質(zhì)譜檢漏儀介紹及在壓力容器檢漏上的應(yīng)用

1、.：.；質(zhì)譜檢漏儀引見及在壓力容器檢漏上的運(yùn)用 (2021/10/02 17:40)當(dāng)壓力容器儲存氣體時，漏氣對整個容器的氣體儲存來說是個很大的損失。為處理此問題對制造消費壓力容器的廠家來說，歷來是個既費事又要破費大量時間、人力、精神、財力的事情，但又不一定可以很好的處理走漏這個關(guān)鍵性的問題。普通壓力容器檢漏先進(jìn)展總漏率檢測，當(dāng)總漏率超出允許值后，再進(jìn)展各個走漏孔的檢測，對超越允許值的漏孔進(jìn)展修補(bǔ)。用加壓水中氣泡法檢壓力容器，能尋覓出較大的漏孔位置，但很難檢出微漏和滲漏，特別是壓力容器隨著時間的滲漏包括資料本身的滲漏問題。普通國內(nèi)的企業(yè)在壓力容器檢漏時經(jīng)常采用以下幾種方法： 加壓放置法：充入一

2、個三個以上大氣壓的空氣，放置24小時或更長，看壓力表上壓力讀數(shù)能否下降，用這種方法可檢到10-1Pa？m3/S左右的最小漏率。 著色法：充入氨氣，在外面著色，可檢到10-1Pa？m3/S左右的最小漏率。 超聲波法：充入一個三個以上大氣壓的空氣，用超聲波檢測器檢漏，可檢到10-2Pa？m3/S左右的最小漏率。 加壓水中發(fā)泡法：充入一個三個以上大氣壓的空氣后，放入水中，看水中有否氣泡出現(xiàn)可檢到10-310-4 Pa？m3/S，24小時積累后可檢到10-5Pa？m3/S左右的最小漏率。 涂抹肥皂水法：充入一個三個以上大氣壓的空氣，在疑心處涂上肥皂水，看能否有肥皂泡出現(xiàn)，可檢到10-210-3 Pa？

3、m3/S。 放射性氣體法：可檢到10-11 Pa？m3/S。有放射污染危險 鹵素檢漏法：可檢到10-510-6 Pa？m3/S 氦質(zhì)譜檢漏儀:吸槍法可檢到10-310-7 Pa？m3/S，真空法可檢到10010-13 Pa？m3/S。 從上述檢漏手段來看，可以得出氦質(zhì)譜檢漏儀的檢漏范圍最寬，精度高，平安等優(yōu)點。在國外和外國在國內(nèi)的獨資、合資企業(yè)中廣泛得到運(yùn)用，如今國內(nèi)的企業(yè)也在隨著用戶要求的提高，和產(chǎn)品的晉級換代、走出國門、與外資配套等情形，逐漸添加了氦檢漏儀的運(yùn)用時機(jī)。下面我將詳細(xì)引見一下島津制造所消費的氦質(zhì)譜檢漏儀的特性和任務(wù)原理。 氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏也是無損檢測X射線、渦流、超聲等的多種方

4、法中的一種，是壓力容器無損檢測的最正確方式。廣泛運(yùn)用于航天、航空、核電、電子零部件、真空設(shè)備、電真空、電力、石化、半導(dǎo)體前道、空調(diào)制冷等新技術(shù)的領(lǐng)域。 一概述 自從1954年島津制造所在日本研制消費出日本第一臺氦質(zhì)譜檢漏儀，至今已有近50年的歷史。經(jīng)過不斷地開發(fā)、研討，島津新一代的氦質(zhì)譜檢漏儀具有高精度、高靈敏度、低本底、寬量程、高穩(wěn)定性、觸摸式液晶顯示屏、采用菜單式人工控制、微機(jī)化全自動控制、多用途、易維護(hù)、操作簡便的特點，能快速反響，定位、定量、定性的反映漏孔的情況，廣泛運(yùn)用在航天航空核能利用，科研，電子電工，制冷和汽車工業(yè)，真空科學(xué)，冶金，化工，半導(dǎo)體，通訊，壓力容器，精細(xì)機(jī)械加工等領(lǐng)域

