ГОСТ Р 50.05.01-2018. Национальный стандарт Российской Федерации. Система оценки соответствия в области использования атомной энергии. Оценка соответствия в форме контроля. Унифицированные методики. Контроль герметичности газовыми и жидкостными методами

5 Общие положения

 

5.1 Назначение контроля герметичности

Контроль герметичности проводят с целью установления соответствия герметичности ОК нормам, заданным в конструкторской (проектной) документации. При установленном несоответствии герметичности ОК нормам процедура контроля обеспечивает выявление течей, приводящих к потере герметичности ОК.

5.2 Основы контроля герметичности

5.2.1 Контроль герметичности осуществляется с применением пробных веществ, способных проникать через течи под действием перепада давления на концах канала течи, и средств контроля, обеспечивающих регистрацию их проникновения.

5.2.2 Негерметичность (суммарная или локальная) определяется по следующим признакам, которые являются результатом взаимодействия пробного вещества со средством контроля: пузырьки контрольного газа в индикаторной жидкости, люминесцентные, цветные, ахроматические индикаторные следы на индикаторном покрытии, изменение давления в полостях ОК или окружающем ОК объеме, акустические эффекты и т.д.

5.3 Испытания на герметичность

Фактический поток пробного вещества или контрольной среды через течи, устанавливаемый при контроле герметичности, может объективно соответствовать норме герметичности ОК только при испытательном давлении, равном рабочему, которое обеспечивает выполнение следующих условий: создает необходимый для течения пробного вещества перепад давления на концах каналов течей и создает напряжения в конструкции ОК, моделирующие рабочие, от которых зависят геометрические и расходные характеристики каналов течи.

Примечание - Контроль герметичности объектов, работающих под давлением, может быть проведен без подачи испытательного давления (например, способы обдува гелием, гелиевой камеры, керосиновой пробы, пузырьковый вакуумный) при соответствующем указании в КД.

 

5.4 Течи. Величина течей

5.4.1 Причинами течей являются трещины, непровары, прожоги, окисные плены и т.п. в сварных соединениях, неметаллические включения в виде зерен, строчек, волокон оксидов, нитридов интерметаллидов, дислокации кристаллической структуры, расслоения, разрывы, коррозия и другие дефекты основного металла и других элементов оборудования и трубопроводов АС.

5.4.2 В связи с неопределенностью формы канала течей косвенную оценку величины течей осуществляют по величине потока воздуха через течь или все течи, имеющиеся на ОК, при нормальных условиях при перепаде давления из атмосферы в вакуум. Единицы измерения величины течи, выраженные через поток воздуха в системе единиц СИ, имеют вид:

 

. (1)

 

Соотношения единиц измерения величины потока газа приведены в приложении А.

Эти же единицы применяются для выражения пороговой чувствительности средств и систем контроля, норм герметичности и величин, обнаруженных в процессе контроля герметичности утечек и натеканий.

5.5 Классы герметичности

5.5.1 Требования к герметичности объектов контроля должны быть определены разработчиком объекта контроля и заданы в КД в виде норм или класса герметичности объекта.

Примечания

1 В обоснованных случаях требования к герметичности ОК могут быть заданы разработчиком ОК в виде класса чувствительности систем контроля, которые необходимо использовать для контроля герметичности данного ОК.

2 Требования к герметичности ОК могут быть заданы его разработчиком в виде конкретных способов или системы контроля.

 

Таблица 1

 

Классы герметичности объектов

 

Класс герметичности	Диапазоны величин предельно допустимых потоков воздуха через течи ОК при рабочем давлении, м3·Па/с
I	От 5·10-11 до 5·10-10 включ.
II	От 5·10-10 до 5·10-9 включ.
III	От 5·10-9 до 5·10-7 включ.
IV	От 5·10-7 до 5·10-6 включ.
V	От 5·10-6 до 5·10-4 включ.

