壓力容器的氦質(zhì)譜檢漏方法

      隨著(zhù)壓力容器出口產(chǎn)品的增加及各制造企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量的重視，氦質(zhì)譜檢漏方法在我國的壓力容器制造業(yè)中的應用也逐年遞增。氦質(zhì)譜檢漏方法（以下簡(jiǎn)稱(chēng)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(tài),往往會(huì )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(jià)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(yōu)先選用前一種方法。

試驗原理

       質(zhì)譜檢漏儀是根據質(zhì)譜學(xué)原理，用氦做探索氣體而制成的儀器。

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

式中：R 為離子運動(dòng)軌道半徑（cm）

　　　H 為磁感應強度（T）

           M/Z為離子質(zhì)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(shí)，改變加速電壓可以使不同質(zhì)量的離子通過(guò)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(chǎn)生的離子殘余物中隔離出來(lái)并轉換為儀表顯示的比率——從質(zhì)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(wàn)分之一，這樣儀器本底噪聲小，同時(shí)氦的質(zhì)量小，僅大于氫，易于通過(guò)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(lái)。氦氣為惰性氣體，不會(huì )與被檢設備的各種材料發(fā)生反應，不易被吸附且使用安全。

工藝過(guò)程

       氦檢應在設備施工和其它檢驗均已完成后進(jìn)行。試驗前設備表面及內部須清潔、干燥，否則將會(huì )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(guò)程做如下簡(jiǎn)述：

試驗所需物品及設備

      氦質(zhì)譜檢漏儀、吸槍、氦氣瓶、熱風(fēng)裝置、壓力表、塑料薄膜及膠帶2.2操作過(guò)程

設備的表面處理及干燥

       由于氦檢是通過(guò)氦穿過(guò)漏孔來(lái)檢漏的，所以焊縫表面若存有油污、焊渣以及設備內部的積水、污垢等都會(huì )使泄漏孔暫時(shí)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(fēng)裝置將設備內部徹底干燥。

質(zhì)譜檢漏儀的校驗

       吸槍與質(zhì)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(zhì)譜檢漏儀應在校驗后使用并在試驗期間每1~2小時(shí)校驗一次。質(zhì)譜檢漏儀的檢漏率應高于設備所允許漏率1~2個(gè)數量級。

內部加壓

      首先將設備穩固的置于明亮、透風(fēng)良好的場(chǎng)所，連接好試驗用管路及壓力表，壓力表至少采用兩個(gè)量程相同且經(jīng)校驗的壓力表，并應將其安裝在試驗容器的頂部便于觀(guān)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。

檢查

      設備保壓30分鐘后,用掃描率不大于25mm/秒或更慢的速度在距離焊縫表面不大于3mm的范圍內用吸槍吮吸,并應從焊縫底部至上而行。參見(jiàn)圖1。

1- 氦質(zhì)譜儀； 2- 吸槍?zhuān)?- 被檢件；4- 氦氣源；5- 正壓校準漏孔

        如管板等焊縫較多或檢測面積較大時(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、后各記錄最初的讀數，然后封住小孔，12小時(shí)后在相同的位置上記錄新的讀數。如發(fā)現泄漏，則應按前述的方法逐條焊縫進(jìn)行排查直至找到泄漏點(diǎn)。