密封器件氦質(zhì)譜細檢漏的等效標準漏率上限
密封器件氦質(zhì)譜細檢漏的等效標準漏率上限
薛大同 肖祥正
(蘭州空間技術(shù)物理研究所真空低溫技術(shù)與物理國家級重點實驗室)
摘要:密封器件氦質(zhì)譜細檢漏技術(shù)所對應(yīng)的氣流狀態(tài)為分子流。目前好的粗檢法可以檢出100 Pa×cm3/s 或更小的漏率。為了與粗檢方法相銜接,我們?nèi)∶芊馄骷べ|(zhì)譜細檢漏的等效標準漏率上限為1.4 Pa×cm3/s。
本文分析了這一上限的合理性。本文將漏孔簡化為長徑比相當大的圓管,按照Dushman 的近似理論,將漏孔看作是由一個孔眼與一根長管串聯(lián)組成,利用傳統(tǒng)的分子流、黏滯流流導公式,對21 世紀多篇文獻報導的微型管道流導~進氣口壓力關(guān)系曲線進行了分析,證明:
(1)在出氣口壓力遠低于進氣口壓力的前提下,當進氣口壓力低到一定程度表現(xiàn)為分子流時,若用粘滯流流導公式計算,得到的流導值就會低于實際值;而當進氣口壓力高到一定程度表現(xiàn)為黏滯流時,若用分子流流導公式計算,得到的流導值也會低于實際值;
(2)隨著進氣口壓力不斷增高,一旦流導開始增加,就認為氣流狀態(tài)已偏離分子流,即從流導角度判斷偏離分子流是非常敏感的;而從流量角度,僅當流量的增加明顯偏離線性時,才認為氣流狀態(tài)已偏離分子流,即從流量角度判斷偏離分子流是非常不敏感的?紤]到密封器件氦質(zhì)譜細檢漏的漏率測量并不精密,情況更是這樣。因此可以認為等效標準漏率不超過1.4 Pa×cm3/s 的漏孔在進氣口壓力不超過1*105 Pa 時基本處于分子流狀態(tài);
(3)對于任務(wù)允許的最大標準漏率遠低于1.4 Pa×cm3/s 的密封器件(例如空氣嚴酷等級要求高的軍品密封器件),即使在壓氦法的壓氦過程中,漏率合格的產(chǎn)品從流量角度也不會處于黏滯流狀態(tài),而漏率不合格的產(chǎn)品只要保證候檢時間不超過最長候檢時間,就可以通過測量漏率報警或粗檢剔除。這里并不直接涉及接近1.4 Pa×cm3/s 的標準漏率是否偏離分子流狀態(tài)的問題;
(4)僅當任務(wù)允許的最大標準漏率接近1.4 Pa×cm3/s,且密封器件的等效標準漏率也接近1.4 Pa×cm3/s 時,在壓氦法的壓氦過程中,由于壓氦壓力一般在2*105 Pa 以上,從流量角度會處于黏滯流狀態(tài)。與按照分子流狀態(tài)的計算值相比,流量偏大,因而壓氦結(jié)束后密封器件內(nèi)部的氦分壓也會偏大,導至測量漏率偏大,即偏保守;
(5)在壓氦法的候檢期間和氦質(zhì)譜檢測期間,密封器件內(nèi)部的氦分壓通常明顯低于1*105 Pa,因而等效標準漏率不超過1.4 Pa×cm3/s 的產(chǎn)品從漏率角度處于分子流狀態(tài);
(6)對于預充氦法而言,密封器件內(nèi)部的氦分壓通常低于1*105 Pa,因而等效標準漏率不超過1.4 Pa×cm3/s 的產(chǎn)品從漏率角度可以認為處于分子流狀態(tài)。