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检查真空应用设备容易出现泄漏部分

来源:成都新德南光机械设备有限公司 | 发布时间:2019-09-03

真空炉体结构

检漏技术在真空领域占有非常重要的地位,它关系到真空设备的各项真空指标,如何快速精准地找到漏点关系到企业的生产效率与经营成本。氦质谱检漏仪是第二次世界大战期间快速发展起来的一种高精度检漏仪,其灵敏度高达10-15Pa·m3/s。当今常见的氦质谱检漏仪灵敏度在10-9~10-13Pa·m3/。


一、氦质谱检漏仪是如何工作的?


氦质谱检漏仪由离子源、分析器、接收器、真空系统、电子线路及其他电气部分组成。为了方便解释氦质谱检漏仪是如何工作的,我们以磁偏转型的氦质谱检漏仪为例进行说明。


图1表示氦质谱检漏仪的原理图,在质谱室的离子源N内,气体被电离成离子。在电场作用下离子聚焦成束,并以一定的速度经由缝隙S1进入磁分析器,在均匀磁场的作用下,具有一定速度的离子束,将按圆形轨迹运动。调节加速电压U使氦离子束M2恰能通过缝隙S2到达收集极K而形成离子流。利用弱电流量测设备,使之在输出仪表与音响装置上反映出来。而其他不同于M2的离子束(如图中M1,M3)则以不同的偏转半径而被分开。

检漏仪原理图

二、喷吹法检漏


1. 喷吹法检漏的原理


喷吹法检漏是利用辅助真空泵或检漏仪对被检产品内部密封室抽真空,然后在被检产品外表面喷吹氦气,当被检产品表面有漏孔时,氦气就会通过漏孔进入被检产品内部,再进入氦质谱检漏仪,检漏仪会报警并显示当前漏率值。


2.喷吹法检漏的优缺点


优点:①检测灵敏度高


②定位准确


③对大容器或复杂结构产品的检漏可靠性高


缺点:①漏率检测只能在一个大气压差内


②不能准确反映带压被检产品的真实泄漏状态


三、真空检漏的具体方法


为了方便说明真空检漏方法,我们以真空炉为例进行真空检漏。真空炉主要由机械泵、罗茨泵、扩散泵、前级管路、炉体等几部分组成,如图2所示。真空炉的生产中最为常见问题是极限压力合格,而升压率不合格,或者是两者都不合格,比较少见的是升压率合格但极限压力不合格。

真空炉示意图

1. 极限压力合格,升压率不合格


极限压力合格说明设备没有明显漏点,且真空系统的抽气性能正常。升压率不合格,主要原因是从粗抽阀到炉体有一些较小的漏点,通常在1×10-9~9.9×10-4Pa·m3/s之间。检漏步骤为:


①用力按压气袋从粗抽阀开始向炉体方向喷吹氦气,第一遍针头移动的速度可以快些,对设备的全部焊口、法兰连接、动密封、热电偶连接等处进行全面检漏,在焊口不规整及法兰连接缝隙不均匀处将喷吹移动速度放缓并进行细致检查。


②不按压气袋,用针头缓慢地对可疑位置进行检查,漏孔会吸入针头中存有的少量氦气,观测检漏仪屏幕漏率值喷吹过程中的变化,找到漏率最大且上升最快的点即是漏点。


③向各个加热电极、炉体水套等通水腔体内喷吹氦气检查泄漏情况。若检漏多遍后升压率仍不合格,可以用塑料布、胶带对可疑的焊口、法兰连接处、热电偶、电极等处进行包裹罩封,然后向罩中喷入氦气,观察检漏仪的漏率变化,如果缓慢上升,说明被包裹的位置存在漏点。


2. 极限压力不合格,升压率合格


这种情况原因通常出现在粗抽阀到机械泵部分的各个连接管路的焊口及法兰连接或真空泵本身性能。检漏步骤为:


①检查机械泵与罗茨泵连接的波纹管法兰,很容易由于波纹管法兰胶圈没压好或波纹管焊口损坏造成漏气,由于机械泵运转的振动较大,法兰螺栓容易松动,波纹管焊口长时间受振动也会导致裂纹造成漏气。


②检查压差阀或放气阀进气口及机械泵、罗茨泵、扩散泵的外壳是否漏气。放气阀的电源被忘接或阀的磁感应线圈被烧坏导致阀无法正常关闭也会导致漏气。


③若步骤①和②均未检出漏点,就要考虑各个真空泵性能的问题,首要检查机械泵油、罗茨泵油是否缺少,如果泵油缺少会大大降低泵的抽气性能,其次检查机械泵的阀片,通过向机械泵排气口喷吹氦气来检测其阀片的密封性。扩散泵油或扩散泵加热器异常也会造成极限压力不合格。还应检查真空计是否准确以及真空系统设计是否满足技术要求。


3. 极限压力、升压率都不合格


这种情况通常存在大于等于9.9×10-4 Pa·m3/s的较大漏点,检漏步骤为:


①用内径0.5mm左右的针头从机械泵到炉体快速的喷吹一遍,会很快发现漏点,这时发现的漏点都较大,然后应立即焊接处理或用封泥封堵,一旦封堵成功,真空度和检漏仪灵敏度会明显提高。


②第二遍检漏,进行第二遍检漏时速度要较第一遍慢些,重点检查表面不规整的焊口、法兰接缝处、动密封处、热电偶密封、电极、线圈、水套、各种胶圈处等部位。具体步骤与极限压力不合格、升压率合格的检漏方法相同。


综上三种问题,通过外部检漏通常都会解决,但在多遍检漏后问题若是仍然存在,我们就应该考虑是否存在内部漏点。笔者发现,内漏大多来源于各种充气阀。若要验证,可以在阀门保持关闭的状态下,将阀门的保护气体一端法兰打开一缝隙,充入氦气检查是否漏气,若不漏气,再将阀门连接好后立即充入保护气体到管路中,如果这时检漏仪漏率值上升,那么就可以确定充气阀泄漏是真空指标不合格的原因。


原文发表于《真空》杂志2019年第1期,本文有所删减。该文章信息来源:知乎网站,本公司不享有著作权,请尊重原创。原文章标题:真空应用设备哪些部位容易出现泄漏,应该如何检漏?


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