Il PHD-4 è un dispositivo completo per la perdita di elio portatile alimentato a batteria. Il pacco batterie può essere ricaricato solo ed esclusivamente all'interno del PHD-4, collegando l'alimentatore Agilent SR03.702888 alla porta di alimentazione 3 (connettore Power Supply). Il rilevatore di perdite portatile PHD-4 consente il rilevamento completamente automatico di concentrazioni di elio fino al limite inferiore di 2 parti per milione (ppm). Il valore della perdita viene visualizzato in tempo reale sul display grafico del pannello frontale. Poiché l'annusatore è controllato da un microprocessore, è facile da usare e non è richiesta alcuna formazione. Lo strumento, che emette un segnale acustico proporzionale alla concentrazione di elio rilevata, incorpora un programma di autotest, consentendo di effettuare qualsiasi tipo di operazione utilizzando i softkey presenti sul pannello di controllo frontale. L'operatore può utilizzare le cinghie in dotazione per trasportare l'unità e localizzare le perdite utilizzando la sonda estensibile.
Il sistema da testare viene riempito con una miscela di elio/aria. La sonda viene fatta passare sulle zone considerate critiche e, tramite una pompa di campionamento, la miscela di gas attorno alle zone esaminate viene campionata e convogliata verso il sensore interno. Il sensore è costituito da un rilevatore di pressione e da un capillare di quarzo riscaldato che è altamente permeabile alle molecole di elio, mentre la permeabilità per tutti gli altri gas atmosferici è trascurabile. Mentre i gas atmosferici vengono sfogati verso l'esterno, le molecole di elio raggiungono il rilevatore di pressione. Il segnale elettrico proporzionale alla pressione parziale dell'elio prelevato dal rilevatore, viene elaborato dal microprocessore dell'unità centrale. Ciò consente la lettura diretta della concentrazione di elio sul display. L'unità pesa solo 5,7 libbre con batteria ed è controllata da microprocessore. Avvio completamente automatico e pronto a individuare la perdita di pressione in meno di 3 minuti.
Per il funzionamento completo del PHD-4 consultare il manuale di istruzioni.pdf di seguito in (DOWNLOAD DISPONIBILI) Nozioni di base sulle prove di tenuta dell'elio
La spettrometria di massa dell'elio, o test di tenuta dell'elio, è un mezzo altamente preciso per il rilevamento delle perdite. Questa tecnologia fu sviluppata per la prima volta per il Progetto Manhattan durante la Seconda Guerra Mondiale per individuare perdite estremamente piccole nel processo di diffusione del gas.
Al centro del test delle perdite di elio c'è un'apparecchiatura complessa chiamata spettrometro di massa dell'elio. Molto semplicemente, questa macchina viene utilizzata per analizzare campioni di aria (che vengono introdotti nella macchina tramite pompe a vuoto) e fornisce una misurazione quantitativa della quantità di elio presente nel campione. In pratica, una “fuga” viene identificata dall'aumento del livello di elio analizzato dalla macchina.
Il test delle perdite con elio può identificare perdite estremamente piccole. Ad esempio, le nostre apparecchiature sono in grado di rilevare una perdita così piccola da emettere solo due centimetri cubi di elio (o una quantità pari a due zollette di zucchero) in 320 anni. Sebbene pochissime applicazioni richiedano questo livello di precisione, questo esempio serve a evidenziare la precisione possibile con questo processo.
Sebbene il rilevamento delle perdite di elio possa sembrare una procedura semplice, il processo implica una combinazione di arte e scienza. L'utente deve garantire che l'apparecchiatura funzioni correttamente e il processo dipende fortemente dall'esperienza dell'utente. Considera questa analogia: mentre chiunque abbia abbastanza soldi può comprare un aereo, imparare a pilotarne uno richiede molta pratica. Lo stesso vale per il rilevamento delle perdite di elio: assicurati che il tuo "pilota" sappia come volare.
Perché l'elio è superiore?
Sebbene nel rilevamento delle perdite vengano utilizzati molti gas, le qualità dell'elio garantiscono test superiori. Avendo un'AMU (Unità di Massa Atomica) di sole 4, l'elio è il gas inerte più leggero. Solo l'idrogeno, con un AMU pari a 2, è più leggero dell'elio. Tuttavia, a causa del potenziale esplosivo dell'idrogeno, viene utilizzato raramente.
