不同检漏技术的比较性研究

不同检漏技术的比较性研究

原创文章合肥远智自动化科技有限公司高级工程师罗宝新

摘要：本文以制冷部件的检测作为案例，详尽的描述了各种检漏方法，提供了几种检测方法，对实际工作过程起到了指导作用，对仪器和检测方法的利用可以提高检测效率，降低成本。

关键词：检漏，气密性检测，泄漏检测，制冷

1.引言

在制冷业，部件和系统必须进行气密性测试，以确保制冷剂泄漏低于规定的限度。泄漏的三个基本功能测试是：1.确定是否有泄漏与否（检测）；2.测量泄漏率；3.泄漏位置。

有许多方法和类型的检测设备可以解决这些问题，但遗憾的是没有一个统一的技术适合每一种情况。每个测试方法只适合特定泄漏率或固定形式和技术。在使用气密性检测大多数情况下，明确的漏率测量不是必需的，但该系统必须能够确定，如果泄漏速率高于或低于一个指定的水平。该参考限值取决于最大可接受泄漏率，以及合理的工作寿命的预期。终端产品特在某些国家和区域，可接受的泄漏率，这取决于制冷剂类型和应用，通常从大空气的制冷剂为15克/年到空调系统或汽车空调的0.5g/Y的家用冰箱。这种接受程度在选择时要考虑的主要参数适当的检漏方法或检测方法相结合。其他有几个因素必须考虑到为好。特别是在系统成本，复杂性，对环境的影响，可靠性的外部条件的影响，操作员依赖和用户有没有技术支持都应该考虑。目前还没有在泄漏检测，气密性检测和检漏等文献中确定方法;附件提供了一些参考。本文提出了一些气密检测技术，并比较了它们的性能。

2.泄漏检测方法

防止泄漏可以被定义为在一个外壁的意外裂缝，洞或孔隙或关节，其中必须包含或排除不同的液体和气体允许逸入或者逸出封闭空间。在封闭系统中的关键泄漏点通常是连接的垫片，密封圈，密封胶，法兰，焊接和钎焊接头，材料缺陷等密封测试通常的质量控制必须确保设备的完整性，并应该优选一个一次性的非破坏性测试，而对环境和操作人员的影响也最小。

泄漏检测技术可供选择广泛，从非常简单的方法到更复杂的系统。最常用的气密性检测方法是水下气泡试验，泡沫肥皂泡或者检漏液，压力和真空，示踪剂气体（卤素，氦和氢）。前三技术，每它的优点和缺点是在下面简要讨论。

在附录A，对于最常用的真空度和泄漏率转换表设置测量单位。在下图中，各泄漏检测技术的性能是概括。

气密性检漏仪，气密性检测仪

2.1浸水气泡试验方法

浸水气泡沫测试，也称为“气泡试验”，是一种检漏的传统和相对原始的方法。它包括浸渍带电荷或加压部分，通常用干燥空气或氮气，放在一个水箱中并人工观测逸出的气泡。更大和更频繁的气泡，漏越大。相对较小的泄漏是有可能出现，但很难检测到。

该方法的主要限制是精度敏感性和最小可检测泄漏率。

考虑半径为R的球形气泡，其气泡内部体积V是：V=4/3*π*R3

P气泡内的压力和T，以形成第一气泡所需的时间，泄漏率Q将是：Q=(P*V)/t

确定了该方法的灵敏度的两个关键参数是最小气泡由操作和用于气泡发生的等待时间检测的。这个时间必须与生产速率和操作员注意兼容。这是合理的认为操作者能检测到的最小气泡有1个毫米半径并且该等待时间是30秒。假设压力内部的气泡是在大气压下，它可以从以前予以说方程气泡体积为：V=4.2*10-3立方厘米

因此，最低检测泄漏率：

Q=(P*V)/t=1000*4.2·10-6/30=1*10-4mbar·l/s

这是理论值。真正的影响是许多外部因素，诸如照明条件，水的混浊度，防止位置，以及水流运动。所有这些问题，对操作人员有着依赖性，限制了测漏结果。

有些办法可以用来改进这种方法。通过增加内部压力增加的泄漏可能性，发现泄漏并可以少耗时在精确定位泄漏。洗涤剂可以被加入到水中以降低表面张力，从而有助于防止泄漏气体从抱住组件的一侧。使用不同的气体（例如氦）和/或液体可提供一些优点在系统性能，但

