ASTM E498 E498/E498M-11 Prática padrão para detecção de vazamentos usando um detector de vazamento de espectrômetro de massa ou analisador de gás residual no modo de sonda traçadora

A norma ASTM E498/E498M-11, Prática Padrão para Vazamentos Utilizando Detector de Vazamentos por Espectrômetro de Massa ou Analisador de Gases Residuais no Modo de Sonda Traçadora, desenvolvida pela Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM), descreve procedimentos para testar e localizar fontes de vazamentos de gás de 1 × 10−8 ^Pa m³ ^/ s ou superiores. Esses testes podem ser realizados em qualquer objeto a ser testado que possa ser evacuado e ao qual hélio ou outro gás traçador possa ser aplicado.

Três métodos de teste são descritos nesta norma:

• Método de teste A: Para o objeto testado que pode ser esvaziado, mas não tem capacidade de bombeamento natural.
• Método de teste B: Para objeto testado com capacidade de bombeamento integrada.
• Método de teste C: Para o objeto testado, como no método de teste B, as bombas de vácuo do objeto testado substituem aquelas normalmente usadas no detector de vazamento.

Para os fins desta norma, aplicam-se os termos e definições da norma “Terminologia padrão ASTM E1316-16 para ensaios não destrutivos”.

Os métodos de teste descritos nesta norma exigem um detector de vazamento de hélio capaz de detectar um vazamento de 1 × 10−9 ^Pa m³ ^{/ s.}

O método de teste A é usado para testar vazamentos de hélio em objetos que podem ser descarregados a uma pressão de teste razoável em um tempo aceitável por bombas detectoras de vazamento. Para isso, o objeto deve estar limpo e seco. Além disso, para lidar com volumes maiores ou dispositivos relativamente sujos, bombas de vácuo auxiliares com capacidades maiores do que aquelas no detector de vazamento do espectrômetro de massa podem ser usadas com o detector de vazamento do espectrômetro de massa. Nessas condições, a sensibilidade do teste de vazamento diminui.

O método de teste B é usado em equipamentos de teste de vazamento que podem fornecer seu próprio vácuo (ou seja, equipamentos com um sistema de bombeamento integrado) pelo menos a um nível de várias centenas de pascais ou menos.

Se o método de teste C puder produzir pressões internas inferiores a 2 × 10−2 Pa na presença de vazamentos ^, esses vazamentos podem ser detectados e avaliados usando um analisador de gases residuais ou um tubo espectrômetro e controles de um detector de vazamentos de espectrometria de massa convencional. Nesse caso, é essencial que o vazamento esteja dentro da faixa de sensibilidade do espectrômetro do analisador de gases residuais ou do detector de vazamentos de espectrometria de massa, nas condições existentes no sistema de vácuo.

O método de teste A é o método mais comumente usado para testar vazamentos em componentes que podem ser estruturalmente descarregados a pressões de 0,1 Pa. O teste de pequenos componentes pode ser relacionado a vazamentos calibrados e à taxa de vazamento real medida, ou a aceitação pode ser baseada no vazamento máximo permitido. Para a maioria das necessidades de produção, a aceitação é baseada na aceitação de peças que vazam menos do que um padrão estabelecido, o que garantirá um desempenho seguro durante a vida útil esperada do componente. Deve-se tomar cuidado para garantir que sistemas grandes sejam calibrados com um vazamento de referência em um local representativo no volume de teste. As taxas de vazamento são determinadas pelo cálculo do ganho ou perda líquida de um vazamento na peça de teste que causaria falha durante a vida útil esperada do dispositivo.

O método de teste B é usado para testar sistemas de vácuo como uma etapa no teste final de um novo sistema ou como uma prática de manutenção em equipamentos usados ​​para produção, testes ambientais ou condicionamento de peças. Como o volume tende a ser grande, a sensibilidade do sistema, bem como o tempo de resposta, devem ser verificados. Dividindo o volume do sistema em litros pela velocidade da bomba de vácuo em L/s, obtemos o tempo de resposta para atingir 63% do sinal total. Tempos de resposta que excedem alguns segundos dificultam a detecção de vazamentos.

O método de teste C só deve ser usado quando não houver um método adequado para conectar o detector de vazamento à saída da bomba de alto vácuo. Se um detector de vazamento de hélio for usado e a bomba de alto vácuo for uma bomba iônica ou criogênica, o teste de vazamento será melhor realizado durante o ciclo de desbaste, pois essas bombas deixam uma taxa relativamente alta de hélio na câmara de alto vácuo. Isso esconderá todos os vazamentos, exceto os maiores, e o gás residual saturará rapidamente as bombas.

Vazamentos em série com um volume não bombeado entre eles representam um problema difícil, até mesmo impossível, nos testes de vazamento de hélio. Embora o gás traço permita que o hélio entre no primeiro vazamento com relativa facilidade, como a diferença de pressão do hélio através do primeiro vazamento é de aproximadamente uma atmosfera, pode levar horas para que a pressão parcial do hélio se acumule no volume entre os dois vazamentos e, portanto, para que uma quantidade suficiente de hélio entre no sistema de vácuo para ser detectada por um detector de vazamentos de espectrometria de massa. Tais vazamentos ocorrem frequentemente sob as seguintes condições:

• Juntas soldadas duplas e soldas sobrepostas
• Anéis de vedação duplos
• Conexões roscadas
• Conexões de tubos do tipo virola e flange
• Casos com cavidades internas
• Selos de polímero planos
• Ranhuras de O-ring não ventiladas

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