Ulteriori motivi per cui l'elio è un gas tracciante superiore:- Presente solo modestamente nell'atmosfera (circa 5 parti per milione)
- Scorre attraverso le fessure 2,7 volte più velocemente dell'aria
- Non tossico
- Non distruttivo
- Non esplosivo
- Poco costoso
- Facile da usare
Grazie a queste caratteristiche e alla sua elevata sensibilità, il test di tenuta con elio ha ottenuto un ampio consenso in un'ampia gamma di applicazioni di test di tenuta. Le due modalità di prova principali del test delle perdite di elio, sebbene esistano diverse procedure di prova, in generale ci sono:
Due metodi principali per il test delle perdite di elio:
- Sonda a spruzzo
- Sonda dell'annusatore
La scelta tra queste due modalità si basa sia sulla dimensione del sistema da testare, sia sul livello di sensibilità richiesto.
Sonda spray: fornisce la massima sensibilità Per questa tecnica, il rilevatore di perdite viene agganciato direttamente al sistema in prova e l'interno del sistema viene evacuato. Una volta raggiunto un vuoto accettabile, l'elio viene spruzzato con discrezione all'esterno del sistema, prestando particolare attenzione a qualsiasi posizione sospetta. Eventuali perdite nel sistema, comprese saldature difettose (causate da crepe, fori di spillo, saldature incomplete, porosità, ecc.), guarnizioni difettose o mancanti, perdite dovute a fascette allentate o qualsiasi altro difetto consentiranno il passaggio dell'elio e saranno facilmente rilevati dalla macchina. La fonte di eventuali perdite può quindi essere individuata e riparata con precisione.
Il processo della sonda di spruzzatura viene utilizzato per ottenere il massimo livello di sensibilità. L'attrezzatura utilizzata determina la massima sensibilità ottenibile; nel caso di Jurva Leak Testing è 2x10-10 std cc/sec. Questa tecnica richiede che il sistema da testare sia relativamente a tenuta prima del test, poiché per il test è necessario un ampio vuoto. Tuttavia, utilizzando dispositivi di strozzamento speciali è generalmente possibile eseguire un test generale. Il test globale dovrebbe eliminare eventuali perdite importanti, consentendo l'uso di una maggiore sensibilità.
Di seguito sono riportati esempi di sistemi che testiamo utilizzando la tecnica della sonda a spruzzo:
- Forni A-bar
- Sistemi a raggi E
- Sistemi laser
- Apparecchiature per la deposizione di metalli
- Sistemi di distillazione
- Sistemi di vuoto
Sonda dell'annusatore Per questa tecnica, l'elio viene spurgato all'interno del sistema sottoposto a test. A causa delle proprietà innate dell'elio, migra facilmente in tutto il sistema e nel suo tentativo di fuggire penetra qualsiasi imperfezione, tra cui: saldature difettose (causate da crepe, fori di spillo, saldature incomplete, porosità, ecc.), guarnizioni difettose o mancanti, perdite a causa di morsetti allentati o qualsiasi altro difetto. L'esterno del sistema viene quindi scansionato utilizzando una sonda collegata al tester di tenuta. Eventuali perdite comporteranno un aumento del livello di elio più vicino alla fonte e saranno facilmente rilevate. È quindi possibile individuare le fonti di perdita, offrendo l'opportunità di riparare e ripetere il test immediatamente.
A differenza della tecnica della sonda di spruzzatura, questo processo è molto flessibile e può essere adattato per soddisfare le esigenze di praticamente qualsiasi sistema in cui è possibile iniettare l'elio. Non esiste alcun limite pratico alle dimensioni. Tuttavia, la tecnica della sonda sniffer non è sensibile quanto il processo della sonda spray, a causa della quantità di elio presente nell'aria (circa 5 ppm). La sensibilità massima ottenibile con questa procedura è di circa 1x10-6 std cc/sec. Tuttavia, questo processo è di gran lunga superiore ad altri metodi tradizionali di prova delle perdite, come: test delle bolle, emissioni acustiche, liquidi penetranti o test della scatola a vuoto.
L'elenco seguente è un esempio di sistemi che Jurva Leak Testing ha testato utilizzando il processo della sonda sniffer:
- Serbatoi di stoccaggio (sia fuori terra che sotto terra)
- Tetti galleggianti
- Condutture sotterranee
- Cavi sotterranei
- Sistemi asettici (raffreddatori flash, scambiatori di calore, riempitrici, ecc.)
- Qualsiasi recipiente/linea o sistema che può essere pressurizzato
Tecniche di test specializzate Oltre alle due procedure di test principali sopra elencate, è possibile utilizzare una serie di tecniche più specializzate. Tra queste tecniche, utilizziamo abitualmente l'insaccamento, l'incappucciamento e il bombardamento. (contenuto ben scritto da Jurva Leak Testing, http://www.jurvaleaktesting.com/HeliumLeakTesting.html)
