摘要:简单介绍氦检漏前的准备工作及氦检漏的物理过程,详细阐述了氦检漏的两种方法:氦罩法和喷吹法。
随着科学技术快速发展,低温液体在工业中大量使用,高真空多层绝热结构运输车得到了广泛应用。绝热夹层具有优良的密封性,是保证抽真空质量和低温储运设备真空寿命的重要条件,因此应严格控制夹层的漏率。运用超声、射线、磁粉和渗透等手段的检查都不能满足抽真空的需要(母材做超声检测),漏点有可能在任何地方出现,如焊道、母材等,所以抽真空时还需要做氦检漏工作。氦检漏技术水平的高低直接影响着罐体夹层抽真空的成败与否,是保证抽真空效率的重要条件。
1 氦检漏前的准备工作
在检漏前要先去除贮罐外表面的焊渣、油垢,再进行清洁处理,清洁后要烘干被检件。清洁处理的目的是为了使漏孔不被污物、油和有机溶液等堵塞,并使检漏仪器不被污染。由于使用氦质谱检漏法的设备和氦气都较为昂贵,为了提高检漏效果、节省氦气,检漏前应对真空系统进行预抽空处理。
(1)首先将罐体置于加温炉内进行预抽空,当夹层真空度小于10Pa后,从抽空管路通入高纯氮气,使真空夹层的压力达0·1MPa,然后加温至120℃~130℃(保温不少于12小时)。在加温炉内不同位置放置3个热电偶,以观察和控制温度。启动抽空机组,抽空4~6小时后,将高纯氮气充入真空夹层,使其压力达0·1MPa,继续加温6小时后抽空。
(2)上述充氮气、加温及抽空过程一般不少于8~10次。在抽空过程中,温度要保持恒定,在抽空机组与罐体之间应安装冷阱(如图1所示),且保证冷阱内有液氮。充氮、加温时应取下冷阱除霜,并使其保持干燥。
(3)当冷阱内无明显结霜且真空度达到0·1Pa时,开始对夹层进行氦检漏。
2 氦检漏的物理过程
检漏的方法有很多种,可分为氦质谱检漏仪法、卤素检漏仪法及其他简易检漏法。
用氦质谱检漏仪进行检漏时,被检件的全部或局部是处于加压或抽空的状态,检漏仪总是处于被检件器壁的低压一侧。示漏物质通过被检件上的漏孔进入检漏仪之前,一部分被辅助真空系统抽走,只有一部分进入检漏仪。
检漏仪与被检件及辅助真空系统连接,系统正常运转后就可以开始工作。当氦气没有喷到漏孔上时,可认为检漏仪本底值是0 (或补偿到0)。喷氦气后,氦气通过漏孔进入检漏系统,系统内各处氦的分压开始上升,直到稳定状态(即进入的氦气量等于被抽走的量)。此时若停止喷氦,由于泵的抽气作用,系统内各处氦分压就逐渐降低,最后趋于初始的本底值。
3 氦检漏的方法
以下介绍两种生产上常用的氦质谱检漏仪检漏方法:氦罩法和喷吹法。
3·1 氦罩法
氦罩法是用一个检验罩把被检件包起来,检漏时先排除罩内空气,然后充入100kPa的氦气。当检漏仪输出指示有变化时,表明处于氦罩下的被检件有漏孔。检验罩子可用塑料薄膜制成,对于大批量的小零件,也可制作专用的刚性好的检验罩,使所充示漏气体的压力高于100kPa,以提高检漏灵敏度。氦罩法检漏流程如图2所示。
3·2 喷吹法
喷吹法是最常用、最方便的检漏方法。检漏时,用连接在装有氦气的气瓶上的喷嘴对着疑有漏孔处进行喷吹。喷吹法检漏应注意以下几个问题:
(1)检漏次序:从被检件的上方至下方,由靠近检漏仪处向远离检漏仪处逐点进行喷吹。
(2)初检时用大口径的喷嘴,使氦气流的覆盖面积较大些,找出漏孔所在的区域后,改用小口径喷嘴确定漏孔的准确位置。
(3)要先修补检测出的大漏孔(用真空泥封堵),再去检测小漏孔。
(4)当存在两个距离很近的可疑漏孔点时,应先把一点盖住,再用最细的喷嘴喷吹另一点。
(5)当喷嘴喷吹某点时,如果检漏仪指示有变化,但其上升速度很慢且指示值很不一致,就表明邻近的其他地方存在大漏孔。
(6)检测出漏孔后还应再作几次复验。
一般先进行总漏率的测定工作,只有当总漏率超出允许值后,再进行漏孔的定位工作。检漏环境要保持通风良好、清洁和干燥,不得有强电磁干扰和强烈振动,环境温度为(23±7)℃,现场要备有温度和大气压力监测装置。
4 结束语
多年来通过对低温液体运输车制造工艺的不断改进和完善,使夹层抽空时间大大缩短,抽空质量大大提高,同时,氦检漏技术水平不断提高,为夹层抽空的成功提供了一个技术支持,使产品质量和生产效率都得到提高,获得了较好的经济效益。
参考文献:
[1]达道安,邱家稳,肖祥正.真空设计手册[M]. 3版.北京:国防工业出版社, 2004·
本文作者：苏桂玲 单岩松
