ГОСТ Р ИСО 14644-7-2007 Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 7. Изолирующие устройства (укрытия с чистым воздухом, боксы перчаточные, изоляторы и мини-окружения)

Приложение F (справочное). Определение утечек по методу Парджо

Приложение F
(справочное)

F.1 Область применения

Метод был разработан и назван именами К.Паркинсона и У.Джонса. Метод Парджо предназначен для определения интенсивности утечки в изолирующем устройстве, работающем при давлениях, близких к атмосферному. Он представляет собой быстрый (относительно) и универсальный метод определения интенсивности утечек. Он может использоваться в загрязненных устройствах, обеспеченных устройством безопасного снижения давления. Таким образом удается сократить время испытаний, поскольку не используются приборы контроля с прониканием внутрь устройства.

Небольшое время испытаний снижает влияние колебаний температуры и атмосферного давления. Этот метод имеет высокую точность при определении малых утечек [12].

F.2 Определение значительных утечек

F.2.1 Основные положения

Методы определения значительных утечек изложены в Е.2.1. Они должны применяться для нового оборудования, прежде чем использовать метод Парджо.

F.2.2 Принцип работы

В методе Парджо используется стеклянная трубка заданного размера с введенным в нее мениском в форме пленки (далее - мениск) детергента и стандартный сосуд установленного объема.

Принципиальная схема испытаний приведена на рисунке F.1. При открытых вентилях А и В давление в изолирующем устройстве и стандартном сосуде вскоре достигает равновесия. Затем при закрытых вентилях любое изменение давления в изолирующем устройстве приводит к перемещению мениска по направлению к меньшему значению давления. Это перемещение отражает изменение объема. Метод использует трубку Парджо (см. рисунок F.4), установленную как приведено на рисунках F.2 и F.3. Стеклянные стенки стандартного сосуда будут быстро пропускать лучистое тепло в изолирующее устройство. Следует предпринять меры предосторожности для предотвращения повышения температуры в изолирующем устройстве за счет излучения тепла от внешних источников. Смещение мениска будет в таком случае точно соответствовать изменениям атмосферы в изолирующем устройстве и характеризовать изменение объема. Если наблюдение за отклонением мениска проведено за короткое время, например не более пяти минут, то колебаниями температуры и давления можно пренебречь.

Рисунок F.1 - Принципиальная схема испытаний

1 - вентиль А; 2 - свободный от трения мениск; 3 - манометр; 4 - изолирующее устройство; 5 - стеклянная трубка;
6 - резиновая пробка; 7 - стандартный сосуд известного объема из прозрачного стекла;
8 - изолирующий вентиль В; 9 - направление к источнику давления ваккума

Рисунок F.1 - Принципиальная схема испытаний

F.3 Оборудование

F.3.1 Основные положения

Описание контрольного оборудования приведено в F.3.2. Для контроля могут применяться только элементы конструкции, установленные так, как это указано в данном разделе. Для того, чтобы метод мог использоваться в условиях производства и в лабораториях, контрольное оборудование должно подаваться внутрь устройства с минимальным нарушением его герметичности. Элементы оборудования могут вводиться и затем монтироваться внутри через перчаточный порт диаметром 152 мм или близкого размера.

Если в изолирующее устройство нельзя ввести контрольное оборудование, то следует применять другие методы (см. F.3.3).

F.3.2 Перечень оборудования

F.3.2.1 Метод Парджо предусматривает использование следующего оборудования:

a) трубки Парджо типа А;

b) метрической шкалы (прикрепляется);

c) зажимов, пружины;

d) пробок, резиновых трубок диаметром, соответствующим диаметру трубки Парджо (19 мм или 21 мм);

e) стеклянного сосуда из прозрачного стекла объемом 2500 см;

f) резиновой груши с пипеткой (далее - пипетка) и тремя клапанами.

F.3.2.2 Другие элементы (должны быть в состоянии готовности):

a) резиновая трубка внутренним диаметром 6 мм;

b) U-образный манометр или мембранный манометр с нужным диапазоном шкалы;

c) секундомер или хронометр;

d) игольчатый клапан для ввода контролируемой утечки;

e) источник давления или вакуума;

f) изолирующий вентиль, например диафрагменного типа (внутренний диаметр 6 мм);

g) приспособление для соединения с вентилем (резиновый шланг и т.д.);

h) мыльный раствор для образования мениска (см. рисунок F.3.4).

