氦質(zhì)譜檢漏原理

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氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)是以無(wú)色、無(wú)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(guò)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(guò)泄漏率大小來(lái)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(guò)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(wú)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(guò)氦穿過(guò)漏孔來(lái)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)譜檢漏儀應(yīng)用于化工管道檢漏

化學(xué)氣體大部分為有毒氣體，對(duì)人體造成很大的傷害，甚至?xí)霈F(xiàn)停止呼吸而?；瘜W(xué)氣體泄漏事故不僅給公司造成巨額損失，而且給周邊村民造成傷害，生態(tài)環(huán)境也會(huì)遭到嚴(yán)重受損。為了避免事故的發(fā)生，化工廠商在投建廠房時(shí)就應(yīng)該對(duì)化學(xué)管道和設(shè)備做氣密檢漏并且后期生產(chǎn)中也需要定期檢漏。常用的傳統(tǒng)氣體管道檢漏方法，如氣泡法和肥皂法在化工廠等有害氣體的管道檢漏不實(shí)用，檢測(cè)到微漏的氦質(zhì)譜檢漏儀成為了化工廠安全生產(chǎn)作業(yè)的保障。

氦質(zhì)譜檢漏儀是用示蹤氣體氦氣的專門(mén)用于檢漏的儀器，它性能穩(wěn)定，靈敏度高，是真空檢漏技術(shù)中較成熟的設(shè)備，使用比較普遍的檢漏儀。為工廠作業(yè)人員的安全以及環(huán)境保護(hù)，氦質(zhì)譜檢漏儀成為化工管道檢漏的不二的選擇。

氦質(zhì)譜檢漏儀在管道檢測(cè)方面有兩種檢測(cè)方法，負(fù)壓法和正壓法，一般化工管道采用的是負(fù)壓法。負(fù)壓法就是常說(shuō)的抽真空，這是氦質(zhì)譜檢漏儀常用的檢漏方法。檢漏的方式是：鏈接被檢化工管道和真空泵組以及氦質(zhì)譜檢漏儀，用真空泵組把管道抽真空，達(dá)到一定真空度。使用氦氣噴槍在管道密封接頭，焊縫處噴氦，如果被檢管道某處有泄漏，當(dāng)氦噴到漏孔上時(shí)，氦氣會(huì)立刻被吸入到真空系統(tǒng)，從而擴(kuò)散到質(zhì)譜室內(nèi)，氦質(zhì)譜檢漏儀感應(yīng)到氦就會(huì)立刻有響應(yīng)。從而達(dá)到了檢漏的結(jié)果。氦氣是較輕的惰性氣體，在噴出時(shí)會(huì)自動(dòng)上升，為了準(zhǔn)確找到漏孔位置噴氦，使用此方法時(shí)噴氦自上而下，由近至遠(yuǎn)（相對(duì)檢漏儀的位置），這是因?yàn)樵谙路綍r(shí)有可能被上方漏孔吸入；漏孔距離質(zhì)譜室的距離檢漏儀反應(yīng)時(shí)間也不同，所以噴氦氣應(yīng)先從靠近檢漏儀的一側(cè)開(kāi)始由近至遠(yuǎn)進(jìn)行。

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氦氣檢測(cè)方法

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1 氦氣測(cè)量精度較高。

在室溫和大氣壓力下，氦是無(wú)色、無(wú)味的氣體，是人類發(fā)現(xiàn)臨界溫度的物質(zhì)。氦是單原子氣體，化學(xué)性質(zhì)不活潑。氦氣一般不生成化合物，在低壓放電管中受激發(fā)可形成He 2、HeH等離子及分子，廣泛應(yīng)用于、科研、石化、制冷、、半導(dǎo)體、管道檢漏、超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、金屬制造、深海潛水、焊接、光電子產(chǎn)品生產(chǎn)等。由于氦氣是惰性氣體，因此不會(huì)腐蝕設(shè)備。應(yīng)用氦氣質(zhì)譜檢測(cè)儀，能夠?qū)z測(cè)合格及不合格的鋁合金車輪自動(dòng)區(qū)分到不同的地方，使輪胎的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)降低，防止微小漏氣造成的安全隱患。

2 降低人工成本。

由于氦氣氣密檢測(cè)設(shè)備是全自動(dòng)操作設(shè)備，既不需要人工搬運(yùn)鋁合金車輪，也不需要操作人員目不轉(zhuǎn)睛地觀察，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，使得人工成本得到降低。

3 .大大提升檢測(cè)效率。

正常情況下，每班次能夠檢測(cè)鋁合金車輪1300只，每年就可以檢測(cè)140多萬(wàn)只鋁合金車輪，而傳統(tǒng)的氣泡檢測(cè)設(shè)備每班次只能檢測(cè)300只，每年檢測(cè)30多萬(wàn)只。由此可見(jiàn)，應(yīng)用氦氣檢測(cè)方法，能夠使檢測(cè)效率得到大大提升。