 

5.6 Методы, способы, средства контроля герметичности

В зависимости от свойств контрольной среды, пробного вещества и принципа его регистрации различают газовые и жидкостные методы контроля герметичности, каждый из которых включает в себя ряд способов. В зависимости от применяемого способа определяют места расположения течи или суммарную негерметичность ОК, то есть проводят контроль локальной или суммарной герметичности. Перечень основных методов и способов контроля герметичности приведен в таблице 2.

 

Таблица 2

 

Методы и способы контроля герметичности

 

Группы методов	Наименование метода	Пробное вещество	Средства контроля	Признак обнаружения дефекта	Наименование способа	Область применения	Назначение
Газовые	Масс-спектрометрический	Гелий	Масс-спектрометрические гелиевые течеискатели	Превышение текущим уровнем сигнала браковочного уровня	Гелиевой (вакуумной) камеры	Для ОК и сварных швов ОК, в которых можно создать вакуум (или избыточное давление гелия) и которые можно поместить в гелиевую (или вакуумную) камеру. Для сварных швов, доступных для установки на них локальных камер	Контроль суммарной герметичности
					Опрессовки замкнутых оболочек	Для замыкающего сварного шва ОК, которые могут быть помещены в камеру для опрессовки гелием
					Термовакуумный	Для ОК, в которых можно создать вакуум не более 0,1 Па и которые можно поместить в вакуумную камеру для нагрева 400 °C
					Гелиевого щупа	Для сварных швов трубных систем и других типов ОК, в которых можно создать избыточное давление гелия	Контроль локальной герметичности
					Обдува гелием	Для ОК, в которых можно создать требуемый вакуум
	Галогенный	Хладон	Галогенные течеискатели		Галогенного щупа	Для сварных швов трубных систем и других типов ОК, в которых можно создать избыточное давление пробного вещества
	Пузырьковый	Воздух азот, аргон и другие газы	Мыльная пена, полимерный состав	Образование пузырей	Пневматический	Для ОК, в которых можно создать избыточное давление газа и контролируемые места покрыть пенообразующим составом
			Вода, спирт		Пневмогидравлический аквариума	Для ОК, которые можно заполнить газом под избыточным давлением и погрузить в ванну с водой
		Воздух	Мыльная пена, полимерный состав	Образование пузырей	Пузырьковый вакуумный	Для незамкнутых конструкций с односторонним доступом к контролируемой поверхности.
Жидкостные	Гидравлический	Вода	Вода	Капли, потеки, струи	Гидравлический	Для ОК, в которых можно создать избыточное давление воды и контролируемые участки доступны для наблюдения
	Люминесцентно-гидравлический	Водный раствор аммониевой или динатриевой соли флуоресцеина	Источник ультрафиолетового света, ткань	Свечение пробного вещества в лучах ультрафиолетового света	Люминесцентно-гидравлический	Для ОК всех типов, в которых можно создать избыточное давление жидкости, отсутствуют застойные, непромываемые зоны и контролируемые участки доступны для осмотра в лучах ультрафиолетового света или наложения ткани
		Вода	Индикаторная масса или лента, источник ультрафиолетового света	Свечение индикаторного покрытия в лучах ультрафиолетового света	Гидравлический с люминесцентным индикаторным покрытием	Для ОК всех типов, в которых можно создать избыточное давление воды и контролируемые участки доступны для наложения индикаторного покрытия и осмотра в лучах ультрафиолетового света
	Гидростатический	Вода	-	-	Налива воды без напора	-
	Проникающими жидкостями (капиллярный)	Органические растворы люминофоров	Адсорбирующее вещество, источник ультрафиолетового света	Свечение адсорбирующего вещества в лучах ультрафиолетового света	Люминесцентных проникающих жидкостей	Для ОК, поверхность которых доступна с наружной и внутренней стороны
		Керосин	Меловое покрытие	Пятна керосина на меловом покрытии	Керосиновой пробы
Газовый и жидкостный	Манометрический	Газ или жидкость	Манометр	Падение давления	По падению давления	Для замкнутых конструкций, в которых можно создать давление выше атмосферного	Контроль суммарной герметичности
				Повышение давления	По повышению давления
				Перепад давления относительно давления в эталонной емкости	Дифференциальный

 

5.7 Пороговая чувствительность контроля герметичности. Классификация и выбор способов и систем контроля герметичности

5.7.1 Все системы контроля, представленные в настоящем стандарте, разделены на пять классов чувствительности, номера и диапазоны величин которых совпадают с номерами и диапазонами классов герметичности объектов контроля.