F.3.3 Конструктивные требования

Для использования метода Парджо нужно вводить контрольные приборы внутрь изолирующего устройства. Трубка Парджо и шкала должны быть ясно видны оператору. Для этого может быть использовано люминесцентное излучение (например, ручной аккумуляторный фонарь). Изолирующее устройство должно быть также оснащено средствами измерения давления внутри устройства, например мембранным или U-образным манометром. Большинство изолирующих устройств имеют несколько штуцеров различных размеров. Эти штуцеры могут использоваться для установки смотровых окон и обеспечения доступа к контрольным приборам.

На рисунках F.2 и F.3 приведены типовые схемы установки приборов. На рисунке F.2 показана схема размещения контрольного оборудования внутри изолирующего устройства, готового для присоединения к любой системе. Схема, приведенная на рисунке F.3, обеспечивает большую универсальность. Стеклянный сосуд (9) должен быть изолирован, чтобы уменьшить колебания температуры. Фильтр на линии выхода из изолирующего устройства защищает пробоотборник, что позволяет проводить контроль загрязненных систем.

Рисунок F.2 - Типовая схема установки контрольного оборудования

1 - соединение изолирующего устройства с рабочим трубопроводом; 2 - смотровое окно;
3 - резиновая груша с пипеткой; 4 - резиновая трубка; 5 - трубка Парджо; 6 - резиновая пробка;
7 - стеклянный сосуд; 8 - манометр; 9 - изолирующий вентиль;
10 - источник давления или вакуума

Рисунок F.2 - Типовая схема установки контрольного оборудования

Рисунок F.3 - Типовая схема установки контрольного оборудования с его расположением вне изолирующего устройства

1 - изолирующее устройство; 2 - НЕРА фильтр (опция); 3 - манометр; 4 - резиновая трубка;
5 - пипетка; 6 - изолирующий вентиль; 7 - трубка Парджо; 8 - резиновая пробка; 9 - изолированный
стеклянный сосуд; 10 - источник давления или вакуума

Рисунок F.3 - Типовая схема установки контрольного оборудования
с его расположением вне изолирующего устройства

Если определение утечек изолирующего устройства проводится в соответствии с методом Парджо, то план или перечень показателей или то и другое должны включать в себя:

F.3.4 Подготовка оборудования

Трубка Парджо (см. рисунок F.4) представляет собой цилиндр для нахождения в нем мениска. Для свободного перемещения мениска трубку Парджо следует тщательно вымыть высококачественным моющим раствором, сполоснуть чистой водопроводной водой и оставить внутреннюю полость во влажном состоянии вплоть до присоединения через пробку к стандартному стеклянному сосуду.

Рисунок F.4 - Трубка Парджо (тип А)

1 - шкала;

2 - зажим; 3 - уровень жидкости в рабочем состоянии

Рисунок F.4 - Трубка Парджо (тип А)

Стеклянный сосуд должен иметь установленный объем (обычно 2500 см или 2700 см) и быть чистым и сухим. Некоторое количество конденсата следует испарить до начала работы. Он также может сам испариться во время испытаний. Необходимо использовать чистый стеклянный сосуд. Не следует использовать сосуды из цветного стекла.

Для образования мениска в форме пленки или пузырька нужно небольшое количество мыльного раствора (около 5 см). Он может быть приготовлен из жидкого хозяйственного высококачественного мыла и чистой водопроводной воды в соотношении 50:50 по объему. Коммерческие детергенты и дешевые жидкости могут оставлять осадки в трубке Парджо, что может вызывать сопротивление движению мениска и быть причиной получения ошибочных результатов. Средства лучшего качества содержат смачивающие добавки. Альтернативой является применение жидких индикаторов утечек. Чтобы облегчить наблюдение, очень аккуратно могут быть использованы красители (например индикаторные чернила или проникающая краска хорошего качества).

Резиновая пробка (19 мм) должна обеспечить плотную установку трубки Парджо по центральной оси горловины сосуда. Установленная трубка Парджо должна быть слегка выдвинута, чтобы был виден ее конец.

Стандартный сосуд в этой конфигурации должен быть изолирован, чтобы свести к минимуму колебания температуры. Использование встроенных в линию точек отбора проб, защищенных НЕРА фильтрами, позволяет применять этот метод для загрязненных систем и предотвращает возможное загрязнение от контрольного оборудования.

Свободный конец трубки Парджо соединяется с тестируемым устройством гибким поливинилхлоридным шлангом минимальной длины.

В некоторых случаях интенсивность утечки не удается определить. Чтобы получить представительный результат испытаний, следует создать некоторую утечку с помощью игольчатого клапана хорошего качества, устанавливаемого в изолирующее устройство либо в контрольное оборудование.

