壓力容器的氦質(zhì)譜檢漏方法

2009-01-13 安豐華錦西化工機(jī)械（集團(tuán)）有限責(zé)任公司

隨著壓力容器出口產(chǎn)品的增加及各制造企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的重視，氦質(zhì)譜檢漏方法在我國(guó)的壓力容器制造業(yè)中的應(yīng)用也逐年遞增。氦質(zhì)譜檢漏方法（以下簡(jiǎn)稱氦檢）以其高靈敏度和準(zhǔn)確性而通常應(yīng)用于整體防漏等級(jí)較高的壓力容器上。氦檢方法基本上可分為用氦氣內(nèi)部加壓法和設(shè)備內(nèi)部抽真空外部施氦這兩種，由于后者需將設(shè)備完全抽成真空狀態(tài),往往會(huì)增加試驗(yàn)用設(shè)備（如高、低壓真空泵、真空閥等）和設(shè)備工裝（如外壓加強(qiáng)圈）而使造價(jià)提高，所以該方法通常用于容積小而厚壁的設(shè)備；對(duì)于大多數(shù)壓力容器而言，通常優(yōu)先選用前一種方法。

試驗(yàn)原理

質(zhì)譜檢漏儀是根據(jù)質(zhì)譜學(xué)原理，用氦做探索氣體而制成的儀器。

試驗(yàn)時(shí)當(dāng)其從漏孔中泄出后，隨同其它氣體一起被吸入質(zhì)譜檢漏儀中，質(zhì)譜檢漏儀內(nèi)的燈絲發(fā)射出的電子把分子電離，正離子在加速場(chǎng)的作用下做加速運(yùn)動(dòng)，形成離子束，當(dāng)離子束射入與它垂直的磁場(chǎng)后做圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑由下式?jīng)Q定：

式中：R 為離子運(yùn)動(dòng)軌道半徑（cm）

　　　H 為磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）

M/Z為離子質(zhì)量與其電荷數(shù)之比

U為加速電壓（V）

由上式可知，當(dāng)R、H為定值時(shí)，改變加速電壓可以使不同質(zhì)量的離子通過(guò)接收縫接收檢測(cè)。在儀器分析器的某一特定位置上設(shè)置收集極，就可以把氦離子從產(chǎn)生的離子殘余物中隔離出來(lái)并轉(zhuǎn)換為儀表顯示的比率——從質(zhì)譜檢漏儀吸入的氦部分的壓力函數(shù)。而作為探索氣，氦氣在空氣及真空系統(tǒng)中的含量甚微，在空氣中僅占二十萬(wàn)分之一，這樣儀器本底噪聲小，同時(shí)氦的質(zhì)量小，僅大于氫，易于通過(guò)漏孔，具有較高的擴(kuò)散速度，即使是微小的漏量，也很容易反應(yīng)出來(lái)。氦氣為惰性氣體，不會(huì)與被檢設(shè)備的各種材料發(fā)生反應(yīng)，不易被吸附且使用安全。

工藝過(guò)程

氦檢應(yīng)在設(shè)備施工和其它檢驗(yàn)均已完成后進(jìn)行。試驗(yàn)前設(shè)備表面及內(nèi)部須清潔、干燥，否則將會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果以至造成錯(cuò)誤的判斷。本文就內(nèi)部加壓氦檢方法的工藝過(guò)程做如下簡(jiǎn)述：

試驗(yàn)所需物品及設(shè)備

氦質(zhì)譜檢漏儀、吸槍、氦氣瓶、熱風(fēng)裝置、壓力表、塑料薄膜及膠帶2.2操作過(guò)程

設(shè)備的表面處理及干燥

由于氦檢是通過(guò)氦穿過(guò)漏孔來(lái)檢漏的，所以焊縫表面若存有油污、焊渣以及設(shè)備內(nèi)部的積水、污垢等都會(huì)使泄漏孔暫時(shí)阻塞而影響檢測(cè)結(jié)果，因此，試驗(yàn)前必須徹底清理設(shè)備內(nèi)部及焊縫表面并用熱風(fēng)裝置將設(shè)備內(nèi)部徹底干燥。

質(zhì)譜檢漏儀的校驗(yàn)

吸槍與質(zhì)譜檢漏儀之間使用金屬軟管連接后，將吸槍移至正壓校準(zhǔn)漏孔出口側(cè)，校驗(yàn)儀器的讀數(shù)。質(zhì)譜檢漏儀應(yīng)在校驗(yàn)后使用并在試驗(yàn)期間每1~2小時(shí)校驗(yàn)一次。質(zhì)譜檢漏儀的檢漏率應(yīng)高于設(shè)備所允許漏率1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。

內(nèi)部加壓

首先將設(shè)備穩(wěn)固的置于明亮、透風(fēng)良好的場(chǎng)所，連接好試驗(yàn)用管路及壓力表，壓力表至少采用兩個(gè)量程相同且經(jīng)校驗(yàn)的壓力表，并應(yīng)將其安裝在試驗(yàn)容器的頂部便于觀察的位置。先用氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w將設(shè)備壓力提高,然后用純氦氣或氦氣混合氣把試驗(yàn)設(shè)備的內(nèi)壓增加至試驗(yàn)壓力且應(yīng)使設(shè)備內(nèi)部至少含有10%~20%的氦氣含量。試驗(yàn)壓力應(yīng)不高于設(shè)備設(shè)計(jì)壓力的25%，但不低于0.103MPa。