5、。 走漏的檢查，存在著各種各樣的方式，其中之一便是運(yùn)用氦質(zhì)譜檢漏儀的檢查方式。利用氦氣作為示蹤氣體，來對各種容器的走漏、微漏和滲漏(包括資料本身的)進(jìn)展檢測。運(yùn)用氦氣進(jìn)展檢漏是思索到氦氣具有以下一些優(yōu)點：不用氫氣，由于氫氣有可燃可爆的危險性 氦氣在空氣中含量非常少，只需5ppm空氣中占約1/200，000； 在被測試的物體內(nèi)部所殘留的空氣中的氦氣含量也非常少； 由于氦分子量小、分子直徑小在元素周期表中在僅排在氫的后面，即使是極其微小的滲漏孔也能方便地經(jīng)過； 由于具有化學(xué)上的不活潑性，不會污染排氣系統(tǒng)及被測試物體； 由于具有對人體無害性和不可燃爆性，因此運(yùn)用平安方便； 對分析管的分辨率要求并不高

6、，容易實現(xiàn)高靈敏度； 不存在環(huán)境污染問題。 二氦質(zhì)譜檢漏儀的根本原理及主要組成部分 氦質(zhì)譜檢漏儀的性能、特性好壞取決于質(zhì)譜分析室。質(zhì)譜分析室的任務(wù)原理是對離子源氣體進(jìn)展電離，電離出來的正離子經(jīng)過電場加速聚焦經(jīng)過縫隙進(jìn)入均勻磁場，離子束在磁場力的作用下，旋轉(zhuǎn)180o或90o按一定軌跡到達(dá)搜集極，此種方式稱之為磁性偏轉(zhuǎn)分析方式。然后，經(jīng)小電流放大器、微處置器，控制器等線路處置直至液晶屏顯示出讀數(shù)的大小。 三氦質(zhì)譜檢漏儀在壓力容器中的常用方法 在壓力容器中，運(yùn)用氦質(zhì)譜檢漏儀檢漏常用的方法大體可分為三種，即噴氦法負(fù)壓法，吸槍法正壓法，氦罩法。就幾種方法的靈敏度比較而言，噴氦法的靈敏度高些。但是當(dāng)檢漏儀

7、安裝在大型的、比較復(fù)雜的壓力容器安裝上時，也不敢確切地說噴氦法的靈敏度就是高。 一噴氦法 噴氦法是最常用，最方便的檢漏方法。檢漏時，用銜接在裝有氦氣的氣瓶上的噴槍向疑心有漏泄的部位噴氦氣，假設(shè)有氦氣從漏孔中流入壓力容器安裝，那么安裝內(nèi)的氦分壓就會上升，氦檢漏儀上就會顯示有走漏率。能否合格要看規(guī)范漏率值是定在多少，超越規(guī)范漏率值的可視為不合格。 噴氦法檢漏中應(yīng)該留意以下幾個問題： 1、實踐的檢漏靈敏度比實際計算值低，一是由于噴槍所噴出的氦氣流是散開的，故摻有一定數(shù)量的空氣，使氦氣的濃度有所降低。二是噴槍噴出的氣流的方向不能夠完全對準(zhǔn)漏孔的方向，此外、在凹缺處所存在的空氣會使得進(jìn)入漏孔的氦氣濃度降

8、低。 2、檢漏次序：從被檢件物體的上方至下方，由接近檢漏儀處向遠(yuǎn)離檢漏儀處逐點進(jìn)展噴氦檢查。 3、檢出的大漏孔要經(jīng)修補(bǔ)后再去找小漏孔。 4、當(dāng)存在兩個相距很近的可疑的漏孔點時，應(yīng)先把一個點蓋住，在對另一點用最細(xì)的噴槍進(jìn)展噴氦。 5、當(dāng)噴槍噴在某一點時，假設(shè)，檢漏儀上的顯示有變化，其上升速度很慢且顯示值不穩(wěn)定表示臨近其它地方有很大漏孔。 6、檢出漏孔后，還應(yīng)再做幾次復(fù)檢。 7、檢漏場地要有良好的通風(fēng)條件，但也不能太大，不應(yīng)影響噴槍噴出的氦氣氣流的方向。 二吸槍法 吸槍法是先向壓力容器安裝中充入一個以上的大氣壓的氦氣或氦氣與其他氣體的混合氣，從壓力容器安裝的外部檢測從漏孔走漏到外部的氦氣，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)

