proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2021 год
  Агентство  ПРоАтом. 24 года с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
Способствует ли безопасности атомной отрасли закрытость (усиление режима)?
Да
Нет
Сильнее влияют другие факторы

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[05/03/2007]     Современные приборы контроля герметичности отечественного производства

Н.И.Козлов, А.П.Семенов, В.В.Рябов, Г.В.Шульженко, ОАО «Завод «Измеритель»

Практически в любой отрасли промышленности стоит задача контроля герметичности узлов и изделий. Как правило, герметичность рассматривается в двух основных аспектах:

– требования по классу герметичности, заложенные в технологию изготовления узлов и устройств, выполнение которых обеспечивает выпуск продукции с заданными техническими характеристиками и показателями качества.

– требования к герметичности, обеспечивающие безопасность производства на экологически напряженных предприятиях.

В частности на предприятиях ФААЭ обеспечение ядерной и радиационной безопасности при транспортировке, хранении, переработке ОЯТ и обращении с продуктами его переработки, захоронении РАО базируется на многолетнем опыте осуществления технологических операций, которым располагают ведомства, предприятия и организации Российской Федерации.

Требуемый уровень безопасности (соответствующий международным стандартам безопасности) на всех этапах обращения с ОЯТ и РАО, обеспечивается действующим законодательством в области ядерной и радиационной безопасности, действующей системой государственного управления и регулирования использования атомной энергии, наличием системы норм и правил по безопасности, учитывающих международные требования, и их внедрением на предприятиях и в организациях, комплексом реализуемых при проектировании и эксплуатации организационно-технических мероприятий по обеспечению безопасности.

Нормативно-правовое регулирование безопасности при транспортировке, хранении, переработке ОЯТ и обращении с продуктами его переработки осуществляется на основе Федерального закона "Об использовании атомной энергии" от 21 ноября 1995 года N 170-ФЗ (с изменениями и дополнениями) и других законодательно-нормативных актов (НРБ-99, ОСПОРБ-99, ПБ ТРВ-73 и пр.).

Однако имеются случаи, связанные с радиационными инцидентами при нарушении герметичности оборудования.

Экологические проблемы при захоронении и переработке РАО обусловлены, в первую очередь, наличием высокой степени потенциальной опасности нанесения ущерба окружающей природной среде в связи с возможностью радиационного заражения гидросферы, атмосферы, почв и причинения вреда биологическим ресурсам в процессе производства работ.

Эта опасность связана с возможным выходом радиоактивных веществ, которые в аварийной ситуации или, к примеру, при неисправности упаковочного контейнера могут попасть в окружающую среду и создать уровни загрязнения и концентрации радионуклидов в воде, на почве или в окружающем воздухе сверх допустимых значений.

К сожалению, ликвидация последствий инцидентов является технически и организационно сложной и дорогостоящей задачей. Во избежание инцидентов, связанных с радиационным фактором создаются физические барьеры безопасности:

– На обогатительных заводах– границы герметичного оборудования.

– При транспортировке как свежего, так и отработанного ядерного топлива имеется не менее двух собственных физических барьеров: оболочка ТВЭЛов и герметичный контейнер.

– На радиохимическом заводе требование герметичности при переработке ОЯТ с высокой активностью привело к необходимости создания не менее трех реальных физических барьеров.

– Полигоны захоронения высокоактивных отходов – подземные сооружения, содержащие герметичные емкости, реально имеют не менее одного барьера. Как следует из вышесказанного, контролю герметичности на предприятиях ФААЭ уделяется повышенное внимание.

ОАО «Завод «Измеритель» является производителем и поставщиком приборов контроля герметичности (течеискателей) и имеет давние и прочные связи с предприятиями ФААЭ. Приборы нашего производства используются также в следующих в отраслях промышленности:

