高真空多层罐体的氦检漏技术

高真空多层罐体的氦检漏技术
发布时间：2023-01-15T06:35:39.042Z 来源：《科技新时代》2022年16期作者：潘文杰
[导读] 随着高真空技术的迅速发
潘文杰
浙江省特种设备科学研究院，浙江杭州 310020
浙江省特种设备安全检测技术研究重点实验室，浙江杭州 310020
摘要：随着高真空技术的迅速发展，它们被越来越广泛地使用。

在空气动力学领域，低温液体运输罐系统在真空状态下提供了质量更好和可控制的气体能源，以模拟实验车辆或高速武器在各种高速气流下的运行情况。

目前，我国建造的最高真空系统体积为2300m3，真空要求为0.001 Pa(a)。

不锈钢筒和管道、空穴以及泵组和不锈钢管道之间的大型连接阀和表面有很多焊接。

泄漏检测技术比大型低真空系统的泄漏检测技术要求更高，难度更大。

关键词：低温液体；罐体夹层；真空氦检漏技术
引言
随着科技的进步和工业生产的发展，设备的密封要求越来越高,因此，除了在设计和处理过程中采取有效措施防止泄漏外，还必须在设备的生产、装配、调试和使用过程中使用有效的泄漏检测手段，以查明无法进行修理的泄漏点。

设备泄漏检测方法的成功和成本效益取决于泄漏检测人员的良好设计和随后的泄漏检测程序、所选择的泄漏检测方法、良好运行和泄漏检测经验。

实现快速准确的氦泄漏定位，操作成本低，可靠性是每个泄漏检查人员追求的目标。

本文以最常见、最实用的泄漏检测方法，即真空泄漏检测方法为例，分析了低温液体运输罐夹层泄漏检测方法的讨论和需要克服的困难、实现上述目标的方法。

泄漏检测任务和内容的明确程度、泄漏检测人员的要求、泄漏检测人员的经验、泄漏检测方法的正确灵活应用、泄漏检测人员的主要绩效指标等。

是影响泄漏检测速度的主要因素。

图1 低温真空容器结构图
1检漏的主要内容
泄漏检测必须从设计开始，并包括设备的生产、安装、开发和使用的所有阶段。

在设备设计阶段，漏电距离代理必须查看图形或了解设计问题，例如设备结构、材料、焊接和密封形状、连接器、漏电率指数和技术要求(例如位置)有鉴于此，正在制定一项全面的泄漏体检方案，以便有针对性地查明泄漏情况，并找出查明泄漏情况的捷径。

在设备处理阶段，检验人员应熟悉生产单元的处理技术和处理方法；加工零件的加工精度，如真空密封槽(面)的加工精度；焊接恢复部分；特别是，无法在制造后接触或修理的部件(如内包装)的焊接是否受到严格检查？对于大型复杂结构设备，直接影响最终装配后体检的成败和总漏率，不容忽视！在设备安装和开发阶段，泄漏检测人员应根据具体情况选择最简单、最快和最经济的泄漏检测方法，主要检查连接部分的密封情况。

清理检查的部件。

设备运行或使用过程中，泄漏检测代理应根据设备的使用情况和故障现象分析和判断故障原因。

使用相应的泄漏检测手段查找泄漏位置，以便设备尽快正常运行。

2重要因素分析及确认
氦质谱泄漏检测系统的主要设备是质谱泄漏检测器。

设备每年定期进行学校检查，工作时设备性能稳定，没有出现临时维修状态。

经过分析，并不是一个重要因素。

压力、真空和反压下存在氦质谱检测损耗。

压力分散检测范围为10-3到10 - 9 PAM 3/s。

真空注射方式损耗检测范围为10 - 3到10 - 12 PAM 3/s。

电压降检测范围为10 - 5到10 - 9 PAM 3/s。

传热段的泄漏要求不超过10 - 11 PAM 3/s，并采用真空注射方法。

经过分析，并不是一个重要因素。

在现场搜索计算后，设备的现有密封必须用真空泥浆填塞，占总检查时间的15.8%。

真空中的污泥量太小，密封容易泄漏，导致操作重复，操作时间延长。

同时，使用真空污泥将大大增加清理作业时间。

如果改进刀具并去除真空密封工艺的应用，加工时间将大大缩短。

经过分析，是一个重要因素。

3低温液体运输车罐体夹层真空氦检漏技术
3.1主要元器件选型
用作辅助泵的真空泵采用爱德华nxd 15i无油干式泵，抽运速度为4.1升/秒，极限真空0.7Pa。

真空计采用两个薄膜计数器，测量范围为1～1000 Pa(无压力)，100 Pa至0.1 MPa(无压力)，继电器强度显示真空度。

泄漏检测器采用Leopold PhoenixQuadro泄漏检测器，该检测器的真空模式下可控制的最小泄漏率为5 × 10-12 ( PAM 3 ) / s。

与通过使用标准真空泄漏孔改进气体而产生的FFM-1000标准泄漏孔进行比较:输入处的压力表0，输出压力0.4 Pa(绝对压力)，泄漏等级1.96×10-8至5.99×10-8(PAM 3)/s。

