Порядок калибровки, поверки течеискателей и аттестации специалистов неразрушающего контроля

Виноградов М.Л.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Данная статья направлена на разъяснение вопросов метрологии приборов для контроля герметичности, применяемых на территории Российской Федерации. Операции, выполняемые в целях установления возможности применения оборудования поиска течей для численной оценки степени негерметичности, делятся на две группы: поверка и калибровка. Отдельно рассмотрим порядок калибровки стационарных установок контроля герметичности, установленных на конвейерном производстве, и вопросы аттестации персонала в области неразрушающего контроля.

Поверка течеискателя

Поверка прибора — это совокупность операций, выполняемых с целью подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям. Согласно Федеральному закону №102 «Об обеспечении единства измерений», средства измерений, предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта подлежат первичной поверке, а в процессе эксплуатации – периодической поверке.

Таким образом, если ваше предприятие работает в сферах деятельности, попадающих под государственное регулирование, течеискатель на производстве должен быть поверен. Из типичных сфер производства, где применяются приборы контроля герметичности, в область государственного регулирования, в частности, попадают: атомная энергетика, здравоохранение и оборонные предприятия. Полный список приведен в п.3 ст.1 ФЗ №102 [1].

Для осуществления поверки течеискателя органом метрологического надзора, прибор должен быть внесен в государственный реестр средств измерений. Данный способ обеспечения единства измерений требует ежегодной остановки цикла производства на предприятии для отправки течеискателя в метрологическую организацию с целью проведения поверки.

При внесении масс-спектрометрического течеискателя в реестр средств измерений устанавливается новый метрологический параметр – относительная погрешность измерений течеискателя, который определяет точность измерений истечения гелия. Как следует из анализа документации Росстандарт, для большинства течеискателей поставщиками заявлено очень малое значение допустимой погрешности измерений при поверке прибора – не более 15%.

Делается это, по-видимому, для получения преимуществ при участии в аукционах на поставку приборов. Представители метрологических организаций отмечают, что для заказчика оборудования это приводит к дополнительным трудностям при ежегодной поверке. Новый течеискатель, поставляемый производителем, данному требованию удовлетворяет. Однако, когда после года эксплуатации предприятие обратится для поверки прибора, указанное требование может оказаться невыполненным. В таком случае, орган метрологического контроля не имеет право выдавать документы о допустимости применения прибора для количественных измерений потока гелия.

Значение допустимой погрешности для течеискателя в 15% соответствует случаю, когда прибор, при подключении эталонной течи 3^.10^-9 Па^.м³/с, индицирует показание 3,45^.10^-9 Па^.м³/с. Оператору течеискателя очевидно, что для обеспечения повторяемых измерений с такой точностью вакуумная система прибора должна быть в идеальном техническом состоянии, что редко возможно в условиях реального производства.

Калибровка течеискателя

Калибровка течеискателя – это совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик и метрологической пригодности течеискателя, который применяется вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений.

Выбирать в качестве метрологической операции калибровку приборов контроля герметичности следует представителям иностранных производств, работающих на территории России. Калибровка соответствует международным стандартам предприятий автомобильной, холодильной, электронной, топливной, гражданской авиационной и судостроительной отраслей промышленности.

Калибровка течеискателя выполняется с использованием эталонов единиц потока, давления или расхода, прослеживаемых к государственным первичным эталонам. В данном случае течеискатель позиционируется в качестве СТО (специального технологического оборудования). При измерениях потоков из мест нарушения герметичности используется метод сравнения с мерой потока, такой, например, как контрольная течь типа Гелит [2]. Погрешность измерения определяется погрешностью меры потока. В данном случае, именно мера потока подлежит контролю органами метрологического надзора.

Рисунок 1 – Гелиевые течи для калибровки течеискателей	Рисунок 2 – Течеискатель Ulvac Heliot с встроенной гелиевой течью

Межповерочный интервал для меры потока Гелит 1 составляет один год, Гелит 2 – два года. Течи гелиевые поставляются с отметкой о государственной поверке. В случае своевременной поверки контрольной течи, установленной в течеискателе, прибор можно применять для количественных измерений потока течей.

Калибровка установок контроля герметичности

Автоматические системы поиска течей, встроенные в конвейеры на серийном производстве, требуют регулярной калибровки. Однако отправить их в метрологическую организацию или даже остановить на рабочую смену зачастую невозможно. Калибровка автоматических систем производится специалистами с выездом на территорию производства и выполняется с применением калибраторов, входящих в реестр средств измерений РФ.

