萊寶L200+型氦質(zhì)譜檢漏儀常見(jiàn)故障的分析與處理

2012-11-06 白國(guó)云 西北核技術(shù)研究所

  針對(duì)L200+ 型氦質(zhì)譜檢漏儀在使用過(guò)程中出現(xiàn)的內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)泄漏、檢測(cè)信號(hào)不準(zhǔn)確、質(zhì)譜室故障、分子泵不工作、前級(jí)機(jī)械泵不工作等故障和現(xiàn)象進(jìn)行了分析,并提出了處理各種故障的方法和建議?偨Y(jié)了檢漏儀在使用過(guò)程中應(yīng)特別注意的事項(xiàng)。本文所提出的檢漏儀故障的處理方法和建議對(duì)檢漏工作者具有一定借鑒意義。

  氦質(zhì)譜檢漏儀因具備檢測(cè)靈敏度高、反應(yīng)速度快、定位定量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于壓力容器、航空航天、原子能、發(fā)電廠、制冷工業(yè)等領(lǐng)域。檢漏儀在使用過(guò)程中,往往會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生的一些故障或是現(xiàn)象,而影響檢漏工作的正常進(jìn)度,若對(duì)其置之不理還會(huì)危及檢漏儀的使用壽命。其中的有些故障或現(xiàn)象是使用者能夠及時(shí)解決或避免的,掌握和了解檢漏儀常見(jiàn)故障的維修技術(shù),有利于檢漏工作的順利開(kāi)展以及設(shè)備的保養(yǎng)。本文以L200+ 型氦質(zhì)譜檢漏儀為例,介紹了該型檢漏儀的工作原理及結(jié)構(gòu)組成, 分析了檢漏儀5 種常見(jiàn)故障的處理方法,總結(jié)了檢漏儀在使用過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)注意的事項(xiàng)。

1、L200+氦質(zhì)譜檢漏儀的結(jié)構(gòu)和工作原理

  L200+ 氦質(zhì)譜檢漏儀是180°磁偏轉(zhuǎn)型的質(zhì)譜分析計(jì),其基本原理是根據(jù)離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),不同質(zhì)荷比的離子具有不同的偏轉(zhuǎn)半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)不同種類(lèi)離子的分離。檢漏儀主要由質(zhì)譜室、真空系統(tǒng)及電氣控制部分組成(見(jiàn)圖1)。檢漏工作時(shí)先打開(kāi)抽空閥前級(jí)泵對(duì)檢漏接口抽真空,當(dāng)真空度P1 優(yōu)于200 Pa 時(shí),打開(kāi)入口1、2,關(guān)閉抽空閥,氦氣將逆著分子泵的抽氣方向進(jìn)入質(zhì)譜室中被檢測(cè)出來(lái),此時(shí)檢漏儀的最小可檢漏率為10- 10 Pa·m3/s。前級(jí)泵繼續(xù)對(duì)檢漏接口抽真空,當(dāng)P1降至20 Pa 時(shí),入口閥2 關(guān)閉,入口閥3 打開(kāi),分子泵的高抽速用于抽空試件,檢漏儀的反應(yīng)時(shí)間縮短,此時(shí)檢漏儀的最小可檢漏率為10- 12 Pa·m3/s[1]。

檢漏儀氣路工作圖

圖1 檢漏儀氣路工作圖

2、氦質(zhì)譜檢漏儀故障與處理

2.1、檢漏儀內(nèi)部泄漏

  (1)內(nèi)部的密封結(jié)構(gòu)

  當(dāng)檢漏儀內(nèi)部存在泄漏時(shí),會(huì)對(duì)檢漏工作造成較大干擾,容易造成誤檢、誤判。L200+ 檢漏儀內(nèi)部主要的密封部位在檢漏儀的后側(cè)(見(jiàn)圖2),位于隔熱板的上方:①檢漏儀測(cè)試口與閥門(mén)組塊的連接部位,密封方式采用膠灌密封,檢漏儀在運(yùn)輸過(guò)程中如遇到強(qiáng)烈震動(dòng),此處容易造成密封膠開(kāi)裂。②各電磁閥與閥門(mén)組件間的連接部位。密封方式采用氟橡膠圈或金屬墊片密封,橡膠圈的密封壽命有限,使用5 年以上時(shí),有可能會(huì)存在密封失效的問(wèn)題。③各零部件接口處的密封部位。如放大器與質(zhì)譜室、離子源與質(zhì)譜室、分子泵與質(zhì)譜室、標(biāo)準(zhǔn)漏孔與閥門(mén)組件、真空計(jì)與閥門(mén)組件等接口間的金屬墊片密封或橡膠圈密封。