此外，为了防止标准泄漏孔在使用过程中堵塞，可将标准泄漏孔并联到图4中标准泄漏孔的安装管道上，以使用该孔为配气平台中的管路选择φ 10mm不锈钢硬质管路，为配气平台和每个接口之间连接的地面管路选择φ 10mm金属软管。

除了箭头界面采用球形封头60和klaxon口的密封结构外，其嘴的所有部分都采用KF法兰系列空心接头。

3.2焊缝的氦质谱检漏
系统中所有焊缝的半径检测完成后，使用漏电距离盒方法检测焊缝，检测方法与半径检测方法相似，根据260 mm的划分为所有焊缝建立检测位置，通过300 mm漏电距离盒检测位置，然后结束所有检测位置依次检测，泄漏检测器和泄漏检测盒安装在系统外部，泄漏检测盒停放在泄漏检测时要检查的备件表面，然后用辅助泵清空检测盒关闭辅助阀，打开关闭阀，将泄漏试验箱与先前泵入极限真空的质谱泄漏
检测器连接起来。

仪器达到工作压力后，可在泄漏试验箱所锁定的受控零件的另一侧使用氦气喷射枪。

如果仪器的输出指示发生变化，则喷油器的注射部位会有一个泄漏孔。

如果输出指示发生变化，它可以确定泄漏孔泄漏率的大小，如果有泄漏点将被对面的泄漏检测箱检测出来，则可由当地的氦罩来应用，必须对其进行修理和清除，以确保不存在泄漏点这是确保该系统满足泄漏率要求的必要条件之一，也是全系统氦质谱中泄漏检测技术的一个步骤。

3.3灵活运用检漏方法，充分利用和发挥检漏仪的能力
选择泄漏检测器和方法，并准备必要的辅助设备，如质谱仪的真空辅助系统、连接管道和法兰等。

氦质谱仪泄漏检测器灵敏度高是检测泄漏的优势。

但是，该工具在实际工作中没有得到很好的利用，仪器的好处没有得到充分利用，泄漏检测工作可能没有产生预期的效果，这种情况也经常发生；为了充分利用泄漏检测器的能力，找出泄漏检测灵敏度高、运行成本低、泄漏检测时间短、可靠性高等问题，可以通过关闭小型泵阀和辅助阀提高泄漏检测灵敏度，并对其进行检测在底部非常低的情况下，可以直接使用仪器的真空系统，即使在检查受控制的小型容器泄漏时不加真空装置，这不仅有助于检查泄漏，而且具有相当高的灵敏度，从而大大缩短了检查时间通常，响应时间不应超过3s。

结束语
对真空管道中氦质谱检漏低效率现象进行了分析和试验，确定了影响效率的主要因素，并提出了相应的对策，最终实现了目标。

在实施研究课题之后，对问题组和部门的质量意识、问题意识和改进意识都有了显着提高。

参考文献
[1]黄帆,叶畹义,齐世金,曹晖,郭春海,陈耀,于文昕.高温对TVS-2M燃料棒氦检漏结果的影响[J].真空,2020,57(05):66-69.
[2]莫芝林,白晓良,闵晓峰.氦质谱检漏技术在大型高真空系统焊缝检测中的应用[J].焊接技术,2019,48(11):96-98.
[3]靳朋礼,巩春志,孔营,张鑫,马玉山,刘海波,何涛,岳玲,田修波.真空镀膜设备的简易快捷酒精检漏的有效性研究[J].真空,2019,56(05):69-73.
[4]姜楠,舒哲,罗文明.敞开式结构换热器管端焊缝真空法检漏技术研究[J].锅炉制造,2019(05):52-53.
[5]张科辉,高成,黄姣英,王怡豪.压电式压力传感器的氦质谱压力真空检漏方法[J].电子技术与软件工程,2019(17):241-243.。