5.7.2 Классы чувствительности систем контроля приведены в таблице 3 и таблице Б.1 приложения Б.

В таблице 3 классы чувствительности систем контроля представлены через наименьшие величины выявляемых течей.

 

Таблица 3

 

Классы герметичности и классы чувствительности

систем контроля

 

Класс герметичности и чувствительности	Диапазон пороговой чувствительности системы контроля, (м3·Па/с)	Способ контроля	Требования, предъявляемые к изделию при подготовке и проведении контроля герметичности
			Осушка изделий нагревом, °C		Испытательное давление контрольной среды P
			при атмосферном давлении	при вакуумировании	Па (абсолютное)	кгс/см2 (абсолютное)
I	От 5·10-11 до 5·10-10	Термовакуумный	-	От 380 до 400	P >= 2·104	P >= 1
		Гелиевой (вакуумной) камеры	От 250 до 300	-	P >= 1·105
		Гелиевого щупа			P >= 5·106	P >= 50
II	От 5·10-10 до 5·10-9	Гелиевой (вакуумной) камеры	От 250 до 300	От 250 до 300	1·105 > P >= 0,2·105	1 > P >= 0,2
		Гелиевого щупа			5·106 > P >= 6·105	50 > P >= 6
		Обдува гелием			-	-
		Люминесцентно-гидравлический	Не требуется		P >= 2·107	P >= 200
III	От 5·10-9 до 5·10-7	Гелиевой (вакуумной) камеры	От 150 до 200	От 100 до 120 (длительность выдержки при остаточном давлении от 7 до 8 Па составляет не менее 1 ч)	P >= 0,2·105	P >= 0,2
		Гелиевого щупа			P >= 2·105	P >= 2
		Обдува гелием			-	-
		Пневматический			P >= 2·106	P >= 20
		Опрессовки замкнутых оболочек	Не требуется		P >= 1·106	P >= 10
		Люминесцентно-гидравлический			2·107 > P >= 2,5·106	200 > P >= 25
		Гидравлический с люминесцентным индикаторным покрытием			P >= 3·106	P >= 30
		Люминесцентных проникающих жидкостей			-	-
IV	От 5·10-7 до 5·10-6	Гелиевой (вакуумной) камеры	От 80 до 100	От 10 до 30 (длительность выдержки при остаточном давлении от 7 до 8 Па составляет не менее 2 ч)	P >= 0,2·105	P >= 0,2
		Гелиевого щупа			P >= 1,5·105	P >= 1,5
		Обдува гелием			-	-
		Галогенного щупа			P >= 5·105	P >= 5
		Пневматический			2·106 > P >= 2·105	20 > P >= 2
		Пневмогидравлический аквариума			P >= 6·105	P >= 6
		Пузырьковый вакуумный			-	-
		Гидравлический	Не требуется		P >= 2·106	P >= 20
		Люминесцентно-гидравлический			2,5·106 > P >= 6·105	25 > P >= 6
		Гидравлический с люминесцентным индикаторным покрытием			3·106 > P >= 6·105	30 > P >= 6
		Люминесцентных проникающих жидкостей			-	-
V	От 5·10-6 до 5·10-4	Гелиевой (вакуумной) камеры	Не требуется		P >= 0,2·105	P >= 0,2
		Гелиевого щупа			P >= 1,2·105	P >= 1,2
		Обдува гелием			-	-
		Галогенного щупа			P >= 2·105	P >= 2
		Пневматический			P >= 1,2·105	P >= 1,2
		Пневмогидравлический аквариума			P >= 1,5·105	P >= 1,5
		Гидравлический			2·106 > P >= 2·105	20 > P >= 2
		Гидравлический с люминесцентным индикаторным покрытием			6·105 > P >= 2·105	6 > P >= 2
		Люминесцентно-гидравлический			6·105 > P >= 2·105	6 > P >= 2
		Люминесцентных проникающих жидкостей			-	-
		Керосиновой пробы			-	-
		Налива воды без напора			-	-

 

Примечания

1 Испытательное давление контрольной среды в ОК не должно превышать рабочее. Если испытательное давление контрольной среды превышает рабочее, необходимо применить другой способ контроля, указанный в соответствующем классе таблицы.