在成本高。在水箱中加入热水有时有助于增加组件或管道系统内部的压力。如果使用干燥的氮气，这是不利的，因为氮气不会因增加压力显著提高检测精度。如果在系统或组件有制冷剂，这种方式可能有助于增加压力，增加找到泄漏的机会。

总之，这种检漏技术可以确定在10-3毫巴·升/秒的精度。

在大多数情况下，大批量生产中，气泡法是非常经济。然而，缺点是从相对低的灵敏度，对操作人员依赖性和以及可能部分污染的液体废料，以及测试后烘干部件。此外，有些情况导致较高的损失。也有一些隐性成本。事实上，这种方法需要使用大量的空间，并产生一定量的废水。

2.2肥皂溶液气泡试验

肥皂溶液气泡试验也可以叫做检漏液法，是指采用肥皂泡涂抹代替浸没在水中，加压产品被测试喷用肥皂溶液和操作者能够看到由气体形成的气泡从哪里泄漏逃逸。皂溶液有许多不同类型的可用。有些人刷涂抹等都有dabber（附连到硬钢丝的内部的吸收性球盖。）有些品牌甚至可能有一个喷涂器在很短的时间里快速覆盖大面积。这是一个优点，但也混乱和耗时清理。

有些肥皂泡的气密性检漏解决方案，甚至加入防冻液，以防止在冬天的时候结冰。也有加入较低的密度剂，以使其更加敏感到非常微小的泄漏。

这种方法比水浸入具有更高的灵敏度。它允许的检测泄漏到10-5毫巴·升/秒，适用于非常大的系统。这种肥皂溶液的方法最好是使用在泄漏可能存在是已知的大致区域。在这种情况下，肥皂溶液仅在该特定区域用来测试并查明泄漏。它是最简单和最便宜的方。然而，如果操作者不知道在哪里泄漏，泄漏点可以是采用人工和时间来寻找。增加气体压力可以提高查明泄漏的概率以及缩短时间。然而，对于操作者的安全，压力必须限制在1700千帕（1.7MPa）。检漏液的泡沫试验有一些缺点限制。被喷涂的区域必须是一个简单和易于喷涂的位置。翅片管或底部很大的换热器，就是非常困难的。此外，该方法是非常不适合高生产率线。

2.3压力衰减测试

该方法包括用高压气体加压系统的，通常是干空气或氮气。然后将一部分从气体供给分离，稳定后期间，其内部压力随时间监测。压降ΔP是在时间Δt测量。如果系统中的压力下降速度快，有一个大的泄漏存在于系统中的该部件或部分。如果系统的压力缓慢下降，有一个小漏洞存在。如果压力保持不变，即组分是无泄漏。泄漏率Q可以很容易地计算考虑组件的体积V.那是：

Q=(∆p*V)/∆t

与泄漏检测灵敏度有关的有测试时间，压力传感器分辨率和检测体积。最先进的系统允许测量压力在测试压力变化可达1Pa（0.0001psi），这取决于被测试产品的体积，气密性检测时间可以短至30秒，并保证了高分辨率。考虑到V=1.5L内部容积与压力衰减在3450KPa （500psig）的一个ΔP=70帕（0.010psig）的泄漏，在Δt=60秒时，

泄漏率是：Q=(∆p*V)/∆t=0.7*1.5/60=1.7*10-2mbar*l/s

影响这个测试外部因素，如温度的变化和机械变形。内部压力实际上取决于温度，热波动可能会引起的压力变化，改变了结果。幸运的是，当它是干燥氮气时，小的温度变化引起的压力变化很小。这种测试技术的灵敏度取决于压力测量分辨率，测试时间和压力值。较长的测试时间可以提高测试的灵敏度，但在这种方式中，测试可以也可能非常耗时，因为某些较小泄漏，可能需要一个很长的保压周期，有的甚至数小时。压力越高，你可以更快确定是否存在泄漏。然而，制造商安全问题限制，没有安全的最大允许压力值注意事项。产品和工件可