质谱检漏仪介绍及在压力容器检漏上的应用

1、.：.；质谱检漏仪引见及在压力容器检漏上的运用 (2021/10/02 17:40)当压力容器储存气体时，漏气对整个容器的气体储存来说是个很大的损失。为处理此问题对制造消费压力容器的厂家来说，历来是个既费事又要破费大量时间、人力、精神、财力的事情，但又不一定可以很好的处理走漏这个关键性的问题。普通压力容器检漏先进展总漏率检测，当总漏率超出允许值后，再进展各个走漏孔的检测，对超越允许值的漏孔进展修补。用加压水中气泡法检压力容器，能寻觅出较大的漏孔位置，但很难检出微漏和渗漏，特别是压力容器随着时间的渗漏包括资料本身的渗漏问题。普通国内的企业在压力容器检漏时经常采用以下几种方法： 加压放置法：充入一

2、个三个以上大气压的空气，放置24小时或更长，看压力表上压力读数能否下降，用这种方法可检到10-1Pa？m3/S左右的最小漏率。 着色法：充入氨气，在外面着色，可检到10-1Pa？m3/S左右的最小漏率。 超声波法：充入一个三个以上大气压的空气，用超声波检测器检漏，可检到10-2Pa？m3/S左右的最小漏率。 加压水中发泡法：充入一个三个以上大气压的空气后，放入水中，看水中有否气泡出现可检到10-310-4 Pa？m3/S，24小时积累后可检到10-5Pa？m3/S左右的最小漏率。 涂抹肥皂水法：充入一个三个以上大气压的空气，在疑心处涂上肥皂水，看能否有肥皂泡出现，可检到10-210-3 Pa？

3、m3/S。 放射性气体法：可检到10-11 Pa？m3/S。有放射污染危险 卤素检漏法：可检到10-510-6 Pa？m3/S 氦质谱检漏仪:吸枪法可检到10-310-7 Pa？m3/S，真空法可检到10010-13 Pa？m3/S。 从上述检漏手段来看，可以得出氦质谱检漏仪的检漏范围最宽，精度高，平安等优点。在国外和外国在国内的独资、合资企业中广泛得到运用，如今国内的企业也在随着用户要求的提高，和产品的晋级换代、走出国门、与外资配套等情形，逐渐添加了氦检漏仪的运用时机。下面我将详细引见一下岛津制造所消费的氦质谱检漏仪的特性和任务原理。 氦质谱检漏仪检漏也是无损检测X射线、涡流、超声等的多种方

4、法中的一种，是压力容器无损检测的最正确方式。广泛运用于航天、航空、核电、电子零部件、真空设备、电真空、电力、石化、半导体前道、空调制冷等新技术的领域。 一概述 自从1954年岛津制造所在日本研制消费出日本第一台氦质谱检漏仪，至今已有近50年的历史。经过不断地开发、研讨，岛津新一代的氦质谱检漏仪具有高精度、高灵敏度、低本底、宽量程、高稳定性、触摸式液晶显示屏、采用菜单式人工控制、微机化全自动控制、多用途、易维护、操作简便的特点，能快速反响，定位、定量、定性的反映漏孔的情况，广泛运用在航天航空核能利用，科研，电子电工，制冷和汽车工业，真空科学，冶金，化工，半导体，通讯，压力容器，精细机械加工等领域

5、。 走漏的检查，存在着各种各样的方式，其中之一便是运用氦质谱检漏仪的检查方式。利用氦气作为示踪气体，来对各种容器的走漏、微漏和渗漏(包括资料本身的)进展检测。运用氦气进展检漏是思索到氦气具有以下一些优点：不用氢气，由于氢气有可燃可爆的危险性 氦气在空气中含量非常少，只需5ppm空气中占约1/200，000； 在被测试的物体内部所残留的空气中的氦气含量也非常少； 由于氦分子量小、分子直径小在元素周期表中在仅排在氢的后面，即使是极其微小的渗漏孔也能方便地经过； 由于具有化学上的不活泼性，不会污染排气系统及被测试物体； 由于具有对人体无害性和不可燃爆性，因此运用平安方便； 对分析管的分辨率要求并不高

