Tecnologie -- Test di tenuta: Spettrometria di massa (gas tracciante)

Il sistema di rilevamento perdite con elio si concentra sull’esecuzione di un test di tenuta globale su un componente del cliente e sul rilevamento delle perdite in un intervallo tra 5,0 x 10-2 mbar*L/s a 5,0 x 10-8 mbar*L/s. Il sistema verifica automaticamente la tenuta dei componenti utilizzando la tecnica del test globale in camera a vuoto. Durante il test, il componente viene collocato all’interno di una camera a vuoto. Dopodiché, in entrambi viene creato il vuoto fino al valore necessario per la prova. Il componente viene quindi pressurizzato con il gas tracciante. L’utilizzo dello spettrometro di massa per il rilevamento delle perdite consente al sistema di rilevare il flusso totale, attraverso tutte le perdite del pezzo in prova. Da tale processo si ricava una misurazione quantitativa finale. Il test di tenuta generico viene seguito dal testi principale, con lo scopo di ridurre il rischio di contaminazione della camera con grandi quantità di elio, in caso di presenza di forti perdite.

Come funziona lo spettrometro di massa?

Per semplificare, lo spettrometro di massa converte la misura della massa di elio in un segnale elettrico. A tale scopo, l'aria che entra nello spettrometro viene ionizzata e condotta in un tubo curvo immerso in un campo magnetico. Per un valore definito del campo magnetico, solo gli ioni di elio riescono a passare, mentre gli altri vengono distrutti. La corrente elettrica prodotta dal flusso di ioni di elio viene misurata per quantificare la perdita.

Perché l’elio?

• L'elio è il secondo elemento più leggero dopo l’idrogeno: passa rapidamente dalle piccole aperture fino a 10−11 mbar*L/s, mentre altri elementi non ci riescono.

• È un gas nobile: è inerte e non reagisce con gli altri gas o con il pezzo in prova.

• L'elio è ecologico: è incolore, inodore e insapore, atossico e non provoca problemi in caso di dispersione nell'ambiente.

• È presente nell'atmosfera solo in piccole quantità (5 ppm), riducendo al minimo il rumore di fondo dello strumento di rilevamento perdite, ed è quindi altamente separabile in termini “spettrometrici di massa” dagli altri gas.

• L’elio può inoltre essere recuperato attraverso appositi sistemi, che consentono ai clienti di ridurre il rischio di esaurire le scorte e la quantità di elio da acquistare.

Descrizione generale dei sistemi di rilevamento perdite con elio

Ogni sistema di rilevamento perdite con elio presenta:

• Una o più camere a vuoto, con coperchio manuale o automatico, montate su una piastra d’acciaio saldata e verniciata. L'accesso alle camere è di norma protetto da fotocellule.

• Raccordi di prova per collegare i componenti in prova al circuito di processo del sistema.

• Pompe per vuoto, necessarie per mantenere le camere e il componente sotto vuoto nonché per eseguire l'analisi.

• Uno o più rilevatori di perdite (spettrometri di massa).

• Quadri elettrici e pneumatici.

• Un PC industriale con monitor touchscreen da 15” per l'esecuzione delle funzioni HMI, mentre un PLC provvede alla supervisione del processo.

• La dotazione può comprendere inoltre un sistema di recupero dell’elio, idoneo per la capacità necessaria.

Il rilevamento delle perdite con elio trova impiego in una grande varietà di settori industriali, quali:

• Refrigerazione

• Climatizzazione

• Automobilistico

• Aerospaziale

• Estintori

• Valvole

• Confezionamento degli alimenti

• Farmaceutico

• Petrolchimico

• Energia

• Microelettronica