– ракетостроение – криогенная

– химическое машиностроение – связь

– машиностроение – авиация

– судостроение и судоремонт – электронная

– металлургия

Краткая справка о заводе:
Основанный 20 сентября 1928 года в г. Ленинград завод под названием «Артель Прогресс-Радио» явился первенцем в отечественном радио- и приборостроении.
В 1948 году, в рамках ядерной программы организован серийный выпуск первого отечественного масс-спектрометрического гелиевого течеискателя ПТИ-1 (универсального прибора для контроля герметичности самых разнообразных объектов и изделий).
В середине 50-х годов, с развитием холодильной промышленности, разработан первый отечественный галогенный течеискатель ГТИ-1 и его модификации, которые сразу же внедрились в серийное производство на Ленинградском заводе «Измеритель». С 1998 года, успешно пройдя процессы адаптации к рыночной экономике, завод «Измеритель» - динамично развивающееся предприятие с ежегодным приростом выпуска продукции 40-50%.
Деятельность ОАО «Завод «Измеритель» лицензирована, вся продукция сертифицирована. С мая 2002 года предприятие внесено в реестр официальных поставщиков Атомстройэкспорта.
Кроме этого, в рамках Рособоронзаказа, производятся Радиоизмерительные приборы: генераторы сигналов низкочастотные Г3-110 и его модификации: Г3-113, Г3-119, Г3-122 . На предприятии создана сервисная служба для ремонта, технического обслуживания, организации пуско-наладочных работ, оказания услуг по контролю герметичности на любых объектах производства, распространения передовых методик школы течеискания.

Серийно выпускаемая продукция:

Гелиевый масс-спектрометрический течеискатель ТИ1-22

Прибор в течение пяти лет этап успешно эксплуатируется на предприятиях ФААЭ и Росавиакосмоса, где показал высокую надежность, качество и удобство в эксплуатации.

Прибор позволяет производить предварительную откачку сравнительно небольших (до 50 л) объемов исследуемых объектов. Течеискатель реализует все существующие методы масс-спектрометрического контроля. В том числе возможен высокочувствительный поиск течи с помощью щупа

Технические характеристики

Минимальный регистрируемый поток гелия, м3.Па/с – 7 .Е10-12

Минимальный регистрируемый поток гелия, при работе со щупом, м3.Па/с – 1.Е10-8

Время выхода на режим вакуумных испытаний, мин – 15

Время реакции, с, не более – 1

Питание течеискателя, В – 220

Гелиевый масс-спектрометрический течеискатель ТИ1-22/1

Обеспечивает универсальность применения, в различных областях промышленности, включая атомную и авиационно-космическую. Течеискатель введен в методику контроля герметичности при транспортировке облученного ядерного топлива. В приборе автоматизирован ряд процессов настройки и калибровки спектрометра, введена система самодиагностики, модернизирована вакуумная система, обеспечен прямой напуск в камеру, используются катоды с ресурсом работы до 1000 часов.

Технические характеристики

Минимальный регистрируемый поток гелия, м3.Па/с – 7.Е10-12

Минимальный регистрируемый поток гелия, при работе со щупом, м3.Па/с – 1.Е10-8

Время реакции по входу, с менее – 1

Время реакции, со щупом 10 м, с менее – 5

Максимальное давление на входе, Па – 1.Е103

Питание, В – 220

Время выхода на рабочий режим, мин, менее – 15

Масс-спектрометрический течеискатель ТИ1-30

В 2005 году создан автоматизированный портативный гелиевый течеискатель ТИ1-30 (значительное сокращение массогабаритных характеристик при сохранении всех функциональных возможностей «кабинетного» течеискателя). Прибор имеет сенсорное управление, способность работы с вакуумными агрегатами исследуемых объектов или собственным форвакуумным насосом, моноблочную вакуумную систему. Течеискатель работает без применения азотной ловушки , имеет удобный пользовательский интерфейс с возможностью вывода графической и текстовой информации о работе системы, возможность архивирования с последующей печатью результатов замера. Широкий диапазон регистрируемых утечек позволяет использовать течеискатель для всех задач по контролю герметичности.

Течеискатель ТИ1-30 позволяет контролировать герметичность изделий любого размера и любой конструкции и реализует все существующие способы масс-спектрометрического контроля с применением в качестве пробного газа - гелия.

