常見的四種氦質(zhì)譜檢漏法的檢測原理、優(yōu)缺點及檢測標準

2019-10-05 王凡 蘭州空間技術(shù)物理研究所

  氦質(zhì)譜檢漏法是利用氦質(zhì)譜檢漏儀的氦分壓力測量原理,實現(xiàn)被檢件的氦泄漏量測量。當被檢件密封面上存在漏孔時,示漏氣體氦氣及其它成分的氣體均會從漏孔泄出,泄漏出來的氣體進入氦質(zhì)譜檢漏儀后,由于氦質(zhì)譜檢漏儀的選擇性識別能力,僅給出氣體中的氦氣分壓力信號值。在獲得氦氣信號值的基礎(chǔ)上,通過標準漏孔比對的方法就可以獲得漏孔對氦泄漏量。

  根據(jù)檢漏過程中的示漏氣體存貯位置與被檢件的關(guān)系不同,可以將氦質(zhì)譜檢漏法分為真空法、正壓法、真空壓力法和背壓法,下面真空技術(shù)網(wǎng)(genius-power.com)分別總結(jié)了這四種氦質(zhì)譜檢漏法的檢測原理、優(yōu)缺點及檢測的標準。

真空法氦質(zhì)譜檢漏

  采用真空法檢漏時,需要利用輔助真空泵或檢漏儀對被檢產(chǎn)品內(nèi)部密封室抽真空,采用氦罩或噴吹的方法在被檢產(chǎn)品外表面施氦氣,當被檢產(chǎn)品表面有漏孔時,氦氣就會通過漏孔進入被檢產(chǎn)品內(nèi)部,再進入氦質(zhì)譜檢漏儀,從而實現(xiàn)被檢產(chǎn)品泄漏量測量。按照施漏氣體方法的不同,又可以將真空法分為真空噴吹法和真空氦罩法。其中真空噴吹法采用噴槍的方式向被檢產(chǎn)品外表面噴吹氦氣,可以實現(xiàn)漏孔的精確定位; 真空氦罩法采用有一定密閉功能的氦罩將被檢產(chǎn)品全部罩起來,在罩內(nèi)充滿一定濃度的氦氣,可以實現(xiàn)被檢產(chǎn)品總漏率的測量。

  真空法的優(yōu)點是檢測靈敏度高,可以精確定位,能實現(xiàn)大容器或復雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的檢漏。

  真空法的缺點是只能實現(xiàn)一個大氣壓差的漏率檢測,不能準確反映帶壓被檢產(chǎn)品的真實泄漏狀態(tài)。

  真空法的檢測標準主要有QJ3123-2000《氦質(zhì)譜真空檢漏方法》、GB /T 15823-2009《氦泄漏檢驗》,主要應用于真空密封性能要求,但不帶壓工作的產(chǎn)品,如空間活動部件、液氫槽車、環(huán)境模擬設備等。

正壓法氦質(zhì)譜檢漏

  采用正壓法檢漏時,需對被檢產(chǎn)品內(nèi)部密封室充入高于一個大氣壓力的氦氣,當被檢產(chǎn)品表面有漏孔時,氦氣就會通孔漏孔進入被檢外表面的周圍大氣環(huán)境中,再采用吸槍的方式檢測被檢產(chǎn)品周圍大氣環(huán)境中的氦氣濃度增量,從而實現(xiàn)被檢產(chǎn)品泄漏測量。按照收集氦氣方式的不同,又可以將正壓法分為正壓吸槍法和正壓累積法。其中正壓吸槍法采用檢漏儀吸槍對被檢產(chǎn)品外表面進行掃描探查,可以實現(xiàn)漏孔的精確定位; 正壓累積法采用有一定密閉功能的氦罩將被檢產(chǎn)品全部罩起來,采用檢漏儀吸槍測量一定時間段前后的氦罩內(nèi)氦氣濃度變化量,實現(xiàn)被檢產(chǎn)品總漏率的精確測量。

  正壓法的優(yōu)點是不需要輔助的真空系統(tǒng),可以精確定位,實現(xiàn)任何工作壓力下的檢測。

  正壓法的缺點是檢測靈敏度較低,檢測結(jié)果不確定度大,受測量環(huán)境條件影響大。

  正壓法的檢測標準主要有QJ3089-1999《氦質(zhì)譜正壓檢漏方法》、QJ2862-1996《壓力容器焊縫氦質(zhì)譜吸槍罩盒檢漏試驗方法》,主要應用于大容積高壓密閉容器產(chǎn)品的檢漏,如高壓氦氣瓶、艙門檢漏儀等。

真空壓力法氦質(zhì)譜檢漏

  采用真空壓力法檢漏時,需要將被檢產(chǎn)品整體放入真空密封室內(nèi),真空密封室與輔助抽空系統(tǒng)和檢漏儀相連,被檢產(chǎn)品的充氣接口通過連接管道引出真空密封室后,再與氦氣源相連,當被檢產(chǎn)品表面有漏孔時,氦氣就會通過漏孔進入真空密封室,再進入氦質(zhì)譜檢漏儀,從而實現(xiàn)被檢產(chǎn)品總漏率的測量。

  真空壓力法的優(yōu)點是檢測靈敏度高,能實現(xiàn)任何工作壓力的漏率檢測,反映被檢件的真實泄漏狀態(tài)。

  真空壓力法的缺點是檢漏系統(tǒng)復雜,需要根據(jù)被檢產(chǎn)品的容積和形狀設計真空密封室。這里需要說明在檢漏過程要求確保充氣管道接口無泄漏,或者采取特殊的結(jié)構(gòu)設計將所有充氣管道連接接口放置在真空密封室外部。

  真空壓力法的檢測標準有GB /T 15823-2009《氦泄漏檢驗》,主要應用于結(jié)構(gòu)簡單、壓力不是特別高的密封產(chǎn)品,如電磁閥、高壓充氣管道、推進劑貯箱、天線、應答機、整星產(chǎn)品等。

背壓法氦質(zhì)譜檢漏

  采用背壓法檢漏時,首先將被檢產(chǎn)品置于高壓的氦氣室中,浸泡數(shù)小時或數(shù)天,如果被檢產(chǎn)品表面有漏孔,氦氣便通過漏孔壓入被檢產(chǎn)品內(nèi)部密封腔中,使內(nèi)部密封腔中氦分壓力上升。然后取出被檢產(chǎn)品,將表面的殘余氦氣吹除后再將被檢產(chǎn)品放入與檢漏儀相連的真空容器內(nèi),被檢產(chǎn)品內(nèi)部密封腔內(nèi)的氦氣會通過漏孔泄漏到真空容器,再進入氦質(zhì)譜檢漏儀,從而實現(xiàn)被檢產(chǎn)品總漏率測量。檢漏儀給出的漏率值為測量漏率,需要通過換算公式計算出被檢產(chǎn)品的等效標準漏率。

  背壓法的優(yōu)點是檢測靈敏度高,能實現(xiàn)小型密封容器產(chǎn)品的泄漏檢測,可以進行批量化檢測。

  背壓法的缺點是不能進行大型密封容器的漏,否則由于密封腔體容積太大,導致加壓時間太長。此外,每個測量漏率都對應兩個等效標準漏率,在細檢完成后還需要采用其它方法進行粗檢,排除大漏的可能。

  背壓法的檢漏標準主要有QJ3212-2005《氦質(zhì)譜背壓檢漏方法》、GJB360A-1996《電子及電氣元件試驗方法方法112 密封試驗》,主要應用于各種電子元器件產(chǎn)品檢漏。