氦質(zhì)譜檢漏原理

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氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)是以無色、無味的惰性氣體氦氣為示蹤介質(zhì)、以磁質(zhì)譜分析儀為檢測(cè)儀器，用于檢漏的一種檢測(cè)技術(shù)，氦檢漏設(shè)備，它的檢漏靈敏度可達(dá)10-14～10-15Pam3/s，可以準(zhǔn)確確定漏孔位置和漏率。氦質(zhì)譜檢漏儀主要由質(zhì)譜室、真空系統(tǒng)組件和電子學(xué)控制元件三大部分組成。質(zhì)譜室接在分子泵的高真空端，入口接在分子泵和機(jī)械泵之間，氦檢漏設(shè)備價(jià)格，利用分子泵對(duì)不同氣體具有不同壓縮比的特點(diǎn)，氦氣逆著分子泵的抽氣方向進(jìn)入質(zhì)譜室。檢漏儀在質(zhì)譜室中將氣體電離，這些離子在加速電場(chǎng)的作用下進(jìn)入磁場(chǎng)，在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由于不同荷質(zhì)比的離子具有不同的電磁學(xué)特性，偏轉(zhuǎn)半徑各不相同，在擋板的作用下，氦檢漏設(shè)備保養(yǎng)，氦檢漏儀的收集板只允許帶正電的氦離子被接收到，單位時(shí)間到達(dá)收集板的氦離子對(duì)應(yīng)于一個(gè)電流信號(hào)，這個(gè)電流信號(hào)正比于進(jìn)入到達(dá)收集板氦離子的數(shù)量，電流信號(hào)經(jīng)過放大后顯示在質(zhì)譜儀的顯示面板上，其大小反映了泄漏點(diǎn)的漏率，通過泄漏率大小來確定該位置泄漏程度的大小。

氦質(zhì)譜檢漏儀的示蹤氣體選用氦氣，是因?yàn)楹饩哂幸韵聝?yōu)良特性：

①氦氣在空氣中的含量少，體積含量為5.24×10-6，如果氦氣在環(huán)境中的含量超過標(biāo)準(zhǔn)，可以比較容易地探測(cè)到極微量的氦氣；

②氦分子小、質(zhì)量輕、易擴(kuò)散、易穿越漏孔、易于檢測(cè)也易于清除；

③氦離子荷質(zhì)比小，易于進(jìn)行質(zhì)譜分析；

④氦氣是惰性氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)腐蝕和損傷任何設(shè)備；

⑤氦氣無毒，不凝結(jié)，極難容于水。

氦質(zhì)譜檢漏儀在壓力容器真空檢漏的應(yīng)用

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氦質(zhì)譜檢漏方法 ( 以下簡(jiǎn)稱氦檢)以其高靈敏度和準(zhǔn)確性而通常應(yīng)用于整體防漏等級(jí)較高的壓力容器上。 氦檢方法基本上可分為用氦氣內(nèi)部加壓法和 設(shè)備內(nèi)部抽真空外部施氦這兩種，由于后者需將 設(shè)備完全抽成真空狀態(tài)， 往往會(huì)增加測(cè)試用設(shè)備( 如高、低壓真空泵、真空閥等)和設(shè)備工裝 ( 如 外壓加強(qiáng)圈)而使造價(jià)提高，所以該方法通常用于容積小而厚壁的設(shè)備;對(duì)于大多數(shù)壓力容器而言，通常優(yōu)先選用前一種方法。

于氦檢是通過氦穿過漏孔來檢漏的，所以焊縫表面若存有油污、 焊渣以及設(shè)備內(nèi)部的積水、污垢等都會(huì)使泄漏孔暫時(shí)阻塞而影響檢測(cè)結(jié)果，因此，測(cè)試前必須設(shè)備內(nèi)部清理干凈及焊縫表面并用熱風(fēng)裝置將設(shè)備內(nèi)部干燥。