2 Допускается проведение контроля герметичности сварных швов по заданному классу герметичности без осушки нагревом, если после сварки был исключен контакт с водой и органическими жидкостями (не проводились гидравлические испытания, капиллярная, ультразвуковая, магнитопорошковая дефектоскопия и т.д.) и ОК хранился в соответствии с 8.1.11.

3 Контроль сварных соединений из сталей, склонных к образованию холодных трещин, рекомендуется проводить не ранее 24 ч после завершения сварки или термической обработки (в случае ее проведения), что должно быть указано в КД.

4 Допускается проводить подготовку ОК к контролю путем местного нагрева контролируемых участков ОК до температур, соответствующих назначенному классу герметичности.

5 Допускается проводить контроль герметичности при повышенной температуре. Температуру ОК при контроле назначает проектная организация.

6 При проведении прочностных гидравлических испытаний и испытаний на герметичность жидкостными методами допускается совмещать контроль герметичности с прочностными испытаниями.

7 Пределы допускаемой относительной погрешности измерения давления контрольной среды при испытаниях не должны превышать +/- 5%.

 

В таблице Б.1 приложения Б классы чувствительности представлены как наименьшие величины выявляемых расходов (потоков) пробных веществ, выраженных через поток воздуха на выходе из течи при нормальных условиях.

Выбор конкретного вида классификации осуществляется разработчиком конструкторской (проектной) документации.

5.7.3 При невозможности из-за конструктивных особенностей ОК провести контроль герметичности в соответствии с требованиями стандарта или применения новых методических решений должна применяться методика контроля, соответствующая требованиям ГОСТ Р 50.04.07.

5.7.4 Выбор конкретного метода, способа и системы контроля герметичности определяется назначенными классом или нормой герметичности объекта, его конструктивными и технологическими особенностями, условиями испытаний, а также технико-экономическими показателями контроля, при этом учитывают следующие факторы:

- контроль суммарной и (или) локальной герметичности объекта контроля;

- контроль всего объекта и (или) его части, сварных соединений, основного материала и т.п.;

- величина рабочего давления;

- допустимость контакта применяемых веществ (пробное, балластное, индикаторное и т.п.) с материалами объекта;

- требования к условиям контроля;

- квалификация и требуемая численность персонала;

- удельные и общие трудовые, материальные и финансовые затраты;

- меры безопасности;

- габаритные размеры и масса объектов;

- контролепригодность объектов;

- обеспечение доступа пробных веществ и средств их регистрации к контролируемым поверхностям и соединениям объекта контроля;

- наличие в составе объекта материалов, проницаемых для пробных веществ или сорбирующих их (полимеры, композиционные материалы, теплоизолирующие покрытия и т.п.);

- периодичность контроля герметичности;

- условия контроля: производственные, эксплуатационные и т.п.

5.7.5 В соответствии с классом герметичности контроль проводят по ТКК и другой документации на контроль, регламентирующим метод, способ, систему контроля и устанавливающим требования к условиям, средствам, параметрам, последовательности и содержанию операций подготовки, проведения контроля и оценки качества. Содержание ТКК герметичности приведено в приложении И.

5.7.6 При выборе метода, способа и системы для заданного класса герметичности объекта значение пороговой чувствительности системы контроля должно быть в пределах диапазона чувствительности.

5.7.7 В соответствии с КД классы чувствительности систем контроля герметичности могут быть установлены по приложению Б.

5.7.8 Выявление течей в соответствии с заданным классом герметичности объекта обеспечивается выполнением следующих условий (если нет других указаний в КД):

- испытательное давление контроля герметичности должно соответствовать максимальному расчетному (рабочему) давлению в пределах допуска, установленного в КД;

- градиент (направление) перепада давления на стенке контролируемого объекта должен соответствовать эксплуатационному градиенту давления.

