真空檢漏的一些基本概念

真空檢漏就是檢測(cè)真空系統(tǒng)的漏氣部位及其大小的過(guò)程。

基本信息：
中文名稱(chēng)真空檢漏

外文名稱(chēng):vacuum leak detection

單位:帕·米3/秒(Pa·m3/sec)

 

簡(jiǎn)介

真空系統(tǒng)、容器或器件的器壁因材料本身缺陷或焊縫、機(jī)械連接處存在孔洞、裂紋或間隙等缺陷，外部大氣通過(guò)這些缺陷進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部，致使系統(tǒng)、容器或器件達(dá)不到預(yù)期的真空度，這種現(xiàn)象稱(chēng)為漏氣。造成漏氣的缺陷稱(chēng)為漏孔。漏孔尺寸微小、形狀復(fù)雜，無(wú)法用幾何尺寸表示，因此在真空技術(shù)中用漏率來(lái)表示漏孔的大小。漏率是指單位時(shí)間內(nèi)漏入系統(tǒng)的氣體量，其單位為帕·米3/秒(Pa·m3/sec)或托·升/秒(Torr·L/sec)。

1Pa·m3/sec=7.5(Torr·L/sec)

真空檢漏技術(shù)就是用適當(dāng)?shù)姆椒ㄅ袛嗾婵障到y(tǒng)、容器或器件是否漏氣、確定漏孔位置及漏率大小的一門(mén)技術(shù)，相應(yīng)的儀器稱(chēng)為檢漏儀。在真空系統(tǒng)、容器、器件制造過(guò)程中借助真空檢漏技術(shù)確定它們的真空氣密性、探查漏孔的位置，以便采取措施將漏孔封閉從而使系統(tǒng)、容器、器件中的真空狀態(tài)得以維持。

漏率的大小需進(jìn)行校準(zhǔn)后方能確定。一般采用比較法，即將被檢漏孔與標(biāo)準(zhǔn)漏孔在檢漏儀上進(jìn)行比較，就可得出被檢漏孔的漏率。 檢測(cè)真空系統(tǒng)或其零部件的漏孔的方法。對(duì)一定的容器進(jìn)行足夠長(zhǎng)時(shí)間的抽氣后，容器壓力不再變化，這時(shí)的抽氣量必定與容器的漏氣量和放氣量之和相等，即puSe=qL+q0，式中pu為容器的極限壓力，Se為容器排氣口處的有效抽氣速率，qL和q0分別為容器的漏氣量和放氣量。如放氣量少到可以不計(jì)，則平衡式變?yōu)閜uSe=qL，或pu=qL/Se。這說(shuō)明容器的極限壓力由漏氣量與有效抽氣速率的比值決定。如抽氣速率一定(常數(shù))，要得到低的極限壓力便應(yīng)降低漏氣量，檢漏便是關(guān)鍵的措施。

漏孔就是真空容器的孔洞和孔隙。容器內(nèi)外的壓力差會(huì)使氣體通過(guò)漏孔從容器的一側(cè)通向大氣側(cè)。漏孔一般很微小，實(shí)際上不能測(cè)出漏孔的具體大小，所以漏孔大小都用漏率(在規(guī)定的條件下氣體流過(guò)漏孔的流量)來(lái)表示。漏孔兩側(cè)存在著壓力差，即可利用氣體流動(dòng)引起的效應(yīng)來(lái)檢漏。為便于檢漏和易于檢測(cè)出漏孔的位置，一般盡可能縮小檢測(cè)的面積范圍，所以先側(cè)重于對(duì)零部件的檢漏。零部件經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢漏，組裝后就可避免漏氣。

分類(lèi)

真空檢測(cè)常用的有氣壓檢漏、氨敏紙檢漏、熒光檢漏、高頻火花檢漏、放電管檢漏和儀器檢漏等多種方法。

標(biāo)準(zhǔn)漏孔指在溫度為23±7、低于-25的干燥空氣中，保持漏孔一端壓強(qiáng)為100千帕±5%，另一端壓強(qiáng)低于1千帕的狀態(tài)下,經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后確定漏率的漏孔。常用標(biāo)準(zhǔn)漏孔有玻璃毛細(xì)管漏孔、薄膜滲氦漏孔、玻璃-白金絲漏孔、金屬壓扁漏孔、多孔金屬或陶瓷漏孔和放射性漏孔等。氣壓檢漏 被檢零部件內(nèi)腔充以氣體(一般為空氣)，充氣壓力的高低視零部件的強(qiáng)度而定，一般為(2~4)×105帕。充壓后的零部件如發(fā)出明顯的嘶嘶聲，音響源處就是漏孔位置。用這種方法可檢較小漏率為5帕·升/秒的漏孔。如不能用聲音直接察覺(jué)漏孔，則用皂液涂于零部件可疑表面處，有氣泡出現(xiàn)處便是漏孔位置。用這種方法較小可檢漏率為5×10-3帕·升/秒的漏孔。此外，還可將充氣的零部件浸在清凈的水槽中，氣泡形成處便是漏孔位置。用水槽顯示漏孔，方便可靠，并能同時(shí)全部顯示出漏孔位置。如氣泡小、成泡速度均勻、氣泡持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，則為1.3×10-2~13帕·升/秒漏率的漏孔。如氣泡大、成泡持續(xù)時(shí)間短，則為13~103帕·升/秒漏率的漏孔。