Изолирующие устройства часто имеют прозрачную структуру. Под влиянием условий испытаний видимая утечка может колебаться в зависимости от стенок или окон изолирующего устройства. Например, при наличии утечки в изолирующем устройстве с окнами из пластиковой пленки эти окна прогибаются при проведении контроля. Колебания атмосферного давления могут быть причиной значительного изменения объема изолирующего устройства. Влияние окружающей температуры и давления должно быть сведено к минимуму, и любые изменения должны быть оформлены документально.

F.4 Проведение испытаний

F.4.1 Подготовка трубки Парджо

Следует наполнить трубку Парджо мыльным раствором так, чтобы его уровень достигал половины сферического сосуда (см. рисунок F.4). Зажимами следует прикрепить шкалу. Затем следует соединить верхний конец U-образной трубки с сосудом через резиновый шланг с пипеткой по F.4.3, расположенной снаружи изолирующего устройства. Стеклянную трубку через резиновую пробку следует вставить в стандартный сосуд.

При стабильных условиях, герметичном изолированном устройстве и контрольном значении давления в нем легким нажатием на резиновую грушу следует создать пузырек и добиться того, чтобы мениск занял положение на пересечении двух измерительных полостей стеклянной трубки. Следует постепенно ослаблять давление на резиновую грушу, чтобы мениск оставался на прежнем месте. При выполнении операции необходимо легко прикасаться к груше. Пипетка имеет три клапана, встроенных в конструкцию. При введении пузырька нужно оперировать соответствующим клапаном.

Следует наблюдать за поведением мениска. Если повышение давления происходит при контроле при отрицательном давлении, то мениск будет прогибаться вдоль полости по направлению к стандартному сосуду. Если повышение давления имеет место при контроле при повышенном давлении, то мениск будет выгибаться в сторону от стандартного сосуда.

F.4.2 Порядок проведения испытаний

Испытания интенсивности утечки должны проводиться для каждого изолирующего устройства при положительном давлении внутри него. Аналогичным образом должны проводиться испытания и при отрицательном давлении.

При проведении испытаний следует:

a) тщательно очистить все элементы, которые должны устанавливаться в изолирующее устройство, убедиться, что трубка Парджо тщательно очищена и увлажнена согласно F.3.4, заполнить сосуд достаточным количеством раствора; положение стандартного сосуда и трубки Парджо должно быть таким, чтобы через смотровую панель можно было хорошо видеть положение мениска;

b) загерметизировать изолирующее устройство и, пользуясь соответствующими приспособлениями, уменьшать или увеличивать давление так, как это требуется при проведении испытаний; контрольное давление должно быть 1000 Па или соответствовать требованиям документа (договора);

c) выдержать примерно 30 мин, чтобы все оборудование приобрело одинаковую температуру;

d) осторожно сжимая грушу пипетки, ввести в трубку Парджо пузырек, чтобы мениск детергента занял положение на пересечении двух измерительных полостей трубки, осторожно ослабить нажатие на грушу так, чтобы мениск не изменил своего положения:

- если изолирующее устройство находится при отрицательном давлении и негерметично, то пузырек будет двигаться вдоль наклонной полости трубки Парджо по направлению к стандартному сосуду,

- если изолирующее устройство находится при избыточном давлении и негерметично, то пузырек будет двигаться вдоль полости трубки Паджио по направлению к внутреннему объему изолирующего устройства;

e) как только пузырек образует ровный мениск в трубке, следует зафиксировать время движения мениска и отметить его прогиб, при этом следует убедиться, что это не вторичный пузырек, проскочивший из сосуда или изолирующего устройства; движение мениска в трубке Парджо может происходить под влиянием находящегося вблизи конца трубки вторичного пузырька из стандартного сосуда или воздушной среды изолирующего устройства; убедиться, что вторичные пузырьки исчезли до начала отсчета положения мениска; в обоих случаях пузырьки могут быть разрушены с помощью пипетки;

f) измерить смещение мениска в период времени от 3 до 5 мин и записать результаты:

- если смещение неразличимо, то следует ввести небольшую утечку в приемлемом размере, открыв какой-нибудь штуцер, или с помощью игольчатого клапана, установленного для этой цели; затем следует приступить к оформлению документа (протокола);

g) оформить результаты протоколом контроля, форма которого приведена в F.5.4.

В процессе контроля приблизительная интенсивность утечки оценивается в период времени от 2 до 3 мин. Быстрое движение пузырька свидетельствует о превышении допустимого значения. Результаты такого испытания не оформляются. Если оборудование используется во время поиска утечек, то оно может выявить снижение интенсивности утечек при устранении неплотностей.

