Zarejestruj się
LabCoda / Baza Wiedzy / Test szczelności helem

🔧 Test szczelności helem

Motoryzacja PN-EN 1779

Wykrywanie i lokalizacja nieszczelności w komponentach i instalacjach za pomocą helowego detektora nieszczelności (spektrometru masowego). Najczulsza dostępna metoda badania szczelności.

Przegląd

Test szczelności helem (Helium Leak Testing — HLT) jest najczulszą metodą wykrywania nieszczelności, osiągającą czułość rzędu 10⁻¹² mbar·L/s. Norma PN-EN 1779 definiuje kryteria wyboru metody i techniki badania szczelności w zależności od wymaganej czułości, wielkości obiektu i warunków badania. Hel jest idealnym gazem znacznikowym — jest lekki, obojętny chemicznie, nietoksyczny, niepalny, a jego zawartość w atmosferze wynosi zaledwie ~5 ppm, co zapewnia niski poziom tła.

Metoda jest szeroko stosowana w przemyśle motoryzacyjnym (układy klimatyzacji, chłodnice, wtryskiwacze, zbiorniki paliwa), lotniczym (hermetyzacja kabin, zbiorniki ciśnieniowe), próżniowym (komory, aparatura naukowa), chłodniczym i medycznym (implanty, opakowania sterylne). Norma PN-EN 1779 klasyfikuje metody badania szczelności od A (najwyższa czułość — hel próżniowy) do I (najniższa — metoda pęcherzykowa).

Techniki helowe dzielą się na: metodę próżniową integralną (badany obiekt w komorze próżniowej, hel wewnątrz), metodę próżniową lokalną (sonda zasysająca na powierzchni), metodę ciśnieniową z sondą wąchającą (hel wewnątrz, sonda sniffingowa na zewnątrz) i metodę akumulacyjną (zbieranie helu w zamkniętej objętości). Każda technika ma inną czułość i zastosowanie.

Helowe detektory nieszczelności oparte są na magnetycznym spektrometrze masowym nastrojonym na masę 4 (⁴He). Główni producenci to Pfeiffer Vacuum (seria ASM), Agilent (seria HLD) i Leybold. Koszt urządzenia to 100 000–200 000 PLN.

Zasada metody

Detektor helowy zawiera magnetyczny spektrometr masowy selektywnie nastawiony na masę atomową 4 (⁴He). W metodzie próżniowej: badany obiekt napełnia się helem, umieszcza w komorze próżniowej połączonej z detektorem — hel przenikający przez nieszczelność jest wykrywany przez spektrometr. W metodzie sniffingowej: obiekt napełniony helem pod ciśnieniem jest skanowany sondą wąchającą — hel wydostający się przez nieszczelność jest zasysany do detektora. Czułość metody próżniowej sięga 10⁻¹² mbar·L/s, sniffingowej — 10⁻⁹ mbar·L/s.

Zastosowania

Kluczowe parametry

ParametrWartość
Minimalna wykrywalna nieszczelność (próżnia)1 × 10⁻¹² mbar·L/s
Minimalna wykrywalna nieszczelność (sniffing)1 × 10⁻⁹ mbar·L/s
Gaz znacznikowyHel (⁴He), masa atomowa 4
Stężenie helu w atmosferze~5 ppm (niskie tło)
Ciśnienie testowe0,1–30 bar (zależne od zastosowania)
Czas odpowiedzi detektora< 1 s (typowo)

Norma

Numer normy
PN-EN 1779:2004
Tytuł (PL)
Badania nieniszczące — Badania szczelności — Kryteria wyboru metody i techniki
Title (EN)
Non-destructive testing — Leak testing — Criteria for method and technique selection

Procedura krok po kroku

1. Przygotowanie obiektu

Oczyść badany element z zanieczyszczeń (tłuszcz, kurz). Zamknij wszystkie otwory technologiczne. Sprawdź przyłącza.

⏱ Czas: 10–30 min

2. Kalibracja detektora

Podłącz kalibrator referencyjny (standard leak). Sprawdź odczyt detektora — odchylenie max ±20% wartości certyfikowanej.

⏱ Czas: 5 min

3. Wybór techniki

Dobierz technikę do wymagań: próżniowa integralna (najwyższa czułość), sniffingowa (lokalizacja), ciśnieniowa (duże obiekty).

4. Napełnienie helem

Napełnij obiekt helem (lub mieszaniną He/N₂) do ciśnienia testowego. Dla metody próżniowej — umieść obiekt w komorze i odpompuj.

⏱ Czas: 5–30 min

5. Stabilizacja tła

Odczekaj na stabilizację sygnału tła detektora. Dla metody próżniowej — ustabilizuj próżnię w komorze < 10⁻² mbar.

⏱ Czas: 5–15 min

6. Pomiar integralny

Monitoruj sygnał detektora. Wzrost sygnału powyżej tła wskazuje na nieszczelność. Zapisz wartość nieszczelności w mbar·L/s.

⏱ Czas: 1–5 min

7. Lokalizacja (opcjonalnie)

Dla metody sniffingowej: skanuj sondą wąchającą powierzchnię obiektu napełnionego helem. Wzrost sygnału wskazuje lokalizację przecieku.

⏱ Czas: 5–60 min

8. Weryfikacja kalibracji

Po zakończeniu pomiarów ponownie sprawdź kalibrację kalibratorem referencyjnym. Dryft > 20% dyskwalifikuje serię.

9. Ocena wyniku

Porównaj zmierzoną nieszczelność z kryterium akceptacji. Obiekt szczelny/nieszczelny. Dla lokalizacji — oznacz miejsce przecieku.

10. Dokumentacja

Sporządź protokół badania: identyfikacja obiektu, technika, ciśnienie testowe, wynik, kryterium, warunki otoczenia.

Wymagany sprzęt i aparatura

SprzętPrzykładOrientacyjna cena
Helowy detektor nieszczelnościPfeiffer ASM 340, Pfeiffer ASM 310, Agilent HLD PD03, Leybold Phoenix L300i100 000–200 000 PLN
Komora próżniowa testowaKomora stalowa z przyłączami, dedykowana do geometrii badanego elementu10 000–100 000 PLN (zależnie od rozmiaru)
Pompa próżniowa pomocniczaPompa turbomolekularna + pompa wstępna (suchościerna)20 000–50 000 PLN
Sonda wąchająca (sniffer)Pfeiffer PS 400, Agilent sniffer probe3 000–8 000 PLN
Kalibrator nieszczelności (standard leak)Pfeiffer TL7, Agilent standard leak 10⁻⁸ mbar·L/s5 000–15 000 PLN
Butla z helem (5.0)Hel czystość 99,999%, butla 50 L / 200 bar, Air Liquide / Linde800–1 500 PLN / butla

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

OdczynnikCASSzczegóły
Hel gazowy (czystość 5.0)7440-59-7Czystość ≥ 99,999%, jako gaz znacznikowy do napełniania obiektów badanych
Mieszanina hel/azot (10% He)—Tańsza alternatywa dla czystego helu — stosowana w dużych instalacjach
Kalibrator referencyjny—Kalibrowany przeciek helowy z certyfikatem wzorcowania (np. 10⁻⁸ mbar·L/s ± 15%)

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

🔍 Znajdź laboratorium wykonujące to badanie