真空系統(tǒng)檢漏方法普及之熒光檢漏法

熒光檢漏法是螺桿真空泵廠(chǎng)家要介紹的第五種真空系統(tǒng)檢漏方法，區(qū)別與此前介紹的幾種檢漏方法，它多用于小型真空器件的檢漏。

熒光檢漏法是一種利用熒光材料作為漏孔指示材料的無(wú)損檢漏方法。此前的幾種真空系統(tǒng)檢漏方法，很難用于一些不成系統(tǒng)的零散真空部件的漏孔檢測(cè)，而熒光檢漏法就可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。

熒光檢漏法首先需要將熒光材料溶于一些浸潤(rùn)性能好、易于揮發(fā)的有機(jī)溶劑中，使之成為飽和溶液；然后將被檢的真空部件外表面浸泡到溶液中或涂抹到部件表面，這一過(guò)程中，為了提升效果、縮短浸泡時(shí)間，可以在抽真空或者加壓條件下對(duì)其進(jìn)行浸泡。如果存在漏孔，熒光劑溶液會(huì)因毛細(xì)作用滲入到其中；清理表面多余的溶液，待有機(jī)溶劑揮發(fā)后，熒光材料便會(huì)在漏孔中殘留下來(lái)；此時(shí)再用紫外線(xiàn)燈光照射，漏孔位置就會(huì)觀(guān)察到明顯的熒光點(diǎn)。

在進(jìn)行紫外光源照射時(shí)，對(duì)于一些存在盲孔、表面不平的器件，可能也會(huì)存在殘留熒光材料，因此玻璃真空器件盡量在背面進(jìn)行照射觀(guān)察；為了提高對(duì)比度也可以采用濾光放大鏡，過(guò)濾掉紫外線(xiàn)以外的其他光線(xiàn)，來(lái)獲得更佳的觀(guān)察效果；而在熒光材料的選擇時(shí)要注意其發(fā)光顏色和被檢真空部件的顏色要有明顯的反差。

熒光檢漏法不僅用于真空系統(tǒng)檢漏中，而且也被用于鑄件、模壓金屬件以及焊接件的裂紋檢查等。

真空系統(tǒng)檢漏法普及之真空計(jì)檢漏法

介紹過(guò)靜態(tài)升壓法等3種真空系統(tǒng)檢漏法后，螺桿真空泵廠(chǎng)家現(xiàn)在要說(shuō)一說(shuō)第4種在真空檢漏中得到廣泛應(yīng)用的檢漏技術(shù)——真空計(jì)檢漏法。

納米防水網(wǎng)的小編已經(jīng)提到發(fā)布過(guò)不少關(guān)于真空計(jì)的內(nèi)容，如：選擇真空計(jì)前要了解些什么、各種真空計(jì)的介紹等等，有興趣的話(huà)可以參見(jiàn)文末下方的推薦閱讀。而真空計(jì)檢漏法即是利用了相對(duì)真空計(jì)的讀數(shù)與被測(cè)氣體的種類(lèi)有關(guān)這一特性，來(lái)進(jìn)行真空系統(tǒng)檢漏。因?yàn)檎婵沼?jì)檢漏法可以直接利用安裝在真空系統(tǒng)上的相應(yīng)真空計(jì)，因此不需要增加特殊的檢漏裝置，因此在真空檢漏中得到了廣泛應(yīng)用。

