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泄漏检测方法及分类(一)

(上海陆灵精密机械有限公司撰稿,未经书面许可,不得转载)

一、总述
      检漏方法和仪器很多,根据所使用的设备可分为氦质谱检漏法、卤素检漏法、真空计检漏法等;按照所采用的检漏方法所能检测出泄漏的大小又可分为定量检漏方法和定性检漏方法;根据被检设备所处的状态又可分为压力检漏法和真空检漏法。
1.1压力检漏法
      将被检设备或密封装置充入一定压力的示漏物质,如果设备或密封装置上有漏孔,示漏物质就会通过漏孔漏出,用一定的方法或仪器在设备外检测出从漏孔漏出的示漏物质,从而判定漏孔的存在、漏孔的具体位置以及泄漏率的大小。属于压力检漏法的有水压法、压降法、听音法、超声波法、气泡法、集漏空腔增压法、氨气检漏法、卤素检漏法、放射性同位素法、氦质谱检漏仪吸嘴法等。
1.2真空检漏法
      被检设备或密封装置和检漏仪器的敏感元件均处于真空中,示漏物质施加在被检设备外面,如果被检设备有漏孔,示漏物质就会通过漏孔进入被检设备内部和检漏仪器敏感元件所在的空间,由敏感元件检测出示漏物质来,从而可以判定漏孔的存在、漏孔的具体位置以及泄漏率的大小。属于真空检漏法的有静态升压法、液体涂敷法、放电管法、高频火花检漏法、真空计检漏法、卤素检漏法、氦质谱检漏法等。
二、 压力检漏法
      下面介绍加压下的各种检漏方法的基本原理、设备、操作方法以及注意事项。
2.1水压法
      对压力容器或密封装置进行试验时,先将容器或密封装置内部装满水,再用水泵向里注水,观察设备或密封装置周围有无水漏出。检漏时必须耐心等待,直至水泄漏出来。因此,只能抽象地表示灵敏度的高低。根据被检物表面是否有水渗出,很容易判断出泄漏点。但是,对于结构比较复杂的设备,肉眼可能无法直接观察到泄漏点。只要水压不变,泄漏率大小就不会发生很大变化,因而可以获得较为一致的结果。当然由于检漏人员的观测技巧不同,检测结果也不会完全相同。除水泵外,水压法检漏无需大型、贵重设备,因而很经济。
2.2压降法
      将压缩机与被检设备或密封装置相连接,然后打压。压力升至某一值时,停止加压,同时关闭阀门,放置一段时间。在放置时间里,如果压力急剧下降,就可判断泄漏率很大。如果压力没有太大的变化,就可认为泄漏率很小,或者没有泄漏。这种方法简便,使用普遍,是检测泄漏的一种最基本方法。压降法也称为加压放置法。
压降法是一种最基本的检测方法,很容易得到被检设备或密封装置的总的泄漏率,其结果是最为可靠的,但不能具体判断出泄漏点。
2.3听音法
      气体从小孔中喷出时,会发出声音。声音的大小和频率取决于泄漏率的大小、两侧的压力、压差和气体的种类等。根据气体漏出时发出的声音判断有无泄漏。
      该方法的灵敏度很大程度上受环境的影响。若工厂噪音较大,则小的声音就不易听清。使用听诊器,某种程度上可以消除周围噪音的影响,听清泄漏声音,但有时与泄漏无关的声音(例如电机的声音)也会混杂进来,从而影响检漏灵敏度。为了辨别较小的声音,可用话筒和放大器将声音放大。但此时其它声音也同时放大,多数情况下较难收到好的效果。在检测压力为0.3MPa,周围非常安静的条件下,可以听出5'10-2cm3/s的泄漏率的声音。
      这种方法既简单、经济。使用听诊器,在某种程度上可以判断出泄漏点。如单凭耳朵听,往往因声波的反射或吸收,很难确定泄漏点,即发声地点。由于检测环境条件不同,所得到的结果可能偏差很大。因此,这种方法的稳定性和可靠性很差。应与其它检测法并用。
2.4超声波法
      该方法实际上是听音法的一种。它是将泄漏声音中可听频率部分截掉,仅仅使超声波部分放大,以检测出泄漏。检测时,可以直接使用超声波检测器,根据检测仪表指针是否摆动,确定有无泄漏。也可以采用使超声波回到可听频率范围内鸣笛的方法。采用后一种原理制造的超声波转换器不仅在被试验物加压时可以使用,在抽真空时,由于吸入的空气发出超声波,因而,采用真空法时也可以使用。