6、，容易实现高灵敏度； 不存在环境污染问题。 二氦质谱检漏仪的根本原理及主要组成部分 氦质谱检漏仪的性能、特性好坏取决于质谱分析室。质谱分析室的任务原理是对离子源气体进展电离，电离出来的正离子经过电场加速聚焦经过缝隙进入均匀磁场，离子束在磁场力的作用下，旋转180o或90o按一定轨迹到达搜集极，此种方式称之为磁性偏转分析方式。然后，经小电流放大器、微处置器，控制器等线路处置直至液晶屏显示出读数的大小。 三氦质谱检漏仪在压力容器中的常用方法 在压力容器中，运用氦质谱检漏仪检漏常用的方法大体可分为三种，即喷氦法负压法，吸枪法正压法，氦罩法。就几种方法的灵敏度比较而言，喷氦法的灵敏度高些。但是当检漏仪

7、安装在大型的、比较复杂的压力容器安装上时，也不敢确切地说喷氦法的灵敏度就是高。 一喷氦法 喷氦法是最常用，最方便的检漏方法。检漏时，用衔接在装有氦气的气瓶上的喷枪向疑心有漏泄的部位喷氦气，假设有氦气从漏孔中流入压力容器安装，那么安装内的氦分压就会上升，氦检漏仪上就会显示有走漏率。能否合格要看规范漏率值是定在多少，超越规范漏率值的可视为不合格。 喷氦法检漏中应该留意以下几个问题： 1、实践的检漏灵敏度比实际计算值低，一是由于喷枪所喷出的氦气流是散开的，故掺有一定数量的空气，使氦气的浓度有所降低。二是喷枪喷出的气流的方向不能够完全对准漏孔的方向，此外、在凹缺处所存在的空气会使得进入漏孔的氦气浓度降

8、低。 2、检漏次序：从被检件物体的上方至下方，由接近检漏仪处向远离检漏仪处逐点进展喷氦检查。 3、检出的大漏孔要经修补后再去找小漏孔。 4、当存在两个相距很近的可疑的漏孔点时，应先把一个点盖住，在对另一点用最细的喷枪进展喷氦。 5、当喷枪喷在某一点时，假设，检漏仪上的显示有变化，其上升速度很慢且显示值不稳定表示临近其它地方有很大漏孔。 6、检出漏孔后，还应再做几次复检。 7、检漏场地要有良好的通风条件，但也不能太大，不应影响喷枪喷出的氦气气流的方向。 二吸枪法 吸枪法是先向压力容器安装中充入一个以上的大气压的氦气或氦气与其他气体的混合气，从压力容器安装的外部检测从漏孔走漏到外部的氦气，进而发现

9、漏孔。用吸枪寻觅氦气时，一旦氦气被吸入，氦检漏仪就会显示出漏率值。在这种情况下，由于压力容器安装外部是一个大气压，所以充入压力容器安装内的气体压至少需求一个大气压以上。但压力不宜过高，压力过高，插在安装上的压力表或其它插件就会弹出而发生伤人等危险事故。在喷氦法中，喷的氦气很有能够把漏孔完全覆盖上，这样，氦分子就以接近一个大气压的压力差经过孔进入内部，与此相反，吸枪法从大体来说，首先用氦气使内部压力到达一个大气压以上，假设压力差达不到一个大气压以上，氦气就不会以一样的量流到外部，接着漏出的氦气马上在大气中分散，即使是吸枪口普通都是非常小的也不能够把漏泄的氦气全部吸进去。吸枪法正压法检漏，用纯氦检

10、时，可运用氦气回收安装，反复运用，以降低运用本钱。或运用浓度不低于510%的氦气混合气体，运用完后，可直接向大气中排放，要留意周围环境中的氦气的浓度，留意周围环境中空气的流动情况，由于这会影响到吸枪法的检测精度。吸枪法正压法检漏与卤素检漏极为类似，但应留意的是容器内所充的示踪气体是不同的，即使有一样的漏率值，其意义也是不同的，可以区分这一点很重要。除实验测试比较法以外另有计算式Q11= Q22Q为气体的走漏流量，为气体的粘度系数，Q1M11/2= Q2M21/2M为气体的分子量。吸枪法检漏中应留意以下几个问题： 1、灵敏度受衔接纳道的流导的限制。 2、初次检漏时、被检件体内切勿充入过高压力的氦

