壓力容器的氦質譜檢漏方法

2009-01-13 安豐華錦西化工機械（集團）有限責任公司

隨著壓力容器出口產品的增加及各制造企業對產品質量的重視，氦質譜檢漏方法在我國的壓力容器制造業中的應用也逐年遞增。氦質譜檢漏方法（以下簡稱氦檢）以其高靈敏度和準確性而通常應用于整體防漏等級較高的壓力容器上。氦檢方法基本上可分為用氦氣內部加壓法和設備內部抽真空外部施氦這兩種，由于后者需將設備完全抽成真空狀態,往往會增加試驗用設備（如高、低壓真空泵、真空閥等）和設備工裝（如外壓加強圈）而使造價提高，所以該方法通常用于容積小而厚壁的設備；對于大多數壓力容器而言，通常優先選用前一種方法。

試驗原理

質譜檢漏儀是根據質譜學原理，用氦做探索氣體而制成的儀器。

試驗時當其從漏孔中泄出后，隨同其它氣體一起被吸入質譜檢漏儀中，質譜檢漏儀內的燈絲發射出的電子把分子電離，正離子在加速場的作用下做加速運動，形成離子束，當離子束射入與它垂直的磁場后做圓周運動，軌道半徑由下式決定：

式中：R 為離子運動軌道半徑（cm）

　　　H 為磁感應強度（T）

M/Z為離子質量與其電荷數之比

U為加速電壓（V）

由上式可知，當R、H為定值時，改變加速電壓可以使不同質量的離子通過接收縫接收檢測。在儀器分析器的某一特定位置上設置收集極，就可以把氦離子從產生的離子殘余物中隔離出來并轉換為儀表顯示的比率——從質譜檢漏儀吸入的氦部分的壓力函數。而作為探索氣，氦氣在空氣及真空系統中的含量甚微，在空氣中僅占二十萬分之一，這樣儀器本底噪聲小，同時氦的質量小，僅大于氫，易于通過漏孔，具有較高的擴散速度，即使是微小的漏量，也很容易反應出來。氦氣為惰性氣體，不會與被檢設備的各種材料發生反應，不易被吸附且使用安全。

工藝過程

氦檢應在設備施工和其它檢驗均已完成后進行。試驗前設備表面及內部須清潔、干燥，否則將會影響試驗結果以至造成錯誤的判斷。本文就內部加壓氦檢方法的工藝過程做如下簡述：

試驗所需物品及設備

氦質譜檢漏儀、吸槍、氦氣瓶、熱風裝置、壓力表、塑料薄膜及膠帶2.2操作過程

設備的表面處理及干燥

由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、焊渣以及設備內部的積水、污垢等都會使泄漏孔暫時阻塞而影響檢測結果，因此，試驗前必須徹底清理設備內部及焊縫表面并用熱風裝置將設備內部徹底干燥。

質譜檢漏儀的校驗

吸槍與質譜檢漏儀之間使用金屬軟管連接后，將吸槍移至正壓校準漏孔出口側，校驗儀器的讀數。質譜檢漏儀應在校驗后使用并在試驗期間每1~2小時校驗一次。質譜檢漏儀的檢漏率應高于設備所允許漏率1~2個數量級。

內部加壓

首先將設備穩固的置于明亮、透風良好的場所，連接好試驗用管路及壓力表，壓力表至少采用兩個量程相同且經校驗的壓力表，并應將其安裝在試驗容器的頂部便于觀察的位置。先用氮氣或其它惰性氣體將設備壓力提高,然后用純氦氣或氦氣混合氣把試驗設備的內壓增加至試驗壓力且應使設備內部至少含有10%~20%的氦氣含量。試驗壓力應不高于設備設計壓力的25%，但不低于0.103MPa。