Le prove di tenuta ad elio utilizzato e richiesto come controllo non distruttivo per verificare l’integrità di componenti e sistemi ove è necessario garantire un grado di tenuta particolare o assenza di perdite che potrebbero essere causa di pericolo o malfunzionamento durante l’esercizio del componente in esaminato.
Il principio del test ad elio poggia sulla possibile trasmigrazione di un fluido (gas elio) attraverso un passaggio fra due regioni separate (es. interno/esterno del componente) poste ad un differenziale di pressione positiva o negativa.
L’utilizzo dell’elio come gas tracciante nelle prove di tenuta e nella ricerca di perdite offre notevoli vantaggi quali:
- è un gas nobile e inerte quindi non si lega con nessuna altra molecola;
- è presente nell’ambiente in quantità esigua (circa 5 ppmV);
- ottima sensibilità strumentale l’elio ha massa molecolare 4;
- grande capillarità che gli consente di fluire nelle vie di fuga con più facilità di altri tipi di gas con molecole di maggiore grandezza.
Vari tipi di prove
Normative di riferimento ASME – UNI EN – ISO – SHELL – TÜV
I metodi di prova sono diversi e si suddividono in:
Metodo in vuoto
prove di tenuta ad elio
Tipo di test = Quantitativo
Sensibilità test = da 10E-6 mbar.l/s sino a 10E-12 mbar.l/s
Campo d’applicazione = tutti i componenti che richiedono sensibilità d’esame elevata
In una regione (es. interno), per mezzo di gruppi di pompaggio, si esegue il vuoto, collegando lo spettrometro (strumento di lettura) direttamente alla regione in cui è stato effettuato il vuoto. Quindi si pone la regione opposta (esterno) in atmosfera o sovra pressione di elio, di modo che, qualora vi fossero perdite, l’elio passerà attraverso queste e verrà rilevato dallo spettrometro.
Metodo in pressione (Sniffer Method)
sniffer test
Tipo di test = Qualitativo
Sensibilità test = da 10E-6 mbar.l/s sino a 10E-03 mbar.l/s
Campo d’applicazione = tutti i componenti che richiedono sensibilità d’esame max 10E-6 mbar.l/s
Il componente in esame viene pressurizzato con elio alla pressione di prova (normalmente non più di 1 bar) e trascorso un periodo di diffusione il gas inizierà a fluire dalle eventuali perdite.
Tutte le zone interessate al test saranno scansionate con sonda (sniffer) collegata allo spettrometro, permettendo la localizzazione e la discriminazione delle perdite.
Metodo in Accumulazione
Accumulazione in pressione
Tipo di test = Semi-quantitativo
Sensibilità test = da 10E-4 mbar.l/s sino a 10E-08 mbar.l/s e oltre
Campo d’applicazione = tutti i componenti che richiedono la misurazione del tasso di perdita globale
Vengono create delle camere di accumulazione sulle zone da verificare.
In una singola camera si procede ad eseguire una prova campione utilizzando una fuga calibrata di riferimento, quindi si mette il componente in pressione e si esegue la prova, le eventuali perdite sono raccolte nelle camere di accumulazione e misurate dopo un certo periodo di tempo. Le misure così rilevate sono calcolate e rapportate alla prova campione iniziale.
Bombing
Tipo di test = quantitativo
Sensibilità test = da 10E-4 mbar.l/s sino a 10E-09 mbar.l/s e oltre
Campo d’applicazione = tutti i componenti che non possono essere evacuati o pressurizzati
che richiedono sensibilità d’esame elevata
Il componente in esame viene posto in una camera pressurizzata con elio per un certo periodo, al termine del quale viene rimosso e messo in una camera di lettura (collegata direttamente con lo spettrometro) e rilevate le eventuali perdite che fluiscono dalle infiltrazioni avvenute nel componente durante il periodo di pressurizzazione.
Vari prodotti controllati
- Valvole
- Valvole con prove criogeniche
- Serbatoi e scambiatori
- Serbatoi criogenici e cisterne trasportabili
- Reattori chimici – colonne di processo
- Termocoppie e sensori
- Linee stoccaggio
- Linee gas interrate
- Impianti industriali
- Gasiere navali