Истощение резервуара и дрейф эталонной течи
Поток течи с герметичным резервуаром не остаётся неизменным бесконечно. По мере выхода газа уменьшаются давление или концентрация в резервуаре, а вместе с ними меняется поток. Этот прогнозируемый процесс называют истощением. Дрейф включает дополнительные изменения рабочего элемента, загрязнение и негерметичность арматуры.
Расчётное истощение
Если поток пропорционален количеству газа в резервуаре и температура постоянна, спад имеет экспоненциальный характер. Для расчёта нужны начальное давление, объём, дата заполнения, начальный поток и температурная история.
Что показали повторные калибровки
В исследовании NIST для устойчивых коммерческих проницаемых течей наблюдаемые скорости истощения находились в пределах 1–5 % в год, в среднем 2,6 % в год. Эти числа относятся к отобранной группе исследованных течей и не являются паспортом любого изделия.
Другая работа показала, что значения истощения, полученные при повторных калибровках национальной лаборатории, могли заметно отличаться от данных производителя. Поэтому индивидуальную историю течи нельзя заменить средним коэффициентом.
Причины непредсказуемого изменения
- негерметичность заправочного клапана или резервуара;
- проницаемые седло и набивка клапана;
- закрытие выходного клапана и обратное давление на элемент;
- повышенная температура хранения;
- загрязнение или изменение структуры физической течи.
Интервал повторной калибровки
Рекомендации AVS называют ежегодную калибровку проницаемых течей и интервал 3–6 месяцев для физических течей типично удовлетворительными. Но это ориентир, а не универсальное правило. Интервал выбирают по требуемой точности, стабильности конкретного экземпляра, условиям эксплуатации и накопленной истории сравнений.
Что хранить в паспорте течи
Полезны дата и результат каждой калибровки, температура, положение клапанов при хранении, ремонты, удары, загрязнения и рассчитанное изменение между калибровками. После нескольких циклов можно оценить индивидуальный тренд и назначить обоснованный интервал.
Не подменяйте дрейф истощением. Плавный расчётный спад резервуара можно корректировать только при подтверждённой модели; скачок или изменение направления требует диагностики и повторной калибровки.
Оформление цепочки прослеживаемости рассмотрено в статье о неопределённости калибровки.
Источники: Ehrlich и Basford, DOI 10.1116/1.578137; Abbott и соавторы, DOI 10.1116/1.579935; Hidalgo и соавторы, DOI 10.1016/j.vacuum.2008.01.050.