Примерами таких установок поточной проверки герметичности является система поиска течей в радиаторах и интеркулерах на автомобильном заводе, а также система тестирования на герметичность запорной арматуры. Обе эти системы, показанные на рисунках, встроены в конвейер, и их остановка на значительное время принесет производителю значительные убытки. Например, производительность системы при контроле вентилей достигает 1440 изделий за смену.

Рисунок 3 – Установка высокопроизводительного контроля герметичности запорной арматуры	Рисунок 4 – Установка контроля герметичности радиаторов на автомобильном производстве

Автоматизированный контроль герметичности высокой производительности реализован на базе манометрического течеискателя Nolek S9. Принцип расчета потока течи в нем основан на определении скорости изменения давления в объекте контроля. Т.е. прибор S9 подает установленное давление в проверяемый объект и контролирует, изменяется ли давление со временем.

Для ежегодной калибровки установок контроля герметичности на базе течеискателя Nolek S9, с целью определения метрологических характеристик и метрологической пригодности оборудования, специалисты применяют калибровочные приборы следующих типов:

Таблица 1

Приборы для калибровки установок контроля герметичности
Тип прибора	Модель	С/н	Документы
Калибратор потоков	Nolek С9-L	118	Сертификат RU 01 №242/4836-2016 от 26.07.2016 на 1 год, ВНИИМ им. Д.И. Менделеева
Калибратор давления	Fluke 717-3006	351838	СИ в Госреестре РФ №47783-11 до 31.08.2021. Сертификат №3000022077 от 24.05.2016 на 1 год

Первый из приведенных калибраторов выпускается производителем течеискателя и предназначен для оценки потока контрольной течи, установленной в приборе. Второй – является высокочувствительным датчиком давления, используемым для определения точности измерений дифференциального датчика давлений течеискателя S9. По результатам испытаний составляется протокол калибровки установки с указанием параметров настройки программ автоматического контроля герметичности.

Рисунок 5 – Протокол калибровки течеискателя NOLEK S9	Рисунок 6 – Сертификат калибровки инструмента NOLEK C9

Аттестация персонала для работы с течеискателями

Специалист предприятия, работающий с течеискателями, должен пройти соответствующее обучение и быть аттестован по контролю герметичности проникающими веществами. Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля ПБ 03-440-02 утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 23 января 2002 года [2].

Программа обучения «Основы течеискания и вакуумной техники», ориентированная на подготовку дефектоскопистов к аттестации в области течеискания, разработана в университете СПБГЭТУ «ЛЭТИ» [3]. После прохождения данного курса повышения квалификации, специалист сдает квалификационный экзамен в аккредитованном центре и, в случае успешного прохождения, получает квалификационное удостоверение.

Например, аттестация по течеисканию на II уровень, согласно ПБ 03-440-02, дает специалисту право осуществления и руководства испытаниями в соответствии с утвержденными нормативными и техническими документами; выбора способа контроля; документирования результатов контроля; разработки технологических инструкций и карт контроля.

Рисунок 7 – Удостоверение о повышении квалификации по курсу «Основы течеискания и вакуумной техники»	Рисунок 8 – Квалификационное удостоверение в области неразрушающего контроля по ПБ 03-440-02

Заключение

Для получения истинных результатов контроля герметичности изделий требуется соблюдение процедур метрологического контроля работы оборудования и внедрение современной методологической основы применения приборов. Оборудование, используемое для контроля герметичности изделий, должно быть поверено, для предприятий из сфер государственного регулирования единства измерений, или откалибровано, в ином случае. Проведение процедур поверки или калибровки течеискателя по эталонному источнику течи позволяет применять прибор не только для локализации течей, но и для их количественного измерения. На основе результатов измерений с использованием откалиброванного прибора, аттестованный оператор может сделать вывод о соответствии контролируемого изделия установленному конструкторской документацией классу герметичности.

Литература

1. Федеральный закон от 26.06.2008 № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений»
2. ПБ 03-440-02 Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля
3. Vinogradov M. Helium leak detection: Education, equipment, application //2015 IV Forum Strategic Partnership of Universities and Enterprises of Hi-Tech Branches (Science. Education. Innovations). – IEEE, 2015. – С. 1-4