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泄漏检测的方法与应用(2)——泄漏检测方法

主讲/李洲洋(合肥卓扬真空技术有限公司)

1、泄漏检测工作的内容

随着科学技术的进步和工业生产的发展,对设备气密性的要求越来越高。因此,除了设计和加工过程中应采取有效措施防止泄漏隐患外,在设备的生产、组装、调试及使用过程中,还要运用有效的泄漏检测手段,将不允许存在的漏孔找出来,以便进行修补。

泄漏检测工作包括以下三个方面的内容:

1)泄漏判断。用适当的方法迅速判断设备是否存在泄漏。

2)漏孔定量。测定设备的总漏率, 确定它是否在允许漏率范围之内。

3)漏孔定位。选择合适的检漏方法找出漏孔的确切位置。

应该强调指出,只有当设备的总漏率超出允许漏率值时才进行漏孔定位工作。设备上虽有漏孔,但其总漏率并没有超出设计规定的允许漏率值,一般便不必再进行漏孔的定位,即找漏工作。然而在有些情况下,设计文件不但规定了设备总漏率的允许值,还规定了设备上单个漏孔漏率的允许值。此时,即使总漏率达到了要求,仍然要求找出每个漏孔的位置,并测定出每个漏孔的漏率,以便确定单个漏孔的漏率是否在允许范围之内。

设备检漏方法运用的成功与否及其经济性首先取决于良好的设计,其次才取决于检漏程序、所选用的方法及操作的正确性。因此检漏工作应该从设计阶段开始, 并贯穿于设备生产、安装、调试和使用的各个阶段。

1)在设备的设计阶段, 泄漏检测人员除了协助设计人员合理提出允许漏率值外, 还要向设计人员了解设备的结构、材料、焊接及密封形式、敷层、连接件、技术要求等设计方面的信息,并从检漏角度提出对设计的要求,如消除或减少双面焊缝之间、多层垫圄之间等一切使反应时间增加的"寄生体积'气不要采用连续双面焊结构,设计能与检漏仪器、充压系统或抽气系统方便连接的检漏接头,尽量减少总装后无法检查的焊缝,不要采用铸件等。针对设计提出的漏率指标,拟定零部件及总体的检漏方案、程序,并设计出检漏中所需的工装和附件(如检漏盒、盲板、接头等)。

2)在设备的加工阶段, 泄漏检测人员要向生产单位了解加工工艺及加工工序, 并从检漏角度提出对加工工艺及加工工序的要求。加工过程中要根据加工工序与焊接师傅紧密配合,及时地对各种零部件,特别是制造完毕后无法接触或修理的部件(如冷阱内胆)的焊缝进行严格检漏,不合格的要求重焊或补焊,重焊或补焊后要重新检漏,符合要求后才允许进行下一工序。这些对于大型复杂结构的设备来说尤为重要。它直接影响到总装后总体检漏工作的成败与速度,不可忽视。

3)在设备的安装、调试阶段,主要检查连接部位的密封性。泄漏检测人员要根据安装的顺序一步一步有计划地进行检漏。条件允许的话,最好是每安装一个零部件便对其有密封要求的连接部位进行一次检漏,达到要求后再安装下一个零部件。要避免图一时痛快将所有零部件装完后再进行检漏,这样会给总体检漏工作带来极大的困难,因为在这种情况下除了怀疑部位太多外,有些连接部位可能难以实现检漏。调试过程中,一般先进行总漏率测试,以便确定总漏率是否在允许范围之内。如果超出允许漏率范围,检漏人员应选用最简单、经济的方法进行找漏。

4)在设备的运转或使用阶段,由于机械振动造成连接部位松动,经常拆卸的密封部位或转动密封部位出现密封圈的划伤、损坏、磨损,某些部位由于冷热冲击而疲劳,由于应力而破裂, 某些部位受工作液的腐蚀而破损, 某些曾被油、水蒸汽及其他脏物堵塞的漏孔的疏通等,这些都会使设备出现漏气现象。泄漏检测人员应根据设备的使用情况、故障现象来分析故障原因,判断漏气的可能位置, 然后采取相应的检漏手段找出漏气位置, 使设备尽快恢复正常运转。

