных изменении масс-слектрометрической камеры и электри­

этом максимальная чувствительность прибора составляет 2-10~° л-мк.ч-рт. ст/сек. Для этой цели в вакуумную систему течеискателя введен дополнительный вентиль, установленный между азотной ло­ вушкой и пароструйным насосом. Наличие вентиля позволяет изме­ нять быстроту откачки масс-спектрометрической камеры и тем самым уменьшать скорость откачки гелия. Этот метод даст возможность провести предварительные испытания проверяемого объекта при ма­ лой инерционности прибора, а затем осуществить быстрый переход (путем частичного перекрытия дополнительного вентиля) к режиму высокочувствительных испытаний

Следует отметить, что метод дросселирования откачки неприме­ ним при испытаниях объемов с большим собственным газовыделением.

Устройство и действие масс-спектрометрических течеискателей.

Вакуумная система течеискателя состоит из небольшого диффузион­ ного масляного вакуумного насоса с воздушным охлаждением, со­ единенного с механическим вакуумным насосом, создающим необхо­ димое предварительное разрежение (рис. 14-4). Диффузионный насос через азотную ловушку и дросселирующий вентиль присоединяется к испытываемому объему. К вакуумной системе течеискателя присо­ единена и масс-спектрометрическая камера — основной узел уста­ новки.

Камера (плоская, цилиндрическая коробка) имеет ионный источ­ ник, в котором под действием потока электронов, испускаемых ка­ тодом, ионизируются газы, поступающие в камеру через вакуумную систему из откачиваемого испытываемого объема.

Выходящие из источника ионы разгоняются (ускоряются) в элек­ трическом поле напряжением 300—400 в, приложенным между короб­ кой источника и диафрагмой, установленной перед ним с целью вы­ тягивания пучка ионов из источника.

Пучок ионов попадает затем внутри камеры в магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом, между полюсами которого поме-

300

щается масс-спектрометрическая камера. Магнитное поле отклоняет пучок ионов и заставляет их лететь по круговым траекториям с ра­ диусами кривизны, соответствующими их массам. Таким образом, ионы разных газов здесь разделяются и, встречая на своем пути диа­ фрагму коллектора, частью проникают через щель на самый кол­ лектор, а частью задерживаются стенкой диафрагмы.

Электрическое поле, ускоряющее ионы, и магнитное поле, разде­ ляющее их на различные потоки, согласованы таким образом, что через щель на коллектор проникают только положительные ноны гелия.

Попадание попов гелия на коллектор вызывает протекание в его цепи весьма слабого электрического тока, достаточного, однако, для того, чтобы с помощью электронных блоков течеискателя не только отмечать попадание телия в прибор, но и измерять относительные ко­ личества гелия, попавшего в камеру течеискателя.

Присоединяемая к вакуумной системе течеискателя через дрос­ сельный вентиль испытываемая деталь или сосуд должны откачи­ ваться отдельным механическим вакуумным насосом. Приведя в ра­ бочее состояние течеискатель и откачав испытываемый объем отдель­ ным насосом, следует, открывая дроссельный вентиль, пустить часть откачиваемого из сосуда газа в вакуумную систему течеискателя.

Если теперь обдуть гелием испытываемый сосуд, то проникший в него через течь гелий обязательно частично попадает через дрос­ сельный .вентиль в масс-спектрометр и будет отмечен прибором.

Минимальная течь обнаруживается в том случае, когда испыты­ ваемый сосуд может быть полностью откачай вакуумной системой самого течеискателя, т. е. когда удается полностью открыть дрос­ сельный вентиль и отключить вспомогательный насос. В этом случае

втечеискатель попадает весь гелий, прошедший через течь.

Втех случаях, когда из-за большой течи в испытываемом сосу­ де невозможно полностью открыть дроссельный кран и отключить насос, чувствительность оказывается меньшей. Приблизительно она может быт оценена как 1/10 000 того количества газа, который уда­ ляется вспомогательным насосом из испытываемого сосуда.

Более подробное описание течеискателя можно найти в {Л. 46]. Техника испытаний. На рис. 14-5 показан обычный испыта­

тельный пост с масс-спектрометрическим течеискателем. Кроме те­ чеискателя, пост имеет стол для испытаний мелких деталей и неболь­ ших узлов, механический вакуумный насос для предварительной откачки, ряд мелких приспособлений: несколько слесарных струбцин разной величины; набор различных фланцев, глухих и со штуцерами для откачки; вакуумные шланги разного диаметра и несколько пе­ реходников к ним; резиновые пробки разных размеров, глухие и с отверстиями для вставки трубок; несколько зажимов для шлангов; пережимы рычажные (рис. 14-6) и .винтовые (рис. 14-7) для шлангов; 10—15 хомутиков (рис. 14-8) для крепления шлангов на трубках и баллон с гелием с натекателем и обдувателем (рис. 14-9).

Баллон для гелия обычно берется легкий, малого размера, от огнетушителя.

Вместо баллона может применяться обычная кислородная по­ душка, наполняемая гелием.

В испытываемых деталях, узлах и готовых установках при по­ мощи фланцев и пробок вакуумно-плотно закрываются все отверстия, кроме одного, через которое вакуумным шлангом испытываемый объем соединяется с течеискателем (рис. 14-10).

301

Для проверки на вакуумную плотность мелких узлов, как, напрйМер, корпусов вентилей, сильфонных узлов и т. п., выгодно приме­ нять трубчатые гребенки с вентилями на отростках и короткими ва­ куумными шлангами для присоединения детален.

В случаях серийного производства рационально применять спе­ циализированные приспособления для быстрой и надежной установки изделий на испытание.

Иногда, особенно при испытании крупных узлов и сложных уста­ новок, приходится проводить его в несколько приемов, так как обна­ руженные течи лучше всего устранять капитально н немедленно. Чем

загрязнение объема может спутать картину испытания. Стоит потерегь^альцем место очень малой течи, как она может перекрыться на минуты, а иногда и на часы, влагой и жиром, перешедшими с рук на металл, но через некоторое время течь вновь появится.

Как уже было показано, самый процесс испытания на вакуумную плотность при помощи масс-спектрометрнческих теченскателей всех типов состоит в общих чертах из одних и тех же операций. Однако испытание сверхвысоковакуумиых систем обдуванием не всегда бы­ вает достаточно надежным, так как весьма малые течи легко при этом пропустить. Поэтому целесообразно в ряде случаев использо­ вать так называемый метод гелиевой камеры.

Метод заключается в том, что испытываемая установка или узел целиком (при малых габаритах) или по частям (если размеры его велики) накрывается колпаком или мешком из сравнительно мало проницаемого для газа материала. Под колпак при испытании впус­ кается гелий. Особой герметнчитгги от таких колпаков или мешков не требуется, так как для испытания достаточно создать вокруг подозрительных участков поверхности более или менее богатую смесь гелия с воздухом на сравнительно короткое время. В атмосферном воздухе гелий присутствует в количестве 1/200 000 доли, так что даже 10%-ная смесь гелия с воздухом будет в 20 000 раз более концентри­ рованной и прнникновение гелия из нее в проверяемый объем сразу будет обнаружено течеискателем.

При испытании методом гелиевой камеры возможность пропуска течи исключается, но место ее нахождения не определяется. Следо­ вательно, нужно сначала методом гелиевой камеры определить, есть

3 0 4