  (2)定位方法

  采用噴吹法對(duì)各密封部位的氣密性進(jìn)行檢測(cè),因L200+ 檢漏儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊,各密封結(jié)構(gòu)間的距離很近,檢測(cè)時(shí)定位難度較大。經(jīng)摸索,在檢測(cè)時(shí)采用以下技巧,可提高定位的能力:①查漏前,先將分子泵風(fēng)扇的電源斷開(kāi),避免風(fēng)扇將氦源吹散至各個(gè)密封環(huán)節(jié),造成定位不準(zhǔn)確。②噴吹時(shí),要嚴(yán)格控制氦源的流量,盡量采用噴槍咀流量小的噴槍?zhuān)岣叨ㄎ坏哪芰。③儀器的反應(yīng)時(shí)間小于1 s,所以在一個(gè)部位噴吹的時(shí)間約3 s,再等待約3 s 后觀測(cè)信號(hào)有無(wú)變化。

  (3)處理方法

  不同的密封部位出現(xiàn)泄漏采用不同的處理方法(見(jiàn)表1)。①檢漏接口與閥門(mén)組塊的連接部位有漏,可先采用灌膠密封處理,若密封性仍不能滿(mǎn)足要求,需從廠家購(gòu)買(mǎi)新品進(jìn)行更換。②電磁閥與閥門(mén)組塊間的密封圈有漏,則對(duì)密封圈進(jìn)行更換,并先用無(wú)水乙醇將密封面、密封圈清洗干凈,且勿在密封圈表面涂抹凡士林或真空脂(這些材料在真空條件下放氣,會(huì)影響儀器本底)等密封添加劑。③各零部件間的密封一般也采用橡膠圈密封,若有漏,更換密封圈即可。注意事項(xiàng)同上。④真空計(jì)的探針與其外殼間采用密封膠密封,該密封環(huán)節(jié)在檢測(cè)時(shí)極易被忽視,此處若有漏可先進(jìn)行灌膠處理,但探針間距很小,可操作空間有限,若灌膠后密封效果不佳,則從廠家購(gòu)買(mǎi)新品進(jìn)行更換。

3、檢漏儀使用中注意事項(xiàng)

  檢漏儀在使用過(guò)程中需特別注意以下幾點(diǎn):

 、偈褂玫碾娫措妷阂陬~定的電壓范圍之內(nèi),電壓過(guò)低儀器啟動(dòng)困難,且性能不穩(wěn)定,電壓過(guò)高會(huì)燒壞電源,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)燒毀母板的電路板和分子泵,應(yīng)連接穩(wěn)壓電源(UPS)。

 、趦x器在運(yùn)行過(guò)程中不能移動(dòng)。渦輪分子泵處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)中,若搬動(dòng)檢漏儀,容易使分子泵內(nèi)的葉片與轉(zhuǎn)子的筒體相碰撞。

  ③檢漏儀應(yīng)按照說(shuō)明書(shū)的要求定期進(jìn)行保養(yǎng),保養(yǎng)的項(xiàng)目有更換機(jī)械泵油、更換過(guò)濾網(wǎng)、更換過(guò)濾器。

 、軝z漏儀在運(yùn)行了2000 h 后應(yīng)對(duì)前級(jí)泵進(jìn)行維修和保養(yǎng),運(yùn)行7000 h 分子泵進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

  本文介紹了5 種檢漏儀常見(jiàn)故障的分析與處理方法,其中儀器內(nèi)部存在泄漏環(huán)節(jié)是一個(gè)易被忽視卻又易產(chǎn)生故障的環(huán)節(jié),當(dāng)檢漏部位的復(fù)檢結(jié)果不一致時(shí),就需檢測(cè)儀器內(nèi)部是否有漏。L200+ 型檢漏儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊,定位難度大,本文采用切斷分子泵風(fēng)扇電源和使用小流量噴槍的方式,提高了密封部位定位的能力。檢漏儀是檢漏工作的核心部件,在使用過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)的操作要求進(jìn)行使用。文中以上出現(xiàn)的故障、現(xiàn)象的處理方式是本單位在多年使用過(guò)程中的一個(gè)總結(jié)和歸納。對(duì)檢漏工作者具有一定的參考價(jià)值。

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