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(jiàn)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(chǔ)存氣體時(shí)，漏氣對(duì)整個(gè)容器的氣體儲(chǔ)存來(lái)說(shuō)是個(gè)很大的損失。為處理此問(wèn)題對(duì)制造消費(fèi)壓力容器的廠家來(lái)說(shuō)，歷來(lái)是個(gè)既費(fèi)事又要破費(fèi)大量時(shí)間、人力、精神、財(cái)力的事情，但又不一定可以很好的處理走漏這個(gè)關(guān)鍵性的問(wèn)題。普通壓力容器檢漏先進(jìn)展總漏率檢測(cè)，當(dāng)總漏率超出允許值后，再進(jìn)展各個(gè)走漏孔的檢測(cè)，對(duì)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(shí)間的滲漏包括資料本身的滲漏問(wèn)題。普通國(guó)內(nèi)的企業(yè)在壓力容器檢漏時(shí)經(jīng)常采用以下幾種方法： 加壓放置法：充入一

2、個(gè)三個(gè)以上大氣壓的空氣，放置24小時(shí)或更長(zhǎng)，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(gè)三個(gè)以上大氣壓的空氣，用超聲波檢測(cè)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(gè)三個(gè)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(shí)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(gè)三個(gè)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(xiǎn) 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(lái)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(diǎn)。在國(guó)外和外國(guó)在國(guó)內(nèi)的獨(dú)資、合資企業(yè)中廣泛得到運(yùn)用，如今國(guó)內(nèi)的企業(yè)也在隨著用戶要求的提高，和產(chǎn)品的晉級(jí)換代、走出國(guó)門、與外資配套等情形，逐漸添加了氦檢漏儀的運(yùn)用時(shí)機(jī)。下面我將詳細(xì)引見(jiàn)一下島津制造所消費(fèi)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(wú)損檢測(cè)X射線、渦流、超聲等的多種方

4、法中的一種，是壓力容器無(wú)損檢測(cè)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(fèi)出日本第一臺(tái)氦質(zhì)譜檢漏儀，至今已有近50年的歷史。經(jīng)過(guò)不斷地開(kāi)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(dòng)控制、多用途、易維護(hù)、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，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(lái)對(duì)各種容器的走漏、微漏和滲漏(包括資料本身的)進(jìn)展檢測(cè)。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(diǎn)：不用氫氣，由于氫氣有可燃可爆的危險(xiǎn)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(cè)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(guò)； 由于具有化學(xué)上的不活潑性，不會(huì)污染排氣系統(tǒng)及被測(cè)試物體； 由于具有對(duì)人體無(wú)害性和不可燃爆性，因此運(yùn)用平安方便； 對(duì)分析管的分辨率要求并不高

6、，容易實(shí)現(xiàn)高靈敏度； 不存在環(huán)境污染問(wèn)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(duì)離子源氣體進(jìn)展電離，電離出來(lái)的正離子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速聚焦經(jīng)過(guò)縫隙進(jìn)入均勻磁場(chǎng)，離子束在磁場(chǎng)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(shí)，也不敢確切地說(shuō)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(shí)，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(huì)上升，氦檢漏儀上就會(huì)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(gè)問(wèn)題： 1、實(shí)踐的檢漏靈敏度比實(shí)際計(jì)算值低，一是由于噴槍所噴出的氦氣流是散開(kāi)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(duì)準(zhǔn)漏孔的方向，此外、在凹缺處所存在的空氣會(huì)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(diǎn)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(gè)相距很近的可疑的漏孔點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先把一個(gè)點(diǎn)蓋住，在對(duì)另一點(diǎn)用最細(xì)的噴槍進(jìn)展噴氦。 5、當(dāng)噴槍噴在某一點(diǎn)時(shí)，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(chǎng)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(gè)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(cè)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(shí)，一旦氦氣被吸入，氦檢漏儀就會(huì)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(gè)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(gè)大氣壓以上。但壓力不宜過(guò)高，壓力過(guò)高，插在安裝上的壓力表或其它插件就會(huì)彈出而發(fā)生傷人等危險(xiǎn)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(gè)大氣壓的壓力差經(jīng)過(guò)孔進(jìn)入內(nèi)部，與此相反，吸槍法從大體來(lái)說(shuō)，首先用氦氣使內(nèi)部壓力到達(dá)一個(gè)大氣壓以上，假設(shè)壓力差達(dá)不到一個(gè)大氣壓以上，氦氣就不會(huì)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(shí)，可運(yùn)用氦氣回收安裝，反復(fù)運(yùn)用，以降低運(yùn)用本錢。或運(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(dòng)情況，由于這會(huì)影響到吸槍法的檢測(cè)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(diǎn)很重要。除實(shí)驗(yàn)測(cè)試比較法以外另有計(jì)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(gè)問(wèn)題： 1、靈敏度受銜接納道的流導(dǎo)的限制。 2、初次檢漏時(shí)、被檢件體內(nèi)切勿充入過(guò)高壓力的氦