9、漏孔。用吸槍尋覓氦氣時，一旦氦氣被吸入，氦檢漏儀就會顯示出漏率值。在這種情況下，由于壓力容器安裝外部是一個大氣壓，所以充入壓力容器安裝內(nèi)的氣體壓至少需求一個大氣壓以上。但壓力不宜過高，壓力過高，插在安裝上的壓力表或其它插件就會彈出而發(fā)生傷人等危險事故。在噴氦法中，噴的氦氣很有能夠把漏孔完全覆蓋上，這樣，氦分子就以接近一個大氣壓的壓力差經(jīng)過孔進(jìn)入內(nèi)部，與此相反，吸槍法從大體來說，首先用氦氣使內(nèi)部壓力到達(dá)一個大氣壓以上，假設(shè)壓力差達(dá)不到一個大氣壓以上，氦氣就不會以一樣的量流到外部，接著漏出的氦氣馬上在大氣中分散，即使是吸槍口普通都是非常小的也不能夠把漏泄的氦氣全部吸進(jìn)去。吸槍法正壓法檢漏，用純氦檢

10、時，可運(yùn)用氦氣回收安裝，反復(fù)運(yùn)用，以降低運(yùn)用本錢?；蜻\(yùn)用濃度不低于510%的氦氣混合氣體，運(yùn)用完后，可直接向大氣中排放，要留意周圍環(huán)境中的氦氣的濃度，留意周圍環(huán)境中空氣的流動情況，由于這會影響到吸槍法的檢測精度。吸槍法正壓法檢漏與鹵素檢漏極為類似，但應(yīng)留意的是容器內(nèi)所充的示蹤氣體是不同的，即使有一樣的漏率值，其意義也是不同的，可以區(qū)分這一點很重要。除實驗測試比較法以外另有計算式Q11= Q22Q為氣體的走漏流量，為氣體的粘度系數(shù)，Q1M11/2= Q2M21/2M為氣體的分子量。吸槍法檢漏中應(yīng)留意以下幾個問題： 1、靈敏度受銜接納道的流導(dǎo)的限制。 2、初次檢漏時、被檢件體內(nèi)切勿充入過高壓力的氦

11、氣。由于假設(shè)有漏孔，氦氣會從被檢件物中漏出，呵斥較大浪費，而且氦氣四處分散，給檢漏儀帶來非常大的干擾。因此，普通應(yīng)先向被檢件物內(nèi)充以低壓力、低濃度的氦氣，再充入高壓力，高濃度的氦氣，對小漏孔進(jìn)展檢漏。假設(shè)存在較大漏孔時，可對檢件體先進(jìn)展加壓水中發(fā)泡法檢大漏，這樣既可以減少氦氣的浪費，由于氦氣較貴不同濃度的價錢也不同，又可防止對氦檢漏儀的氦中毒的損害。 三氦罩法 這種方法運(yùn)用一個檢漏罩塑料薄膜等把被檢容器包起來，先排除罩內(nèi)空氣，然后充入氦氣或氦氣的混合氣體，檢漏儀與被檢容器內(nèi)部銜接，當(dāng)檢漏儀有漏率顯示時，闡明有走漏。這個漏率稱為總漏率?？偮┞蕿楦鱾€分漏率之和；總漏率不超規(guī)范值，那么各個分漏率也不