11、气。由于假设有漏孔，氦气会从被检件物中漏出，呵斥较大浪费，而且氦气四处分散，给检漏仪带来非常大的干扰。因此，普通应先向被检件物内充以低压力、低浓度的氦气，再充入高压力，高浓度的氦气，对小漏孔进展检漏。假设存在较大漏孔时，可对检件体先进展加压水中发泡法检大漏，这样既可以减少氦气的浪费，由于氦气较贵不同浓度的价钱也不同，又可防止对氦检漏仪的氦中毒的损害。 三氦罩法 这种方法运用一个检漏罩塑料薄膜等把被检容器包起来，先排除罩内空气，然后充入氦气或氦气的混合气体，检漏仪与被检容器内部衔接，当检漏仪有漏率显示时，阐明有走漏。这个漏率称为总漏率。总漏率为各个分漏率之和；总漏率不超规范值，那么各个分漏率也不

12、超规范值；总漏率超越规范值，那么检查各个点的分漏率能否超越规范值。然后再对超越规范值的漏孔进展修补，直至到达合格规范为止。 图 容器内负压时的总漏率测试方法 图 容器内正压时的总漏率测试方法 常用压力容器的检漏系统表示图图3 大型压力容器在检漏时，经常运用辅助真空系统辅助真空系统-有真空机械泵+增压泵，真空管道，三通，真空计，真空阀门，放气阀门等组成来进展预抽真空，真空度到达一定值时，封锁辅助真空系统，或运用真空切换阀，再开启检漏仪来进展检漏。方法参照一喷氦法 带粗抽安装的和带吸枪安装的氦检漏仪图4 四、岛津公司氦检漏仪各种型号的数据 MSE-1001型氦检漏仪 一检测精度： 1 最小Qmin

13、：8.010-12 Pa？m3/s (He) 2 最大Qmax：定量8.010-4 Pa？m3/s (He) 3 最大Qmax：定性1.610-3 Pa？m3/s (He) 4 检测口的最大压力50Pa装节流阀时2000 Pa 二开机至灵敏度自动校准终了需求三分钟。 三分析管： 1方式：180度磁性偏转型流动密度0.21T 2灯丝：氧化钍镀铱金属灯丝内置2根 四排气系统 1涡轮分子泵的排气速度：50L/s 2油旋转真空泵的排气速度：30L/min50Hz 五真空计 1测试口：皮拉尼真空计16000Pa 2涡轮分子泵的排气口：皮拉尼真空计16000Pa 六分量：本体主机大约37.5公斤，走漏显示

14、器0.5公斤 七外部结合 测试口：KF25 八电源： 220VAC10% 单相0.6KVA 九环境温度：838，湿度：95%R.H. MSE-2000型氦检漏仪 一检测精度： 1最小Qmin： 5.010-12 Pa？m3/s (He) 2最大Qmax： 100 Pa？m3/s (He) 3检测口的最大压力： 2000Pa 二开机至灵敏度自动校准终了需求五分钟。 三分析管： 1方式：180度磁性偏转型流动密度0.21T 2灯丝：氧化钍镀铱金属灯丝内置2根 四排气系统 1涡轮分子泵的排气速度： 33L/s隔膜真空干泵的排气速度： 2油旋转真空泵的排气速度： 30L/min50Hz 五真空计 1测

15、试口：皮拉尼真空计16000Pa 2涡轮分子泵的排气口：皮拉尼真空计16000Pa 六分量：本体主机大约45公斤 七外部结合 测试口：KF25 八电源： 220VAC10% 单相 0.6KVA 九环境温度：838，湿度：80% 特点： 高灵敏度，低BG，背景噪音小，性能稳定；中间排气，分析室氦中毒后排氦才干强；宽量程；液晶显示触摸屏，菜单式、图方式、数字式显示；软件可轻松晋级；可无线遥控等。干泵型适用于半导体的前制程。 NST-2000V型吸枪安装 一 规格，性能： 吸入量：0.51cc/s 反响时间：3s 检测精度：1.010-9 Pa？m3/s (He)计算值，1.010-7 Pa？m3/s (He)实践值 分量：1公斤 吸枪管线长：8米 特点：适用于吸枪法正压法。 MSE-3000型氦检漏仪 一检测精度： 1最小Qmin： 4.010-12 Pa？m3/s (He) 2最大Qmax定量： 2.010-3 Pa？m3/s (He) 3最大Qmax定性： 4.0100 Pa？m3/s (He) 4检测口的最大压力： 2660Pa 二开机后灵敏度校准自动开场，六分钟后校准终了。 三分析管： 1方式：180度磁性偏转型流动密度0.21T 2灯丝：氧化钍镀铱金属灯丝内置2根 四排气系