常用的真空計(jì)檢漏法主要是熱傳導(dǎo)真空計(jì)法與電離真空計(jì)法。以熱傳導(dǎo)真空計(jì)法為例，它是利用低壓下不同氣體種類(lèi)的熱傳導(dǎo)能力差異與壓力的關(guān)系來(lái)分析真空系統(tǒng)泄漏情況。使用時(shí)，要保證被檢系統(tǒng)處于一個(gè)壓力不變的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，將示漏氣體噴吹于可疑處（也可能用有機(jī)溶劑涂抹，但易吸附、堵塞漏孔，并造成污染）。一旦有漏孔存在，示漏氣體會(huì)通過(guò)漏孔進(jìn)入被檢系統(tǒng)，因?yàn)槭韭怏w的熱傳導(dǎo)能力與原系統(tǒng)的氣體成分差異大，會(huì)引起明顯的熱傳導(dǎo)性質(zhì)變化，熱傳導(dǎo)真空計(jì)的儀表讀數(shù)在原有的平衡基礎(chǔ)上就會(huì)發(fā)生波動(dòng)變化，根據(jù)這些確定漏孔位置并根據(jù)讀數(shù)變化換算漏率大小。相應(yīng)地，電離真空計(jì)法利用的即是示漏氣體進(jìn)入后導(dǎo)致的離子流變化來(lái)進(jìn)行換算。

真空系統(tǒng)檢漏中應(yīng)用真空計(jì)檢漏法要考慮示漏氣體種類(lèi)與真空計(jì)的特性的配合，選擇示漏氣體對(duì)應(yīng)的特性差異要明顯有別于原有氣體成分，如熱傳導(dǎo)真空計(jì)的熱傳導(dǎo)能力、電離真空計(jì)的電離電位。其次為便于準(zhǔn)確地觀(guān)察前后數(shù)據(jù)變化，要保證被檢前被檢系統(tǒng)壓力處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，測(cè)量的真空計(jì)規(guī)管也要處于穩(wěn)定的狀態(tài)，防止虛假數(shù)據(jù)誤導(dǎo)。同時(shí)真空計(jì)規(guī)管存在惰性，需要觀(guān)察足夠的時(shí)間。

真空系統(tǒng)檢漏方法普及之靜態(tài)升壓法

《真空系統(tǒng)或真空容器的3大檢漏方法》中，納米防水網(wǎng)籠統(tǒng)地介紹了真空系統(tǒng)檢漏的3大類(lèi)方法。但更深入的具體方法，小編并無(wú)涉及，接下來(lái)就和小編一起來(lái)逐一了解其中比較典型的幾種，開(kāi)篇是較簡(jiǎn)單的靜態(tài)升壓法。

靜態(tài)升壓法屬于真空檢漏法中的一種，也是較簡(jiǎn)單易行的真空系統(tǒng)檢漏方法，因?yàn)樗恍枰妙~外特殊的儀器或者特殊物質(zhì)，通過(guò)測(cè)量規(guī)管就可以檢測(cè)真空系統(tǒng)的總漏率，從而確定真空系統(tǒng)或部件是否滿(mǎn)足工作要求。雖然勝在簡(jiǎn)單，但也存在局限。如果真空系統(tǒng)或容器存在漏孔的話(huà)，靜態(tài)升壓法是無(wú)法確定漏孔所在的。因此在確定系統(tǒng)是否有漏孔的同時(shí)還需要確定其位置的話(huà)，就需要配合其他方法來(lái)進(jìn)行了。

靜態(tài)升壓法的操作只要將被檢容器抽空至相應(yīng)的壓力范圍，再關(guān)閉閥門(mén)，隔離真空泵與真空容器，然后用真空計(jì)測(cè)量記錄真空容器中壓力隨時(shí)間的變化過(guò)程，即可得出泄漏數(shù)據(jù)?！墩婵障到y(tǒng)抽氣達(dá)不到工作壓力有哪些原因》中，螺桿真空泵廠(chǎng)家介紹的判斷方法即是通過(guò)靜態(tài)升壓法實(shí)現(xiàn)的，比較方便。當(dāng)然在應(yīng)用過(guò)程中，要提高準(zhǔn)確性就要減少其他因素干擾，需要在檢測(cè)之前對(duì)容器進(jìn)行凈化清洗并烘干，或者用氮?dú)膺M(jìn)行沖洗。更嚴(yán)格一點(diǎn)可以在測(cè)量規(guī)管與容器之間設(shè)置冷阱，處理釋放的可凝氣體，而對(duì)可能存在的漏孔所漏進(jìn)的空氣不會(huì)造成影響。

靜態(tài)升壓法簡(jiǎn)單易行，對(duì)一些特殊情況也會(huì)有一些改進(jìn)做法。如：可以區(qū)別被檢件是屬于漏氣或是放氣的輔助真空罩法；對(duì)于一些無(wú)法安裝測(cè)量規(guī)管的被檢件，需要通過(guò)借助其他已知輔助容器及測(cè)量規(guī)管來(lái)檢測(cè)漏率的壓力平衡法，等等。對(duì)于這些改進(jìn)的方法，您如果了解更多，小編歡迎大家一起來(lái)探討。
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