2、 泄漏检测方法的分类

泄漏检测的方法很多,它们的原理、使用条件和适应范围等既有相同之处,又有许多不同之处, 纵横交错很难严格加以分类。习惯上按泄漏检测时被检件内部所处的状态将泄漏检测方法分为两类。

(1)加压检漏法

将被检件内部充以比外部压力更高的示漏气体,在被检件外面用适当的方法判断有无示踪气体漏出、从哪里漏出、漏出量多少等,进而判断被检件有无漏孔,漏孔的位置和大小。属于这类方法的有压降法、气泡法、卤素检漏仪外探头法、卤素喷灯法、加压渗透法、声波法、红外线热图像法、称质量法、放射性同位素法及氮质谱吸枪法等。当外部压力环境为大气时的加压检漏法叫正压检漏法。

(2) 真空检漏法
被检件内部抽成真空后,将示漏气体施于被检件外部,如果被检件器壁上有漏,示漏气体通过漏孔进人被检件内部,利用某种方法将漏进的示漏气体检测出来,从而判断出漏孔的位置和大小。属于这种方法的有静态升压法、放电管法、卤素检漏仪内探头法、各类真空计法、离子泵检漏法、氮质谱喷吹和氮罩检漏法等。

还有一些方法不好归属于上述两类之中,如荧光渗透法、背压法等。

各种泄漏检测方法的特点、现象、检漏设备及最小可检漏率见表1和表2。

表1 加压检漏法


表2 真空检漏法

3、泄漏检测方法的选择

泄漏检测的方法很多,且各有特点和使用范围,究竟选用哪种方法,要视被检件的结构、材料、耐压程度,所要求的检漏灵敏度,现有人员、设备、示漏气体等条件及经费等具体情况而定。选择检漏方法时应遵守下述原则:

1)所选方法应能满足检漏灵敏度要求。一般规定,选择的检漏方法的灵敏度应比要求的检漏灵敏度高5~10倍。

2)所选方法的反应时间要短, 能满足检漏速度要求。

3)所选方法的费用低。一般地说, 灵敏度越高,检漏设备的费用也越高,如图1 所示。因此在满足检漏灵敏度的前提下,应尽量选择费用低的检漏方法,并不是灵敏度越高越好。

图1 设备费用与灵敏度关系

4)所选方法应能满足对漏孔进行定位或定量的功能要求。

5)所选方法能无损检漏, 即检漏时不需破坏被检件原来结构,不应使被检件受到污染。

6)所选方法的稳定性好,即在足够长的时间内灵敏度稳定可靠。

7)所选方法所用示漏物质在空气中含量低, 无腐蚀作用,元毒,不可燃,对人体元害,不堵塞漏孔。

8)所选方法的操作要容易。不同检漏方法,操作难易程度是不一样的。就是同一种检漏方法也不是检漏灵敏度越低,操作越容易。它有一个最佳工作范围,如图2所示。

图2 检漏灵敏度

总之,选用的检漏方法既要满足检漏要求,又要尽可能简单方便、安全和经济。

4、示踪物质的选择

泄漏检测中都涉及一种通过漏孔流动的示踪物质。示踪物质包括气体、蒸气、液体或这些物质的组合物。选择检漏用的示踪物质时主要考虑以下因素:

1)被检件或被检系统的形式和大小。

2)被检件或被检系统的典型工作条件。

3)检漏的环境条件。

4)与检漏中的示踪物质和压力有关的危险性。

5)检漏仪器和它对示踪物质的响应。

6)必须测量的漏率和测量必须达到的精度。

在必须获得高的漏率灵敏度的地方,气体和蒸气通常优先于液体介质。检漏中使用最多的是气态示踪物质,在许多检漏中也采用液体示踪物质。

 

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