      超声波转换器由于只检测超声波部分,在普通工厂的噪音条件下,不受明显干扰,因此检漏效果很好。
      该法的灵敏度与被试验物体的加压、减压状况、泄漏的大小、泄漏点与检漏器(探头)间的距离等因素有关。当泄漏点与探头距离很近时,超声波转换器的灵敏度可达1'10-2cm3/s。
      检漏时将检漏器的灵敏度调到最大,一边移动探头,一边侦听,使能听到的超声波发出的声音达到最大。然后,再寻找发出超声波的位置,以便确定泄漏点。但在探头不易接近的地方出现泄漏时,就很准确地判断出泄漏点。这种方法操作简便,人为因素较小,不同检测人员所得到的检测结果基本相同。
2.5气泡检漏法
      气泡检漏法适用于允许承受正压的容器、管道、密封装置等的气密性检验。此种方法简单、方便、直观、经济。
      在被检件内充入一定压力的示漏气体后放入液体中,气体通过漏孔进入周围的液体形成气泡,气泡形成的地方就是漏孔存在的位置,根据气泡形成的速率、气泡的大小以及所用气体和液体的物理性质,可以大致估算出漏孔的泄漏率。
2.6皂泡法
      对不太方便放到水槽内的管道、容器和密封连接进行检漏时,先在被检件内充入压力大于0.1MPa的气体,然后在怀疑有漏孔的地方涂抹肥皂液,形成肥皂泡的部位便是漏孔存在的部位。
      在检漏时应注意肥皂液稀稠得当。太稀了易于流动和滴落而造成误检,太稠了透明度差容易漏检,并且所混入的气体也可能形成泡沫而造成误检。
      此方法的灵敏度为1'10-4 cm3/s数量级。
2.7集漏空腔增压法
      将整个被检件或被检部位密封起来形成一个密闭的测漏空腔。由漏孔漏出的示漏介质积聚在测漏空腔内,从而引起空腔内压力、温度的改变。通过测出这些改变,即可计算出泄漏率。
2.8氨气检漏法
      把允许充压的被检容器或密封装置抽成真空(不抽真空也可以,其效果稍差),在器壁或密封元件外面怀疑有漏孔处贴上具有对氨敏感的pH指示剂的显影带,然后在容器内部充入高于0.1MPa的氨气,当有漏孔时,氨气通过漏孔逸出,使显影带改变颜色,由此可找出漏孔的位置,根据显影时间、变色区域大小可大致估计出漏孔的大小。
      一般认为氨检漏法的灵敏度为1'10-8cm3/s,但也有文献报道可检出泄漏率为10-10cm3/s的漏孔。
2.9卤素检漏法
      当铂加热到800~900°C时会产生正离子发射,在卤素气氛中这种正离子发射将急剧增加,这就是所说的“卤素效应”。利用此效应而设计的检漏仪称为卤素检漏仪,其原理图如图5.4所示。它的敏感元件是一个二极管,这个二极管的内、外筒及加热丝都是用铂制成的。内筒被加热丝加热后发射正离子,外筒收集正离子,离子流的大小可用检流计(或经放大器放大后)指示出来,也可用音响来指示,有的仪器的敏感元件没有内筒而直接用加热的铂丝做发射极,加热丝的供电可用直流电源也可用交流电源。
      根据使用条件不同,卤素检漏仪可分为两类:敏感元件和待检系统相连的称为固定式卤素检漏仪;不与待检系统相连的称为携带式卤素检漏仪。前者在检漏时需要将被检系统抽到10~0.1Pa的真空度,示漏气体(卤素气体)通过漏孔从外而进入系统中,并进入敏感元件所在空间,携带式卤素检漏仪则要求被检系统中预先充以高于0.1MPa的示漏气体,仪器探头(敏感元件)在大气中工作,通过漏孔漏到外面来的示漏气体由探头检测出来。
      卤素检漏仪的最小可检泄漏率可达10-9cm3/s。示漏气体采用氟里昂、氯仿、碘仿、四氯化碳等卤素化合物,其中以氟里昂—12的效果最好。

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