Основными техническими характеристиками являются:

Минимальный регистрируемый поток гелия, м3.Па/с – 7.10-12 Минимальный регистрируемый поток гелия, при работе со щупом, м3.Па/с – 1.10-8

Время реакции по входу, с, менее – 1

Время реакции, со щупом 10 м, с, менее – 5

Максимальное давление на входе, Па – 1.Е103

Питание, В – 220

Время выхода на рабочий режим, мин, менее – 3

Масса 69 кг

Следует отметить, что технические характеристики отечественных течеискателей не уступают, а по ряду показателей – превосходят импортные аналоги ведущих производителей. Так, например, лабораторные испытания ТИ1-30 позволили получить предельную чувствительность при контроле герметичности «чистых» объектов до 3хЕ10-14 м3 Па/с.. Напомню, что в приборе не используется азотная ловушка, тогда как в импортных аналогах предельная чувствительность ограничивается уровнем 1-3хЕ10-12м3 Па/с. Все выпускаемые приборы снабжены высокопоточными щупами, изготовленными из цельного капилляра из нержавеющей стали, длиной до 10 м. Это дает универсальность использования приборов в труднодоступных местах при полном отсутствии «гелиевой памяти». Высокая надежность выпускаемой техники с одной стороны и хорошо развитый сервис с другой - делают отечественные течеискатели предпочтительными для использования в условиях современных производств.

Вакуумметрический портативный гелиевый течеискатель ТИ3-1 («Гелин»)

В 2006 году завершена разработка и комиссией ФААЭ успешно проведены приемочные испытания портативного переносного вакуумметрического гелиевого течеискателя ТИ3-1 «Гелин». По чувствительности течеискатель в 5 раз превосходит «Heli-Test» фирмы Varian .

Технические характеристики:

Минимальный поток гелия регистрируемый течеискателем 1.10-7 м3Па/с.

Постоянная времени течеискателя не более 5 с.

Готовность к режиму испытаний не более 10 мин.

Продолжительность работы

- не ограничена в сетевом режиме

- в автономном режиме не менее 4 ч. при непрерывной работе (не менее 8 ч при смене аккумулятора в процессе работы)

Мощность, потребляемая течеискателем от сети питания не более 30 ВА.

Габаритные размеры, без устройства зарядного не более 301 х 252 х 170 мм

Масса течеискателя без упаковки не более 5,5 кг.

Диапазон рабочих температур от –20 до +35 С.

Предусматривается работа методами обдува и щупа.

В настоящее время проведена серия экспериментов, созданы математические модели новых приборов и сформирована программа НИОКР ОАО «Завод «Измеритель». Эта программа является результатом исследований потребностей рынка масс-спектрометрического оборудования и , прежде всего, консультаций со специалистами ФААЭ.

Специфичность материалов, используемых на предприятиях с одной стороны, реальная опасность для здоровья персонала и высокие требования ТБ и РБ с другой, диктуют объективную необходимость мониторинга присутствия в окружающей среде материалов и продуктов переработки, представляющих угрозу для персонала и производственных технологий.

Одновременно с этим относительно высокая стоимость электрофизической аппаратуры, применяемой в современном производстве и сложность, а зачастую и невозможность дезактивации оборудования производственного цикла, ограничивают ее применение в «горячих зонах».

Исследования показали, что аналогичные факторы, подлежащие контролю, имеют место на целом ряде предприятий тяжелого машиностроения, химической, металлургической, целлюлозно-бумажной, пищевой и др. промышленности.

Одновременно с этим, новые технологии в медицине, применяемые при диагностике заболеваний и наблюдении динамики лечения больных, также диктуют необходимость создания относительно дешевых, мобильных приборов масс-спектрометрического типа для анализа состава газов.

Это в полной мере относится к приборам контроля герметичности.

Учитывая вышесказанное, нами проведены предварительные исследования возможности создания приборов, имеющих более широкие возможности по сравнению с применяемыми сегодня на предприятиях ФААЭ и других ведомств, связанных с переработкой вредных и опасных веществ, течеискателями отечественного и импортного производства. В частности начата разработка течеискателя- газоанализатора. Основное назначение прибора – контроль герметичности с использованием в качестве пробного - любого доступного газа с достаточной проницаемостью для решения конкретных задач в пределах требуемой чувствительности. Одновременно с этим может вестись мониторинг наличия примесей элементов и соединений вплоть до трансурановых (до 360 а.е.м.).

Разрешающая способность масс-спектрометра, с применением аппарата математической обработки спектра - не менее 100. При наличии в спектре примесей, в количествах превышающих ПДК, прибор выдает сообщение цифровой, световой и звуковой индикацией. Для каждого типа примесей может быть установлен свой «тревожный» порог. Цифровая индикация указывает количество примеси в удобных для пользователя единицах. Этот прибор может использоваться в качестве индикатора при проведении мероприятий ЯРБ. Аналогов прибора нами не выявлено.