Примечание - При невозможности выполнения указанных условий необходимо произвести корректировку характеристик и параметров контроля. Например, если заданный способ щупа при контроле герметичности масс-спектрометрическим методом заменяется способом обдува при меньшем перепаде давления на стенках изделия, значение пороговой чувствительности системы контроля способом обдува должно быть соответственно больше.

 

5.7.9 Порог чувствительности способов контроля герметичности определяется на контрольных течах, при этом настройка контроля герметичности на заданный класс и (или) порог чувствительности проводят на контрольных течах, встроенных в схему контроля герметичности таким образом, чтобы имитировать наихудшие условия выявления течей на объекте контроля.

5.7.10 Контрольные течи для настройки и оценки параметров способов контроля герметичности должны иметь величину потока пробного вещества в пределах диапазона норм герметичности, соответствующего заданному классу герметичности объекта.

5.7.11 При заданной норме герметичности объекта величина контрольной течи должна быть одного порядка с нормой герметичности объекта.

5.7.12 Проверку порога чувствительности способов контроля герметичности проводят до и после выполнения контроля или в начале и в конце смены.

5.7.13 Если значение порога чувствительности после контроля герметичности больше заданного, то испытания повторяют.

5.8 Требования к подготовке изделий к контролю герметичности

5.8.1 Контролю герметичности подлежат объекты, принятые по результатам визуального и измерительного контроля, после окончательной термообработки, если таковая предусмотрена КД.

5.8.2 Если на поверхность ОК наносится защитное или иное покрытие, контроль герметичности следует проводить перед указанной операцией или после полного удаления покрытия с поверхности ОК. Допускается проводить контроль после нанесения покрытий, если это указано в КД.

5.8.3 Контроль герметичности материалов и сварных соединений, подлежащих механической обработке, в том числе с удалением валика усиления шва, или деформированию, проводят после выполнения указанных операций.

5.8.4 Перед контролем герметичности объекты должны пройти подготовительные операции с целью очистки поверхности от коррозии и загрязнений, а предполагаемых течей - от перекрытия.

5.8.5 Не допускается перед контролем герметичности объекта проведение других видов неразрушающего контроля, предусматривающих контакты контролируемых поверхностей с какими-либо жидкостями (капиллярный контроль, ультразвуковой контроль и т.п.), если в документации по контролю не предусмотрены специальные меры по удалению жидкостей из сквозных несплошностей объекта.

5.8.6 Если технологические или иные операции, предшествующие контролю герметичности, могут привести к перекрытию течей (деформация материала изделия, закупорка течей и т.п.), в документации по контролю герметичности необходимо предусмотреть операции подготовки, обеспечивающие освобождение течей от закупорки. Объекты, подлежащие испытаниям на герметичность, перед подачей в их полости избыточного давления контрольной среды должны быть испытаны давлением на прочность согласно [1].

5.9 Общий цикл контроля герметичности

5.9.1 Общий цикл контроля герметичности оборудования, трубопроводов и других элементов включает в себя следующие этапы:

- разработка ТКК;

- подготовка к контролю (ознакомление с ТКК, подготовка поверхности ОК, проверка качества и работоспособности средств контроля герметичности, проверка работоспособности оборудования и оснастки, установка на ОК технологической оснастки, подключение ОК к испытательному оборудованию);

- проведение контроля (определение пороговой чувствительности средства и способа контроля герметичности, заполнение полостей ОК контрольной средой, повышение давления в ОК до испытательного, выполнение контрольных операций, повторная проверка пороговой чувствительности средств и способа контроля (при соответствующем указании в ТКК), сброс испытательного давления и удаление из полостей ОК контрольной среды, если она отличается от воздуха, выполнение заключительных операций по приведению ОК в исходное состояние);

- оценка и оформление результатов контроля.

5.9.2 Проведение ручного контроля герметичности в ночную смену с 22.00 вечера до 6.00 утра не допускается.