11、氣。由于假設(shè)有漏孔，氦氣會(huì)從被檢件物中漏出，呵斥較大浪費(fèi)，而且氦氣四處分散，給檢漏儀帶來(lái)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(duì)小漏孔進(jìn)展檢漏。假設(shè)存在較大漏孔時(shí)，可對(duì)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(fèi)，由于氦氣較貴不同濃度的價(jià)錢也不同，又可防止對(duì)氦檢漏儀的氦中毒的損害。 三氦罩法 這種方法運(yùn)用一個(gè)檢漏罩塑料薄膜等把被檢容器包起來(lái)，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(shí)，闡明有走漏。這個(gè)漏率稱為總漏率?？偮┞蕿楦鱾€(gè)分漏率之和；總漏率不超規(guī)范值，那么各個(gè)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(gè)點(diǎn)的分漏率能否超越規(guī)范值。然后再對(duì)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(shí)的總漏率測(cè)試方法 圖 容器內(nèi)正壓時(shí)的總漏率測(cè)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(shí)，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(jì)，真空閥門，放氣閥門等組成來(lái)進(jìn)展預(yù)抽真空，真空度到達(dá)一定值時(shí)，封鎖輔助真空系統(tǒng)，或運(yùn)用真空切換閥，再開(kāi)啟檢漏儀來(lái)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(hào)的數(shù)據(jù) MSE-1001型氦檢漏儀 一檢測(cè)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(cè)口的最大壓力50Pa裝節(jié)流閥時(shí)2000 Pa 二開(kāi)機(jī)至靈敏度自動(dòng)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(dòng)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(jì) 1測(cè)試口：皮拉尼真空計(jì)16000Pa 2渦輪分子泵的排氣口：皮拉尼真空計(jì)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(cè)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(cè)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(cè)口的最大壓力： 2000Pa 二開(kāi)機(jī)至靈敏度自動(dòng)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(dòng)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(jì) 1測(cè)

15、試口：皮拉尼真空計(jì)16000Pa 2渦輪分子泵的排氣口：皮拉尼真空計(jì)16000Pa 六分量：本體主機(jī)大約45公斤 七外部結(jié)合 測(cè)試口：KF25 八電源： 220VAC10% 單相 0.6KVA 九環(huán)境溫度：838，濕度：80% 特點(diǎn)： 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(jí)；可無(wú)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(shí)間：3s 檢測(cè)精度：1.010-9 Pa？m3/s (He)計(jì)算值，1.010-7 Pa？m3/s (He)實(shí)踐值 分量：1公斤 吸槍管線長(zhǎng)：8米 特點(diǎn)：適用于吸槍法正壓法。 MSE-3000型氦檢漏儀 一檢測(cè)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(cè)口的最大壓力： 2660Pa 二開(kāi)機(jī)后靈敏度校準(zhǔn)自動(dòng)開(kāi)場(chǎng)，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(dòng)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