氦质谱检漏系统与卤素检漏

一、氦质谱检漏系统检漏

      TSG R0004-2009 《固定式压力容器安全技能监察规程》规则,关于介质毒性程度为极度、高度损害或许设计上不允许有微量走漏的压力容器,应当进行走漏实验。因而,走漏检测已经成为该类压力容器遍及运用的无损检测办法之一。氦质谱走漏检测技能具有检漏灵敏度高、可靠性好、对漏孔既能定位又能定量等长处,然后在压力容器走漏检测中得到了广泛的应用。氦质谱检漏按照检测过程中氦气的流向,可分为正压检漏(氦气流出被检容器)和真空检漏(氦气流进被检容器)两种状况。

1. 正压检漏

      氦质谱正压检漏经过在被检容器中充入必定压力的空气和氦气的混合气体,然后在容器压力较低的外侧选用必定的方式检测走漏的氦气,然后到达对容器部分或全体、定位或定量的检漏意图。常见的氦质谱正压检漏办法主要有吸枪直测法和氦罩堆集法。

(1)吸枪直测法是指用吸枪在大气中从压力容器被检部位直接获得示漏氦气,然后对压力容器进行检漏的一种氦走漏检测办法。 该法为一种定性、定位检测技能,用以探测走漏并确认其方位,检测灵敏度可达10-7Pa·m3/s。扫查距离、速度以及不同操作人员对吸枪直测法的检测灵敏度均有必定程度的影响。吸枪直测法一般用于容器焊缝、密封面等部位的走漏检测,也可用于全体检漏后漏孔的定位。

(2) 氦罩堆集法,假如被检容器的走漏率很小,用吸枪直测法难以检测到走漏时,则需选用氦罩堆集法进行检漏。相关于吸枪直测法的定性检测而言,氦罩堆集法经过必定的堆集时刻,能够完成被检容器的定量微漏检测。氦罩堆集法能够对被检容器的部分或全体进行走漏检测。假如容器较小,用氦罩将其整个罩住,就能够对容器全体走漏状况进行检测。但关于焊缝、密封面较多的容器,则无法同时完成漏孔的定位。若容器较大而且结构复杂,则需用多个小氦罩将被检部位罩住,这样既能够完成容器全体走漏状况的检测,还能够对具体的走漏方位以及走漏率进行判定。假如将氦罩抽成真空,其检测灵敏度能够提高2~3个数量级。氦罩堆集法检测示意图见下图。在实践检漏过程中,根据不同的状况,氦罩可选用金属容器、塑料简略包封等形式。

      关于正压检漏法,如何确认容器内氦气的体积分数和压力是一个较大的难题。检测压力和氦气的体积分数过高,不仅会形成氦气大量浪费,更为重要的是会给检测操作带来较大的风险。因而有关标准规则,检测压力不能超过设计压力的25%。但在实践检测过程中,容器内混合气体的压力应与产品技能条件上规则的检漏压力一致,如无清晰的检漏压力时,一般取0.1MPa即可。容器内氦气的体积分数则一般以10%~20%为宜

2.真空检漏

     真空检漏是经过将被检容器内部抽成真空,并将氦质谱检漏仪探头与容器相连,能够检出从一些微小开口的较高压力一侧流经抽暇容器的氦气流,然后完成容器的检漏。实践检测过程中一般选用真空喷氦法和真空护罩法。

(1)真空喷氦法是现在运用Z多,也较为便利的一种检漏办法,其检漏示意图见下图。选用真喷氦法检漏时,先将被检容器抽真空,并与氦质谱检漏仪相连,然后用喷枪在需检测的区域喷氦气,然后确认走漏方位,其检测灵敏度也可到达10-7·m3/s。可是真空喷氦法是一种定性检测技能,不能做定量检测用。真空喷氦法能够精确地确认漏孔的方位,而且喷吹时刻越长,检测有用灵敏度越高。可是在实践检测过程中,由于喷出的氦气是散开的,使得漏孔处的氦的体积分数降低,然后导致检测有用灵敏度有所下降

(2)真空护罩法的检测示意图见下图。根据检测的意图及容器的实践状况,选用护罩法能够完成部分或全体的走漏检测。真空护罩法的检测灵敏度能够到达10-10Pa·m3,而且具有能直接测定出被检件的全体漏率,不易呈现误检、漏检等长处。但由于只能测出所罩部位的总漏率,无法对走漏方位进行判定,然后不能到达对不合格产品进行辅导返修的意图。关于焊缝、密封面较多的大型真空容器而言,可先用真空护罩法确认漏气的大致规模,然后再用喷吹法对漏孔进行定位。

二、卤素检漏

     卤素检漏仪是利用卤素气体在高温时分化产生正离子的性质而制成的检测仪器。金属铂在800 ~900 ℃温度下会产生正离子发射, 如送入清洁的被检气体(卤素含量极低), 只有少数离子流经过铂电极, 假如有卤素气体存在时, 正离子发射将加剧, 因而电极间电阻降低, 离子流增高, 经检漏仪电流放大, 用电表与声响来指示卤素气体的走漏。卤素检漏仪灵敏度可达10-9Pa·m3/s。卤素检漏仪由传感器(铂电极间热式二极管)、丈量线路(稳压器、直流放大器、音频产生器和整流器等)和气路三大部分组成。卤素检漏仪操作简略、费用低, 能确认漏孔的大小和方位, 适用于各种能密封的承压设备。

      灵敏度、反应时刻及恢复时刻是卤素检漏仪的主要功能参数。其测验办法与氦质谱检漏仪的相同。可是,卤素检漏仪的指示与卤素气体的浓度有关:一般,低浓度的指示是线性的,中等浓度的是非线性的,而当浓度很高时仪器呈现饱和或中毒现象。所以在进行功能测验或检漏时,进入传感器的卤素气体的浓度不宜高于百万分之一。便携式卤素检漏仪的传感器基本上是在大气压下工作的,靠吸气装置吸入气体,使卤素气体流经传感器。