Ожидаемый период разработки и изготовления опытного образца 24 месяца. Для контроля герметичности изделий, заведомо содержащих вредные примеси, предлагается разработка прибора, узлы и механизмы которого защищены от воздействия неблагоприятных факторов. Этот прибор снабжается отдельным, независимым каналом транспортировки проб вещества в масс-спектрометр (метод фильтрации). Доставленная в область масс-спектрометрической камеры проба сепарируется селективной мембраной, гелий попадает в камеру, а прокачанный поток принимается улавливающим устройством (фильтром Петрянова) и выбрасывается после него в атмосферу. По окончании проведения работ магистраль доставки пробы, включая сепаратор и фильтр заменяется, а отработавшая утилизируется, согласно отраслевым нормам. При этом вакуумная система течеискателя и масс-спектрометрическая камера не имеют контакта с анализируемыми пробами и, соответственно, остаются чистыми. Стоимость независимой, заменяемой магистрали составляет 5-7% стоимости прибора, время, необходимое для замены – 10-15 мин.

Примечательно, что прибор может использовать независимый канал при работе с обычными объектами. В этом случае достигается чувствительность в 10 – 100 раз превышающая чувствительность щуповых режимов, реализуемых в применяемых в настоящее время отечественных и импортных течеискателях. Кроме того, несомненным преимуществом этого прибора является то, что масс-спектрометрическая камера работает в предельно глубоком вакууме, независимо от величины газового потока, подаваемого на вход «гелиевой мембраны», что снижает газовую нагрузку на вакуумные агрегаты и улучшает условия работы катода. В свою очередь это обеспечивает увеличение ресурса прибора в целом.

Течеискатель может использоваться и в обычных, традиционных методиках контроля герметичности. При этом:
Способ применения
Давление на входе,
Па

Чувствительность,
м3 Па/с
Метод обдува
до 150
7х10Е-12
Метод фильтрации
любое
5х10Е-10
Метод щупа
до 1000
1х10Е-8


Аналогов прибора нами не выявлено.

Период разработки и изготовления опытного образца 12 месяцев.

Для экологического мониторинга электроотрицательных примесей может быть применен ДАТЧИК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ. Действие этого прибора основано на способности ряда элементов поглощать низкоэнергетичные электроны в газовом разряде, причем электроотрицательность возникает у большого числа элементов и соединений в газовых средах менее отрицательных, чем анализируемые. Ряд элементов и соединений, таких как F, Сl, SF6 остаются электроотрицательными в любых средах. Таким образом, представляется возможность ведения непрерывного мониторинга окружающей среды на предприятиях, связанных с применением веществ, имеющих отрицательность по Л.Полингу.

На базе датчика преобразователя могут быть созданы мониторинговые сети автоматизированных систем контроля окружающей среды (аналогично системе АСКРО).

Этот принцип может быть использован для создания галогенного течеискателя. Этот прибор будет выпускаться в виде малогабаритного переносного устройства с автономным или сетевым питанием

Аналогов прибора нами не выявлено.

Период разработки и изготовления опытного образца 12 месяцев.

Все приборы создаются на базе современной микропроцессорной техники отечественного и импортного производства и управляются оригинальным программным обеспечением, разработанным ведущими учеными Санкт-Петербурга и РФ.

Таким образом, перспектива развития парка масс-спектрометрических течеискателей ориентирована на расширение функциональных возможностей приборов. Наряду с традиционными задачами, направленными на увеличение надежности, повышение качества и снижение массогабаритных характеристик, мы делаем упор на применимость масс-спектрометрического оборудования в решении задач безопасности производства, транспортировки и хранения опасных веществ и экологического мониторинга окружающей среды.

По материалам Международной конференции «Стратегия безопасности использования атомной энергии»  

 
Связанные ссылки
· Больше про Приборостроение
· Новость от PRoAtom


Самая читаемая статья: Приборостроение:
Приборы дозиметрического контроля производства АЭХК

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 0
Ответов: 0

Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 0 Комментарии
Спасибо за проявленный интерес





Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.08 секунды
Рейтинг@Mail.ru