12、超規(guī)范值；總漏率超越規(guī)范值，那么檢查各個點的分漏率能否超越規(guī)范值。然后再對超越規(guī)范值的漏孔進(jìn)展修補(bǔ)，直至到達(dá)合格規(guī)范為止。 圖 容器內(nèi)負(fù)壓時的總漏率測試方法 圖 容器內(nèi)正壓時的總漏率測試方法 常用壓力容器的檢漏系統(tǒng)表示圖圖3 大型壓力容器在檢漏時，經(jīng)常運(yùn)用輔助真空系統(tǒng)輔助真空系統(tǒng)-有真空機(jī)械泵+增壓泵，真空管道，三通，真空計，真空閥門，放氣閥門等組成來進(jìn)展預(yù)抽真空，真空度到達(dá)一定值時，封鎖輔助真空系統(tǒng)，或運(yùn)用真空切換閥，再開啟檢漏儀來進(jìn)展檢漏。方法參照一噴氦法 帶粗抽安裝的和帶吸槍安裝的氦檢漏儀圖4 四、島津公司氦檢漏儀各種型號的數(shù)據(jù) MSE-1001型氦檢漏儀 一檢測精度： 1 最小Qmin

13、：8.010-12 Pa？m3/s (He) 2 最大Qmax：定量8.010-4 Pa？m3/s (He) 3 最大Qmax：定性1.610-3 Pa？m3/s (He) 4 檢測口的最大壓力50Pa裝節(jié)流閥時2000 Pa 二開機(jī)至靈敏度自動校準(zhǔn)終了需求三分鐘。 三分析管： 1方式：180度磁性偏轉(zhuǎn)型流動密度0.21T 2燈絲：氧化釷鍍銥金屬燈絲內(nèi)置2根 四排氣系統(tǒng) 1渦輪分子泵的排氣速度：50L/s 2油旋轉(zhuǎn)真空泵的排氣速度：30L/min50Hz 五真空計 1測試口：皮拉尼真空計16000Pa 2渦輪分子泵的排氣口：皮拉尼真空計16000Pa 六分量：本體主機(jī)大約37.5公斤，走漏顯示

14、器0.5公斤 七外部結(jié)合 測試口：KF25 八電源： 220VAC10% 單相0.6KVA 九環(huán)境溫度：838，濕度：95%R.H. MSE-2000型氦檢漏儀 一檢測精度： 1最小Qmin： 5.010-12 Pa？m3/s (He) 2最大Qmax： 100 Pa？m3/s (He) 3檢測口的最大壓力： 2000Pa 二開機(jī)至靈敏度自動校準(zhǔn)終了需求五分鐘。 三分析管： 1方式：180度磁性偏轉(zhuǎn)型流動密度0.21T 2燈絲：氧化釷鍍銥金屬燈絲內(nèi)置2根 四排氣系統(tǒng) 1渦輪分子泵的排氣速度： 33L/s隔膜真空干泵的排氣速度： 2油旋轉(zhuǎn)真空泵的排氣速度： 30L/min50Hz 五真空計 1測

15、試口：皮拉尼真空計16000Pa 2渦輪分子泵的排氣口：皮拉尼真空計16000Pa 六分量：本體主機(jī)大約45公斤 七外部結(jié)合 測試口：KF25 八電源： 220VAC10% 單相 0.6KVA 九環(huán)境溫度：838，濕度：80% 特點： 高靈敏度，低BG，背景噪音小，性能穩(wěn)定；中間排氣，分析室氦中毒后排氦才干強(qiáng)；寬量程；液晶顯示觸摸屏，菜單式、圖方式、數(shù)字式顯示；軟件可輕松晉級；可無線遙控等。干泵型適用于半導(dǎo)體的前制程。 NST-2000V型吸槍安裝 一 規(guī)格，性能： 吸入量：0.51cc/s 反響時間：3s 檢測精度：1.010-9 Pa？m3/s (He)計算值，1.010-7 Pa？m3/s (He)實踐值 分量：1公斤 吸槍管線長：8米 特點：適用于吸槍法正壓法。 MSE-3000型氦檢漏儀 一檢測精度： 1最小Qmin： 4.010-12 Pa？m3/s (He) 2最大Qmax定量： 2.010-3 Pa？m3/s (He) 3最大Qmax定性： 4.0100 Pa？m3/s (He) 4檢測口的最大壓力： 2660Pa 二開機(jī)后靈敏度校準(zhǔn)自動開場，六分鐘后校準(zhǔn)終了。 三分析管： 1方式：180度磁性偏轉(zhuǎn)型流動密度0.21T 2燈絲：氧化釷鍍銥金屬燈絲內(nèi)置2根 四排氣系