W artykule przedstawiono wyniki cechowania dwóch rodzajów urządzeń do badania nieszczelności instalacji wentylacyjnych jednego profesjonalnego urządzenia Veab i drugiego zbudowanego z wykorzystaniem ssawy. Dodatkowo zaprezentowano wyniki badania nieszczelności instalacji przemysłowej metodą napełniania zbiornika i pomiaru czasu jego opróżniania na skutek nieszczelności. 

    Przewody do transportowania cieczy i gazów powinny być szczelne. Jest to w naturalny sposób realizowane w przypadku płynów cieczowych oraz gazowych o podwyższonym ciśnieniu. Wycieki wody z instalacji bowiem powodują szkody w infrastrukturze budowlanej na skutek zalewania obiektu i pociągają straty finansowe. Gazy o podwyższonym ciśnieniu podczas wycieku na zewnątrz instalacji generują hałas. Wymienione skutki nieszczelności dostrzegane „gołym okiem” są dostatecznym powodem troski o szczelność zarówno podczas eksploatacji jak i na etapie projektowania i montażu. Instalacje rurociągowe o dużej przepustowości i transportujące media na długie dystanse, wbrew utartej opinii, są konstrukcjami skomplikowanymi i drogimi. Zaprojektowanie rurociągu optymalnego pod względem sprawności, architektury, niezawodności, żywotności i technologii jest zadaniem trudnym, pozostawiającym wiele do życzenia zwłaszcza, że maszyny i urządzenia łączone z tymi rurociągami cechuje wyższy poziom techniczny.
    Szczelność jest ważnym parametrem rurociągu i ma istotny wpływ na sprawność układu: maszyna przepływowa – sieć. Gdy transportowane są płyny gazowe o parametrach zbliżonych do parametrów powietrza wentylacyjnego (o obojętnych własnościach chemicznych) można zrezygnować z bezwzględnej szczelności i wybrać kompromis pomiędzy niższymi kosztami inwestycyjnymi rurociągów o mniejszej szczelności, wykonanymi z cienkiej blachy niż zabiegać o wysoką szczelność trudną do osiągnięcia w technologiach blacharskich. Dla rurociągów wentylacyjnych dopuszczalna jest kontrolowana nieszczelność, którą trzeba mierzyć. W warunkach eksploatacji, zastosowanie zwężkowych, znormalizowanych metod pomiaru strumieni wyciekających na nieszczelnościach jest zbyt uciążliwe co wynika przede wszystkim z konieczności zachowania długich odcinków prostoosiowych powodujących wprawdzie uporządkowanie strug płynu dopływającego do zwężek, dzięki czemu uzyskuje się dużą dokładność ale rozbudowuje się znacznie instalacja pomiarowa. Strumienie przeciekające są małe w stosunku do strumieni głównych. W tym tkwi również sprzeczność metrologiczna polegająca na występowaniu dużego błędu bezwzględnego podczas pomiaru małych wielkości fizycznych. Ale skoro wielkości strumieni wyciekających są ograniczone wymaganiami norm trzeba było stworzyć urządzenia mierzące dopuszczalne strumienie wolumetryczne o określonym, dopuszczalnym błędzie pomiarowym.

   W artykule zamieszczono wyniki badań porównawczych (cechowania) dwóch takich urządzeń przydatnych do wyznaczania parametrów geometrycznych i przepływowych instalacji oraz metodę oceny nieszczelności poprzez napełnianie rurociągu traktowanego jak zbiornik i pomiaru czasu opróżnienia. Do testowania nieszczelności rurociągów wentylacyjnych stosowane są specjalne, profesjonalne urządzenia takie jak np. urządzenie typu Veab przedstawione na rysunku 1, które pozwala zmierzyć wydatki na nieszczelnościach do 200 l/s. Urządzenie przepływowe przedstawione na rysunku 3 zbudowane jest na bazie ssawy wielostopniowej wytwarzającej podciśnienie około 15 kPa z regulacją obrotów za pomocą autotransformatora. W urządzeniu Veab do pomiaru wydajności wykorzystuje się dyszę wypływową, na której występują zakłócenia zasilania i wypływu gazu, a więc można spodziewać się powiększonego i przypadkowego błędu pomiarowego. W urządzeniu na bazie ssawy duży zbiornik wlotowy z kryzą dolotową zachowuje stałe warunki zasilania i wypływu gazu z kryzy. Spodziewana jest w tym przypadku lepsza dokładność pomiaru, choć polska norma dotycząca pomiaru za pomocą kryzy na dużym zbiorniku proponuje przyjmować stały współczynnik wydatku α = 0,6, co wydaje się niesłuszne i poddane zostanie weryfikacji podczas pomiarów porównawczych. Oba urządzenia zostały cechowane za pomocą metody zwężkowej o niskim względnym błędzie pomiarowym obliczonym wg metody różniczki zupełnej wynoszącym ± 0,98% [7]. Wyniki cechowania zamieszczono na rysunkach 2 i 4. Urządzenie Veab wytwarza nadciśnienie w badanym odcinku rurociągu wdmuchując do niego tyle powietrza, aby przy ciśnieniu zadanym zrównoważyć przeciek. Odpowiada to utrzymaniu w rurociągu próbnym stałego ciśnienia. Urządzenie na bazie ssawy wytwarza w badanym odcinku rurociągu nadciśnienie, ale może pracować w układzie ssawnym po rozłączeniu na kołnierzu 8 i dołączeniu w tym miejscu badanego rurociągu.

   Nieszczelność wielkogabarytowych rurociągów przemysłowych testuje się wygodną w użyciu metodą napełniania rurociągu do przewyższonego nadciśnienia ponad ciśnienie robocze oraz pomiaru czasu opróżniania na skutek przecieków szczelinowych. Idea pomiaru przedstawiona jest na rysunku 6.
    Celem opracowania jest wyznaczenie błędu pomiarowego urządzenia Veab i współczynników korekcyjnych αk urządzenia własnej konstrukcji na podstawie wykresów na rysunkach 2 i 4 oraz omówienie testowania nieszczelności metodą napełniania rurociągu i pomiaru czasu opróżniania.

Zestaw pomiarowy do cechowania profesjonalnego urządzenia przepływowego Veab
(...)

Schemat stanowiska pomiarowego do cechowania własnego urządzenia zbudowanego na bazie ssawy i zbiornika dolotowego z kryzą
(...)

Wyniki pomiarów i obliczenia
(...)

Zasady badania szczelności przewodów wentylacyjnych
(...)

Badanie szczelności instalacji przemysłowej metodą napełniania rurociągu
(...)

Podsumowanie i wnioski
    Urządzenie profesjonalne Veab do badania nieszczelności przewodów wentylacyjnych, jak wykazały badania porównawcze wydajności, pozwala wyznaczyć przeciek z dokładnością pomiarową ± 10%. Oznacza to, że cechowanie tego urządzenia można dokonać za pomocą znormalizowanej metody zwężkowej o niepewności pomiarowej około 0,98%. Po zastosowaniu korekty do normowego współczynnika wydatku α = 0,6 dokładność pomiarów za pomocą urządzenia własnego będzie porównywalna z dokładnością kryzy ISA, a więc wyższa od dokładności urządzeń profesjonalnych dostępnych na rynku i wielokrotnie tańsza.
    Możliwe jest badanie szczelności rurociągów przemysłowych metodą opróżniania zbiornika. Wymagania szczelności podaje się wtedy wartością długości czasu w jakim zachodzi spadek ciśnienia od wartości zadanej do ciśnienia roboczego panującego w rurociągu.