Schvaľovanie postupov zvárania kovových materiálov WPQR

Skúšanie netesností pomocou stopových prvkovskúšobného plynu v skúšobni,+ nízka dynamická viskozita vodíka:8,92 . 10 -4 Pas,+ nízka cena skúšobného plynua jeho dobrá dostupnosť,– výbušnosť pri prekročení jehokoncentrácie vo vzduchu.Použitie vodíka pri skúškach netesnostíbolo opísané už v 70-tych rokochminulého storočia; zmienka jenapr. v literatúre [10].Citlivosť vodíkového detektora (obr.8 a 9) pri hľadaní netesností je 5 . 10 -7mbar.l/s pri použití zmesi detekčnéhoplynu 5 % H 2/ 95 % N 2a pri skúšketesnosti cca 2,5 . 10 -6 mbar.l/s v jednoduchej testovacej komore pri atmosférickomtlaku.Náklady na zakúpenie a prevádzkovanievodíkového hľadača netesnostísú len o niečo nižšie než na skúšanienetesností pomocou héliovýchhľadačov.Výsledky z praxe zatiaľ nepotvrdzujúvyššiu kvalitu a menšiu náročnosťskúšania pomocou vodíkových hľadačovnetesností.Pri voľbe medzi vodíkovým a héliovýmhľadačom netesností sa odporúčaskôr konzervatívne stanovisko– použiť héliový hľadač.7 SKÚŠANIE NETESNOSTÍPOMOCOU HÉLIAHéliový detektor netesností: detektornetesností, ktorý reaguje na prítomnosťhélia v skúšobnom plyne.[Definícia podľa STN EN 1330-8,čl. 4.2.7] [8]Princíp metódy – netesnosť skúšanýchzvarov sa zisťuje meraním prítomnostistôp hélia pomocou hmotnostnéhospektrometra naladenéhona hélium.Pri hmotnostnej spektrometrii sameraná látka vo vysokom vákuupremení na paru alebo plyny a tietočastice (neutrálne molekuly, prípadneatómy) sa po zrážke s elektrónmipremenia na častice nesúceurčitý elektrický náboj. Podľa veľkostisvojej hmoty a náboja sa dráhytýchto častíc v magnetickom a elektrickompoli rôzne odchyľujú (zakrivujú).Indikáciou tohto javu sa získahmotnostné spektrum meranej látky.Kvantitatívne zloženie častíc prirozpade molekúl v ionizačnej komoreprístroja je stále a je pre danú látkucharakteristické.Na zachytenom spektre odpovedáprvé maximum molekulárnej časticis najväčšou hmotou a ďalšie maximáodpovedajú odštiepeným časticiams menšími hmotami.Hmotnostný spektrometer pozostávazo (obr. 10):1. zdroja vysokého vákua – jeho úlohouje zabezpečiť pracovné podmienkyna činnosť hmotnostnéhospektrometra. Zdroj obsahuje: rotačnúolejovú vývevu (ROV) a turbomolekulárnuvývevu (TMV);snímače nízkeho a vysokého vákua(vákuometre) a vhodne dimenzovanéspojovacie potrubiea príslušné ventily;2. ionizátora – v tejto časti sa následkomzrážok s elektrónmi emitovanýmizo žeravej katódy ionizujúzostatkové plyny mechanizmomnárazovej ionizácie;3. magnetického separátora – hlavnejčasti hmotnostného spektrometra,teda i hľadača netesností;4. jednosmerného zosilňovača –jeho funkciou je zosilniť signál dopadajúcichiónov hélia na merateľnúúroveň;5. meracích a signalizačných elektronickýchobvodov.V magnetickom poli separátora dochádzak zakriveniu dráh kladnýchiónov. Teoretický opis tohto javu v 30.rokoch minulého storočia uviedolamerický fyzik A. J. Dempster pomocourovnice (Dempsterova rovnica)1212⎛ m⎞Ur = ⎜ 2. .⎝ q ⎟⎠ Bkde r je polomer zakrivenia dráhyiónu,m – hmotnosť iónu,q – elektrický náboj iónu,U – urýchľovacie napätie,B – indukcia magnetickéhopoľa separátora.Z Dempsterovej rovnice vyplýva, žena zakrivenie dráhy iónov majú hlavnývplyv:– urýchľovacie napätie (U), ktoréudeľuje rýchlosť iónom zostatkovýchplynov pred vstupom do komoryseparátora,– veľkosť indukcie magnetickéhopoľa (B) v priestore separátora.Magnetické pole zakrivuje dráhyiónov po kruhovej dráhe. Héliovýhľadač netesností je v podstate„naladený“ hmotnostný spektrometertak, aby na kolektor separátoradopadali len ióny hélia;Prednosti hélia z hľadiska skúšanianetesností:+ najmenší priemer častice – iónhélia má priemer rádovo 10 -10 m,+ veľmi nízka hodnota koncentráciehélia vo vzduchu (5,24 . 10 -4 obj. %),+ z toho vyplývajúca veľmi nízkaúroveň pozadia, t. j. koncentrácieskúšobného plynu v skúšobni,Obr. 8 Vodíkový hľadač netesnostíObr. 9 Skúška netesností zvaru vodíkovýmhľadačom netesnostíObr. 10 Héliový hľadač netesností (hmotnostnýspektrometer)+ nehorľavosť hélia,+ nevýbušnosť hélia,+ zdravotná nezávadnosť hélia,+ nízka viskozita tečúceho plynu– dynamická viskozita hélia je19,68.10 -6 Pas.Pre prax z uvedeného vyplýva, že héliumumožňuje lokalizovať najmenšienetesnosti, a to rádovo až 10 -9 m.Za zápory hélia treba považovať:– vysokú cenu skúšobného plynua jeho ťažšiu dostupnosť,– potrebu skúšobného plynu vysokejčistoty [99.996 %].8 URČENIE CITLIVOSTIHĽADAČOV NETESNOSTÍA PRAHOVEJ CITLIVOSTISPÔSOBOV SKÚŠANIACitlivosť hľadačov netesností sa volív závislosti od požadovanej triedy188 ZVÁRANIE-SVAŘOVÁNÍ | 6-7/2008