Badanie szczelności (LT) – metody, normy i czułość detekcji w przemyśle

Nieszczelność w zbiorniku ciśnieniowym, instalacji gazowej czy złączu spawanym może prowadzić do dwóch poważnych problemów: strat medium (co bywa kosztowne lub ekstremalnie niebezpieczne w przypadku gazów palnych i toksycznych) oraz drastycznej utraty sprawności całego układu.

Badanie szczelności (LT – Leak Testing) to niezastąpiona metoda z rodziny badań nieniszczących (NDT), która pozwala precyzyjnie wykryć i zlokalizować ubytki, zanim staną się one realnym zagrożeniem operacyjnym. W poniższym artykule wyjaśniamy, jakie techniki LT stosuje się w nowoczesnym przemyśle, czym różni się ich czułość i jakie normy techniczne je regulują.

Przegląd najskuteczniejszych metod badania szczelności (LT)

Wybór odpowiedniej metody zależy w głównej mierze od wymaganej czułości (czyli najmniejszego wycieku, jaki technika jest w stanie zarejestrować) oraz od tego, czy celem audytu jest wyłącznie lokalizacja nieszczelności, czy też dokładny pomiar jej wielkości.

W praktyce inżynieryjnej stosuje się następujące rozwiązania:

• Próba pęcherzykowa – jest to najprostsza i najbardziej ekonomiczna metoda. Badany element (lub jego wycinek) pokrywa się roztworem pianotwórczym pod ciśnieniem lub całkowicie zanurza w wodzie. Miejsce wycieku jest natychmiast wskazywane przez pojawiające się pęcherzyki gazu. Mimo niższej czułości, technika ta doskonale sprawdza się do szybkiej, wizualnej lokalizacji większych nieszczelności (np. w złączach spawanych).
• Metoda gazu śladowego (badanie helem) – polega na napełnieniu badanego obiektu gazem śladowym, którego obecność po drugiej stronie bariery wykrywa wysoce czuły detektor (sonda wąchająca lub spektrometr masowy). Jest to najbardziej czuła z powszechnie stosowanych metod. W zależności od przyjętej techniki, granice wykrywalności sięgają tu od około 10⁻⁵ do nawet 10⁻⁹ mbar·l/s.
• Metoda zmiany ciśnienia – weryfikacja polega na monitorowaniu spadku lub wzrostu ciśnienia w badanym obiekcie na przestrzeni czasu, bez wykorzystywania gazu śladowego. Metoda ta nie wskazuje punktowej lokalizacji nieszczelności, ale bezsprzecznie potwierdza jej istnienie i pozwala inżynierom oszacować skalę wycieku.
• Metoda próżniowa (przyssawki i komory) – technika stosowana przy elementach płaskich oraz złączach spawanych, w przypadku których nie ma możliwości podania ciśnienia od wewnątrz obiektu. Różnica ciśnień jest wytwarzana od zewnątrz, a nieszczelność ujawnia nałożony wcześniej roztwór pianotwórczy.
• Detekcja akustyczna (ultradźwiękowa) – bazuje na rejestracji dźwięku (często w paśmie ultradźwiękowym, niesłyszalnym dla ludzkiego ucha), który jest generowany przez gaz uciekający przez szczelinę. Jej czułość jest niższa niż w przypadku gazu śladowego, ale ogromną zaletą jest możliwość błyskawicznej kontroli bez konieczności odłączania instalacji z ruchu (szeroko stosowana m.in. przy audytach sieci sprężonego powietrza).
• Metoda termowizyjna (FLT – Fast Leakage Test) – technika wykorzystująca kamerę termowizyjną do rejestrowania minimalnych zmian temperatury gazu podczas jego rozprężania przez nieszczelność. Ze względu na szybkość pomiaru bez obciążania cyklu produkcyjnego, jest ona szczególnie ceniona w przemyśle motoryzacyjnym.

Normy jakościowe w badaniach szczelności

Dobór techniki i odpowiedniej normy zależy od założonego poziomu szczelności, dostępu do obiektu, rodzaju medium roboczego oraz rygorów nakładanych przez przepisy o urządzeniach ciśnieniowych i wymogi Urzędu Dozoru Technicznego (UDT).

Kluczowe normy regulujące badania LT to:

• PN-EN 1779 – określa zasady i kryteria wyboru metody oraz techniki badania szczelności.
• PN-EN 1593 – definiuje zasady przeprowadzania próby pęcherzykowej.
• PN-EN 13184 – reguluje metodę zmiany ciśnienia.
• PN-EN 13185 – standaryzuje wykorzystanie metody gazu znakującego (śladowego).
• PN-EN ISO 9712 – określa rygorystyczne wymogi dotyczące kwalifikacji i certyfikacji personelu przeprowadzającego badania nieniszczące, w tym diagnostykę LT.

Przemysłowe zastosowanie badań LT

Profesjonalna kontrola szczelności to standard w wielu gałęziach przemysłu. Typowe zastosowania obejmują m.in. diagnostykę zbiorników ciśnieniowych i instalacji w sektorze petrochemicznym, weryfikację złączy spawanych na rurociągach, a także kontrolę układów hamulcowych i paliwowych w motoryzacji. Metody te są równie ważne w weryfikacji sprzętu AGD (układy chłodnicze) oraz aparatury medycznej, gdzie każda anomalia bezpośrednio rzutuje na bezpieczeństwo.

Należy jednak pamiętać, że samo badanie szczelności (LT) złącza spawanego nie zastępuje weryfikacji jego struktury wewnętrznej. Aby uzyskać pełen obraz jakości i bezpieczeństwa spoiny, diagnostykę tę łączy się najczęściej z precyzyznymi badaniami ultradźwiękowymi (UT) lub badaniami penetracyjnymi (PT).

Podsumowanie

Badanie szczelności to obszerna rodzina technik o zróżnicowanej czułości detekcji – od podstawowych prób pęcherzykowych po zaawansowane, niezwykle czułe badania z użyciem helu. Zapewnienie bezpieczeństwa instalacji wymaga dobrania właściwej technologii (w oparciu o wytyczne normy PN-EN 1779), która bezbłędnie odpowie na specyfikę i charakter badanego obiektu.

Wymagasz bezkompromisowej kontroli szczelności zgodnej z normami? Skontaktuj się z zespołem inżynierów Ultrarent – dobierzemy metodę idealnie dopasowaną do Twojej instalacji i medium roboczego.