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雙工位氦檢漏系統(tǒng)構(gòu)成
(1)粗抽機(jī)組:一般采用旋片泵或者滑閥泵作為粗抽真空使用,獲得從一個(gè)大氣壓到千帕級(jí)真空,并為后續(xù)精抽真空作準(zhǔn)備。
(2)精抽機(jī)組:一般采用羅茨泵作為精抽真空使用,獲得檢漏要求的真空,一般為5Pa左右。
(3)檢漏儀:是檢漏系統(tǒng)中的部件,檢漏儀執(zhí)行檢漏工作時(shí),給出工件泄露量大小,并判斷工件是否合格,輸出控制信號(hào)。
(4)耐壓測試單元:通過向工件內(nèi)充注高壓氣體,一方面測試工件的耐壓性能。另一方面通過平衡、保壓過程,有傳感器感測壓力差,并由控制系統(tǒng)經(jīng)過計(jì)算分析判斷是否有大漏。
(5)工件抽空單元:為保證氦氣有循環(huán)過程中氦氣的純度,在向工件充注氦氣之前,抽出工件內(nèi)的空氣。
關(guān)于真空檢漏
漏孔的氣流特性
氣體流經(jīng)漏孔的過程是很復(fù)雜的,可能包含有粘滯流、過渡流及分子流三種流動(dòng)狀態(tài)。主導(dǎo)流動(dòng)狀態(tài)與漏孔的幾何尺寸、氣體的種類、漏孔兩端的壓力及環(huán)境溫度有關(guān)。設(shè)環(huán)境溫度T=296K,入口壓力p2=1.01×105Pa,出口壓力p1《p2,漏孔長L,直徑d的均勻圓截面導(dǎo)管型漏孔,其對(duì)空氣的漏率及可視流動(dòng)狀態(tài)
檢漏方法的分類
檢漏方法很多,根據(jù)被檢件所處的狀態(tài)可分為充壓檢漏法、真空檢漏法及其它檢漏法。
充壓檢漏法:在被檢件內(nèi)部充入一定壓力的示漏物質(zhì),如果被檢件上有漏孔,示漏物質(zhì)便從漏孔漏出,用一定的方法或儀器在被檢件外部檢測出從漏孔漏出的示漏物質(zhì),從而判定漏孔的存在、位置及漏率的大小,此即充壓檢漏法。
真空檢漏法:被檢件和檢漏器的敏感元件處于真空狀態(tài),在被檢件的外部施加示漏物質(zhì),如果有漏孔,示漏物質(zhì)就會(huì)通過漏孔進(jìn)入被檢件和敏感元件的空間,由敏感元件檢測出示漏物質(zhì),從而可以判定漏孔的存在、位置利漏率的大小,這就是真空檢漏法。
其它檢漏法:被檢件既不充壓也不抽真空,或其外部受壓等方法歸入其它檢漏法。背壓法就是其中主要方法之一。
所謂“背壓檢漏法”是利用背壓室先將示漏氣體由漏孔充入被檢件,然后在真空狀態(tài)下使示漏氣體再從被檢件中漏出.以某種方法(或檢漏儀)檢測漏出的示漏氣體,判定被檢件的總漏率的方法。
為了方便說明真空檢漏方法,我們以真空爐為例進(jìn)行真空檢漏。真空爐主要由機(jī)械泵、羅茨泵、擴(kuò)散泵、前級(jí)管路、爐體等幾部分組成,真空爐的生產(chǎn)中為常見問題是極限壓力合格,而升壓率不合格,或者是兩者都不合格,比較少見的是升壓率合格但極限壓力不合格。
1. 極限壓力合格,升壓率不合格
極限壓力合格說明設(shè)備沒有明顯漏點(diǎn),且真空系統(tǒng)的抽氣性能正常。升壓率不合格,主要原因是從粗抽閥到爐體有一些較小的漏點(diǎn),通常在1×10-9~9.9×10-4Pa·m3/s之間。檢漏步驟為:
①用力按壓氣袋從粗抽閥開始向爐體方向噴吹氦氣,遍針頭移動(dòng)的速度可以快些,對(duì)設(shè)備的全部焊口、法蘭連接、動(dòng)密封、熱電偶連接等處進(jìn)行檢漏,在焊口不規(guī)整及法蘭連接縫隙不均勻處將噴吹移動(dòng)速度放緩并進(jìn)行細(xì)致檢查。
②不按壓氣袋,用針頭緩慢地對(duì)位置進(jìn)行檢查,漏孔會(huì)吸入針頭中存有的少量氦氣,觀測檢漏儀屏幕漏率值噴吹過程中的變化,找到漏率大且上升快的點(diǎn)即是漏點(diǎn)。
③向各個(gè)加熱電極、爐體水套等通水腔體內(nèi)噴吹氦氣檢查泄漏情況。若檢漏多遍后升壓率仍不合格,可以用塑料布、膠帶對(duì)的焊口、法蘭連接處、熱電偶、電極等處進(jìn)行包裹罩封,然后向罩中噴入氦氣,觀察檢漏儀的漏率變化,如果緩慢上升,說明被包裹的位置存在漏點(diǎn)。
檢漏技術(shù)的發(fā)展
檢漏技術(shù)在真空領(lǐng)域占有非常重要的地位,它關(guān)系到真空設(shè)備的各項(xiàng)真空指標(biāo)。如何快速地找到漏點(diǎn),關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)效率與經(jīng)營成本。
檢漏技術(shù)是一門不斷發(fā)展、不斷完善的技術(shù),多年來,人們創(chuàng)造了很多檢漏方法。
上世紀(jì)四十年代以前的技術(shù)非常簡單,比如氣泡法、電離計(jì)法等。當(dāng)時(shí),漏率高只能檢測到10^-7Pa·m^3/s。
后來,經(jīng)過不斷的完善與提高,在1950~1960年代,研制者朝著提高靈敏度的方向努力,使靈敏度一度達(dá)到了10^-15Pa·m^3/s。
然而實(shí)踐證明,單一追求高靈敏度并非合適,這會(huì)給檢漏儀的生產(chǎn)制造帶來一些麻煩。后來,人們將精力主要放在了儀器的穩(wěn)定性、可靠性、小型化、簡單化、檢漏過程迅速化上面。
當(dāng)今常見的氦質(zhì)譜檢漏儀,靈敏度在10^-9~10^-13Pa·m^3/s。較為先進(jìn)的檢漏儀壓力在幾萬Pa就可檢漏。便攜式的檢漏儀,一個(gè)人就可以搬運(yùn)。甚至有些檢漏儀已經(jīng)可以通過手機(jī)APP遠(yuǎn)程控制檢測。
這些技術(shù)上的進(jìn)步,使檢漏工作的效率和便利性得到很大提升,應(yīng)用氦質(zhì)譜檢漏儀已經(jīng)成為檢漏技術(shù)中的主要方法。