Поток воздуха в месте утечки может быть неоднонаправленным. Это, в частности, справедливо для несплошной герметизации с помощью сальниковой набивки.

F.4.3 Использование пипетки

Пипетка представляет собой резиновую грушу, снабженную тремя стеклянными шаровыми клапанами (см. рисунок F.5). При введении пузырька в центр измерительных полостей трубки Парджо следует:

a) убедиться в том, что в сосуде находится достаточное количество раствора;

b) осторожно сжать рукой резиновую грушу, чтобы создать небольшое давление;

c) большим и указательным пальцами другой руки очень осторожно сжать клапан А, чтобы создать давление в трубке Парджо, одновременно наблюдая за воздействием на мыльный раствор;

d) прекратить сжимать клапан А и резиновую грушу, когда пузырек будет сформирован;

f) сжать клапан R, чтобы сбросить оставшееся давление в резиновой груше.

Рисунок F.5 - Схема пипетки

1 - направление в атмосферу; 2 - клапан R; 3 - резиновая груша; 4 - клапан А; 5 - клапан М;
6 - направление к трубке Парджо

Примечание - Клапаны являются нормально закрытыми.

Рисунок F.5 - Схема пипетки

F.5 Обработка результатов

F.5.1 Общие положения

Следует применять только аттестованное оборудование установленных размеров и характеристик. Базовый метод расчета интенсивности утечки приведен в F.5.2.

F.5.2 Формула для расчета

Часовая интенсивность утечки вычисляется по формуле

, (F.1)

где - площадь поперечного сечения трубки Парджо, см;

- смещение мениска в трубке, см;

- объем стандартного сосуда, см (стеклянные колбы объемом 2500 см или 2700 см);

- время испытания, мин.

Внутренний диаметр аттестованной трубки Парджо равен 4 мм, площадь поперечного сечения () - 0,126 см, но по практическим соображениям принимается 0,127 см. Следовательно, смещение , см, мениска в трубке соответствует изменению объема , см.

F.5.3 Примеры

При смещении мениска на 0,8 см в течение пяти минут и объеме стеклянной колбы 2500 см часовая интенсивность утечки , ч вычисляется по формуле

.

При смещении мениска на 1,0 см в течение пяти минут и объеме стеклянной колбы 2700 см часовая интенсивность утечки , ч, вычисляется по формуле

.

При смещении мениска на 1,5 см в течение трех минут и объеме стеклянной колбы 2700 см часовая интенсивность утечки , ч вычисляется по формуле

.

F.5.4 Оформление результатов испытаний

F.5.4.1 Основные положения

Порядок оформления результатов испытаний зависит от типа оборудования, объема, подлежащего контролю, и допустимой интенсивности утечки. В F.3.2 приведены основные размеры оборудования. Использование только аттестованного (согласованного) оборудования позволяет оформить протокол в соответствии с требованиями, предусмотренными контрактом или другим документом.

Порядок работы изложен в разделе F.4. Если утечка поддается обнаружению, то она сопровождается смещением мениска в трубке Парджо. Утечка изолирующего устройства может не обнаруживаться этим методом, если период наблюдения не превышает рекомендованного времени пяти минут. Это не означает, что изолирующее устройство герметично, и в протоколе контроля не должно указываться, что утечка не поддается обнаружению.

Если изолирующее устройство негерметично и утечка не определяется этим методом, то путем открывания клапана, специально установленного с этой целью, должна быть введена предельно допустимая утечка (см. F.4.2). После приемлемого смещения мениска, наблюдаемого и фиксируемого за определенный период времени, клапан должен быть закрыт, и смещение мениска должно прекратиться. Процедура должна быть проведена повторно. В протоколе может быть указано, что подлинная интенсивность утечки не превышает введенной утечки и, следовательно, является допустимой. В таблице F.1 приведены рекомендуемые значения смещения и интервалов времени.

В F.5.4.2 приведен пример протокола испытаний изолирующих устройств. При обнаружении утечки рекомендуется использовать два или три отчета. Если значения утечки находятся в допустимых пределах, то следует определить среднее значение утечки.

F.5.4.2 Пример протокола испытаний

Протокол

Определение часовой интенсивности утечки методом Парджо

Часовая интенсивность утечки вычисляется по формуле

,

_____________
* Ненужное зачеркнуть

F.5.5 Значение часовой интенсивности утечки


Таблица F1 - Значения часовой интенсивности утечки для трубки Парджо типа А