La detección de fugas en dispositivos presurizados es la prueba sensible 3 de septiembre de 2020
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Los dispositivos que funcionan por encima de la presión atmosférica, como las válvulas para la industria del petróleo y el gas, son una aplicación importante para la detección de fugas. Otros usos incluyen la comprobación de la integridad de fugas de los contenedores que contienen sustancias biológicas y nucleares, e incluso el rendimiento de los neumáticos de los automóviles.
Aquí tiene una visión general rápida de la prueba sensible de un comprobador de helio, fundamental para la detección de fugas en dispositivos presurizados.
Prueba sensible de un comprobador de helio
Existen muchos métodos de detección de fugas, como una prueba de burbujas o una prueba de caída de presión, pero ninguno puede competir con la sensibilidad y la capacidad de localizar una fuga que puede ofrecer un comprobador de fugas de helio. Además, un instrumento de helio permite realizar mediciones cuantitativas y cualitativas.
Un helio o, más precisamente, un detector de fugas de helio 4 es esencialmente un espectrómetro de masas sintonizado que detecta este gas y tiene la opción adicional de identificar el helio 3 (usado en criogénica) y el hidrógeno. La unidad cuenta con las bombas adecuadas, lo que la hace portátil y solo requiere electricidad de red. La unidad es extremadamente sensible al helio.
La investigación de fugas en estas circunstancias puede implicar tanto un enfoque cualitativo como cuantitativo y, al igual que en las aplicaciones de vacío, un detector de fugas de helio es esencial. En función de la especificación, se requieren con frecuencia tasas de fuga inferiores a 10-6 mbar l/s. Los detectores de fugas de helio con una sensibilidad máxima de 10-12 mbar l/s ofrecen la solución más precisa.
Por qué utilizamos helio como gas de búsqueda
El uso de helio como gas de búsqueda ofrece varias ventajas clave:
- No es tóxico
- Coste relativamente bajo
- Solo se producen 5 ppm de forma natural en el aire
- Es uno de los átomos más pequeños, por lo que se pueden investigar pequeñas fugas
- Es un gas de baja densidad que se dispersa fácilmente
Dos formas de utilizar el detector de fugas de helio
El siguiente esquema muestra el comprobador de fugas que funciona en un modo cuantitativo o integral para determinar la tasa de fuga total de un componente. Este valor determinará la vida útil total, por ejemplo, de los contenedores para gases y líquidos peligrosos. En el caso de los neumáticos para turismos, por lo general no se comprueba regularmente su presión. Por lo tanto, la tasa de fuga correcta garantizará que la pérdida de presión sea lo suficientemente baja durante un periodo de varios meses para garantizar que no haya problemas de seguridad.
Notará que, dependiendo del tamaño de la cámara de prueba, pueden ser necesarias bombas adicionales para bombear la cámara por debajo de 10-3 mbar y garantizar que la unidad funcione en su rango más sensible. Sin embargo, esto significa que el comprobador de fugas no detecta todo el helio. Para determinar la tasa de fuga correcta, se deben tener en cuenta las relaciones de bombeo del detector de fugas y las bombas de cámara para obtener una lectura precisa.
Si el componente tiene un valor suficiente para justificar el reprocesamiento, las fugas reales se pueden determinar haciendo funcionar el detector en lo que se conoce como “modo de olfatometría”, utilizando un olfatometría conectada al puerto de entrada del detector de fugas y presurizando el componente con helio. La siguiente ilustración muestra una configuración típica:
En este modo, una sonda con un orificio pequeño se conecta a la entrada del detector de fugas mediante una manguera de vacío flexible, normalmente de 4 m de longitud. El tamaño del orificio regula el flujo de helio detectado de modo que la presión de entrada a los instrumentos se mantenga por debajo de 10-3 mbar, lo que permite mediciones precisas de los índices de fuga. Esto ofrece las siguientes ventajas:
- Se determina la ubicación exacta de las fugas
- Funciona en un modo cualitativo
- No se necesitan bombas adicionales
- Se mide el flujo real que sale del objeto, simulando una fuga real del dispositivo
Un olfatometro con una bomba adicional permite una longitud de manguera de 20 m
Notará que el nivel mínimo de detección en este caso es de 1x10-7 mbar l/s. Esto es una consecuencia del aire que tiene una concentración natural de 5 ppm de helio, lo que proporciona un nivel de detección menos sensible que el modo local descrito anteriormente. Sin embargo, esto puede ser aceptable para muchas aplicaciones.
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