吸槍與質(zhì)譜檢漏儀之間使用金屬軟管連接。氦質(zhì)譜檢漏儀應(yīng)在校驗(yàn)后使用并在檢漏期間每 1- 2 小時(shí)校驗(yàn)。氦質(zhì)譜檢漏儀的檢漏率應(yīng)高于設(shè)備所允許漏率1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。首先將設(shè)備穩(wěn)固的置于明亮、透風(fēng)良好的場(chǎng)所，連接好檢漏用管路及壓力表，應(yīng)將壓力表安裝在測(cè)漏容器的頂部便于觀察的位置?？上扔玫?dú)饣蚱渌栊詺怏w將設(shè)備壓力提高， 然后用純氦氣或氦氣混合氣把測(cè)試設(shè)備的內(nèi)壓增加至測(cè)試壓力且 應(yīng)使設(shè)備內(nèi)部至少含有10%-20%的氦氣含量。測(cè)漏壓力應(yīng)不高于設(shè)備設(shè)計(jì)壓力的2 5 %，但不低于0. 1 03MP。設(shè)備備保壓3 0分鐘后， 用掃描率不大于2 5 mm/秒或更慢的速度在距離焊縫表面不大于3 mm的范圍內(nèi)用吸槍吮吸， 并應(yīng)從焊縫底部至上而行。

管板等焊縫較多或檢測(cè)面積較大時(shí)，可將該部分用塑料薄膜完全罩住并用膠帶封住，以使 泄漏的氦氣進(jìn)入罩中如圖2所示。在塑料罩的不同處做出小孔，在充入一定的氦氣前、后各記錄的讀數(shù)，然后封住小孔，1- 2小時(shí)后在相同的位置上記錄新的讀數(shù)。如發(fā)現(xiàn)泄漏，則應(yīng)按前述的方法逐條焊縫進(jìn)行排查直至找到泄漏點(diǎn)。

氦質(zhì)譜檢漏儀的日常保養(yǎng)與維護(hù)

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質(zhì)譜檢漏儀因具備檢測(cè)靈敏度高、反應(yīng)速度快、定位定量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，但是在長(zhǎng)時(shí)間的使用過程中常常會(huì)出現(xiàn)一些故障和現(xiàn)象，從而影響設(shè)備的正常使用。

檢漏儀的故障和處理

1 內(nèi)部的泄漏

當(dāng)檢漏儀內(nèi)部存在泄漏時(shí)，會(huì)對(duì)檢漏工作造成較大干擾，容易造成誤檢、誤判。各零部件接口處的密封部位。如放大器與質(zhì)譜室、離子源與質(zhì)譜室、分子泵與質(zhì)譜室、標(biāo)準(zhǔn)漏孔與閥門組件、真空計(jì)與閥門組件等接口間的橡膠圈密封。采用噴氦法尋找漏點(diǎn)，更換密封件。

2 本底信號(hào)不穩(wěn)定

1）本底信號(hào)過高有可能是環(huán)境本底被污染，注意檢查室內(nèi)是否有氦氣源在泄漏。將室內(nèi)的門窗打開通風(fēng)，降低環(huán)境本底。

2）本底信號(hào)過高也有可能是因?yàn)橘|(zhì)譜室被污染。檢漏儀若經(jīng)常檢測(cè)含有油污、粉塵等雜質(zhì)較多的被檢件時(shí)，質(zhì)譜室極易被污染，需返廠進(jìn)行清洗，本底信號(hào)不穩(wěn)定，檢查電源電壓是否穩(wěn)定，檢漏儀應(yīng)有可靠的接地。

3）本底信號(hào)不穩(wěn)定，檢查泵油是否渾濁，被污染。

3 設(shè)備的分子泵不啟動(dòng)

分子泵不啟動(dòng)，主要有檢查供電和前級(jí)真空是否正常（較常見的是前級(jí)真空機(jī)械泵故障或沒有打開造成的分子泵無法啟動(dòng)）?；蛘呤欠肿颖帽旧硪蛘駝?dòng)和粉塵污染造成的損壞。

4 設(shè)備的質(zhì)譜室不能正常工作

質(zhì)譜室主要是燈絲無法正常加電，在確認(rèn)機(jī)械泵、分子泵處于正常工作狀態(tài)后，若燈絲仍無法發(fā)射離子流，則需要更換離子源。

5 前級(jí)機(jī)械泵工作不正常

主要經(jīng)常觀察泵油的顏色是否正常，粉塵的污染會(huì)使油色變黑，水汽會(huì)使油色呈現(xiàn)乳白色，都將導(dǎo)致機(jī)械泵工作不正常。另外過低的溫度會(huì)使機(jī)械泵油粘稠度增加無法啟動(dòng)，過高的溫度也會(huì)使機(jī)械泵產(chǎn)生熱保停止工作，使用機(jī)械泵的環(huán)境溫度在 10至 40之間使用。