常用氦質譜檢漏儀檢漏分真空檢漏、正壓檢漏和壓力- 真空檢漏3 種情況。由于運載火箭從填裝燃料到完成飛行任務,絕大部分時間是在大氣環境中處于待發狀態,飛行時間很短,只要保證周圍不起火、不爆炸、燃料充足即可,所以宜采用正壓檢漏法。衛星、飛船等航天器,從填裝介質到完成飛行任務,絕大部分時間是在真空環境中飛行,壽命為幾天、幾年、幾十年⋯⋯發射前在地面停留時間就顯得太短了,所以采用壓力- 真空法。對于一側是大氣,另一側是真空狀態的被檢件應采用真空檢漏法。

1、正壓檢漏

　　正壓檢漏的方法很多,比如:氣泡法,鹵素吸槍法,鹵素燈法,氦質譜檢漏儀吸槍法,四極質譜吸槍法,同位素法⋯⋯而靈敏度較高、用的較廣的是氦質譜檢漏儀吸槍法。

1.1、壓力及介質種類對漏率的影響

　　盡量模擬工況是檢漏工作者的努力方向。100 %模擬是困難的,有時甚至是不可能的。比如:高壓、高溫、低溫⋯⋯有的產品在檢漏設計時只允許低壓、常溫,而工作時卻在不同部位同時出現高壓、高溫和低溫狀態。

圖1 校準原理圖

1 - 正壓校準漏孔;2 - 正壓校準漏孔氦罩

圖2 檢測原理圖(總檢)

1 - 氦質譜檢漏儀;2 - 吸槍;3 - 被檢件;4 - 檢測氦罩;5 - 氦氣源

　　對于這種情況,就要通過各種單項狀態(或少數幾項)分別模擬,綜合解決。關于低壓檢漏結果換算為高壓狀態時,目前采用下述公式

　　式中Q2 為高壓條件下的漏率,Pa ·m³ / s ; Q1 為低壓條件下的漏率,Pa ·m³ / s ; p1 為高壓進氣端壓力,Pa ; p2 為高壓出氣端壓力,Pa ; p3 為低壓進氣端壓力,Pa ; p4 為低壓出氣端壓力,Pa ;η1 為低壓泄漏介質的粘滯系數,Pa ·s ;η2 為高壓泄漏介質的粘滯系數,Pa ·s 。

1.2、氦質譜檢漏儀吸槍法

　　氦質譜檢漏儀吸槍法有二種方式,即移動嗅探式和氦罩累積式。前者只能定性檢測大漏,后者則可定量檢測微漏。只要具有一個適合的正壓校準漏孔,給出漏率、校準溫度、溫度系數、氣體種類和不確定度等,就可以測量并計算出工況下的漏率。在用吸槍探測中應保持吸槍小孔環境的清潔,濕度大時不宜直接在低溫環境中探測,否則會造成吸槍小孔的阻塞,給出的檢漏結果過于樂觀,造成漏率偏小的假象,這是十分危險的,必須要經常用正壓校準漏孔進行比對。

1.2.1、吸槍移動嗅探法

　　將吸槍用軟管接到氦質譜檢漏儀上,并與檢漏儀一起調整到較好的檢漏狀態。首先用吸槍對正壓校準漏孔出氣口進行掃描,注意吸槍口與正壓校準漏孔出氣口的距離和移動速度。在正壓檢漏時要以類似的距離和移動速度進行嗅探,然后用信號比對法判定大致漏率,這種方法可以較準確定位漏孔。必要時要進行壓力、溫度和濃度等修正。

1.2.2、氦罩累積法

　　如果被檢件漏率很小,直接用吸槍移動嗅探法得不到信號,必須用氦罩累積法。在正壓檢漏時,小被檢件可以用氦罩整個罩住;大而復雜的被檢件可用多個小罩局部罩住待檢部位。用吸槍探測出罩內本底和累積信號,扣除本底后即為累積凈信號,采用下述公式進行計算

　　式中Q 為正壓檢漏漏率,Pa ·m³ / s ; Qj 為正壓校準漏孔標稱值,Pa ·m³ / s ; Nj 為正壓校準漏孔累積凈信號,相對單位; N 為檢漏時累積凈信號,相對單位; t1 為正壓校準漏孔累積時間, s ; t為檢漏時累積時間,s ; V j 為正壓校準漏孔氦罩累積空容積,m³ ; V 為檢漏時氦罩累積空容積,m³ ; r 為示漏氣體濃度,相對單位。

　　由公式(2) 可以看出,當V = V j , t = tj , r = 100 %時,公式(2) 就變成

　　這就是一般檢漏時常用的計算公式。圖1 給出氦罩累積法校準原理圖;圖2 給出氦罩累積法的檢測原理圖。公式(2) 中, V 、V j 、Qj 、r 為已知數,只要用氦質譜檢漏儀吸槍分別測出累積t 和tj 時對應的凈反應信號N 和Nj (扣除本底) ,代入公式(2) 就可求出被檢件總漏率Q 。定位漏孔時,可采用局部小氦罩或吸槍移動法。

2、注意事項

　　氦罩要專門設計,一般用金屬制作(塑料布在長時間累積中滲透量太大) 。如果累積時間短,也可用0.10～0.15 mm 的塑料布制作。檢測時氦罩應盡量小,以便提高氦的壓升率。氦罩要密封。探測口要方便檢測。檢漏過程中,儀器靈敏度和吸槍在校準后不得進行調整,否則要重新進行校準。吸槍不應一直插在檢測口內,以免影響累積信號。在低溫探測時,環境濕度應盡量降低,被檢件應先加高壓示漏氣體而后降溫,以免小孔阻塞。

　　氦質譜正壓檢漏法在火箭發動機、星用高壓氣瓶、飛船零部件等檢漏中得到成功應用并正在擴大,但有待進一步研究和提高,為我國航天事業的發展和產品質量的提高作出更大貢獻。