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真空设备泄漏检测技术研究

作者：龚媛 杨帆 邵楠

来源：《科学与信息化》2018年第13期

摘 要 现代科学技术的进步带动了真空设备的发展，很多生产过程中都广泛地应用到了密封容器。密封装置上面的密封点特别多，要想达到完全不泄露的理想目标几乎是不可能的。因此，所有的真空设备都会存在泄露的可能性。一般情况下，研究人员在研究真空设备的时候都会检验高抽速低泄漏量的现象，而常常会忽略了对高泄漏率的检测。然而，实际的工程应用过程中关键的部分之一就是大泄漏量。本文对获得真空环境的主要结构进行了研究，并提出了三种常用的检测技术。

关键词 真空设备；泄露；检测技术

现阶段，真空环境的获得是真空领域研究的一个重要部分，其研究核心就是如何更加准确地获取真空环境的抽漏气模型。目前，很多研究人员都是在小泄漏量甚至是不泄露的前提下对真空环境展开研究的。但是，大泄漏率是许多工程实践过程中经常会出现的情况，很多实验条件的变化都会导致大泄漏量的出现。因此，很多基于小泄漏量而研究出来的理论模型在实际的工程中无法应用。近几年，很多研究人员采用多种方法对泵组抽气模型进行了研究，已经取得了不错的研究成果。 1 真空环境的获得 1.1 真空系统的主要结构

真空系统结构的合理性会在一定程度上影响到整个真空环境的漏气率以及密封性。因此，真空系统的结构是影响真空系统漏气率以及密封性的重要因素。在实际的操作过程中，研究人员需要对金属零件进行真空热处理，这一过程需要在密封完好的真空炉内进行。因此，只有获得密封性好的真空炉才能确保真空炉内的工作真空度，进而使得零件的真空热处理效果更加好，这对于提高工作质量来说有非常重要的意义。总之，提高真空热处理炉的工作质量的重要环节就是确保其有一个优良的真空系统密封结构。一般情况下，工作人员在对真空热处理炉进行结构设计的时候都会对炉体进行气密焊接，这是提高真空炉的真空性能的重要环节。除此之外，真空炉的炉体上面应该少开孔，最好是不开孔，同时尽量少用甚至是不用动密封结构，这样就可以在很大程度上减少真空炉出现泄露现象的可能性[1]。 1.2 真空环境的获得装置

一般情况下，真空环境的获得装置主要包括真空泵组、真空阀、真空室、真空计以及密封法兰等。如果被测件是由高压线连接起来的两部分组成，那么就需要利用真空设备依次对被测件的两部分进行检测，这样就可以更好地找到被测件的破损部分。实验过程主要包括以下步

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骤：首先，研究人员要将被测件的一端放到真空室里面，同时用密封法兰将高压线密封起来；接下来，利用三个真空泵进行抽真空操作，将真空室由常压转化为真空状态；最后，实验结束，研究人员利用放气阀再将气压恢复到常压状态，并未下一次的实验做好准备。通常情况下，研究人员会根据真空计上面的数值来了解真空室里面的实际气压值。除此之外，连接线的存在会使系统存在额外泄漏点，这种情况是由于泄露孔的形状不规则而且泄漏点较为分散造成的，通常没有办法利用数学公式直接计算出来，只能利用静态升压法进行求解。 2 真空设备泄露检测技术 2.1 气泡检漏法

一般情况下，研究人员在对承受正压的管道、容器、密封元件以及各种零部件等进行气密性检验的时候常常会用到气泡检漏法。气泡检测法的操作比较简单。首先，研究人员需要将有一定压力的示漏气体充入到被测件里面，并将被测件放入到液体里面；接下来，有漏孔存在的地方就会有气体溢出并形成气泡。研究人员通过观察气泡的溢出情况就可以大致上确定漏孔的位置。气泡检漏法主要是在设备安装之前进行使用的，可以对允许承受正压的部件进行预先检测以及大漏检测。如果研究人员需要利用检漏仪来检测焊缝聚集的漏点，这时就最好对其进行水浴测试，避免检漏气体扩散对实验结果造成的干扰。研究人员可以利用肥皂水进行局部涂抹来判断气泡产生的位置，从而有效提升检测的准确率[2]。 2.2 特殊气体检漏法

氮质谱检漏仪是特殊气体检漏法中需要用到的重要仪器之一，其工作过程中主要应用了质谱学的原理，是一种利用氦气来做探索气体的先进的气密性检测装置。灯丝发热产生的电子会在电离室里面不断震荡，在实际的震荡过程中，电子会与被测件漏孔漏进的氦气以及电离室里面的气体产生碰撞而电离出正离子。接下来，正离子会在加速电场的作用下进入磁场，并在洛伦兹力的作用下发生偏转，逐渐形成圆弧形的轨道。研究人员可以改变加速器内的加速电压来获得不同质量的离子。真空炉中常常会用到喷氦法，这种方法适用于小部件的检测。研究人员首先要将仪器和被测件连接在一起，然后进行抽真空操作，观察出现的现象，分析被测件中可能存在气体泄漏的地方。一旦喷枪将氦气喷到了漏孔上，那么氦气就会被真空系统吸收，接下来氦气就会进入到质谱室里面，这时氦质谱检漏仪的输出就会发生变化。 2.3 真空计检漏法

利用热真空计进行检漏时可以用到的示漏物质有很多，主要包括乙醚、酒精、二氧化碳、氢以及丙酮等。通常情况下，液体覆盖要比气体喷吹的显示慢一些，这主要是因为液体常常会将漏孔堵塞，从而影响到了检测工作的质量。由于反应较慢且惯性较大，热真空计的巡喷速度应该稍微慢一些，而且需要研究人员进行仔细观察，从而准确定位到被测件中漏孔所在的位置。需要注意的是，仪器的漂移以及压强的波动都会出现漏孔存在时可能会出现的结果，为了

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排除这两种情况的干扰，工作人员需要等示漏物质离开后再进行观察，这时的仪器指示恢复原状的才是真正有漏孔存在[3]。 3 结束语

真空系统的维护工作是确保仪器稳定运行的重要环节，这就需要研究人员更好地解决系统的漏气问题，进一步提高系统的封闭性。常用的真空设备捡漏技术主要包括：气泡检漏法、特殊气体检漏法以及真空计检漏法，这三种方法可以使研究人员对真空设备的内部情况有更为深入的了解，从而使得理论与实践相结合，对实际操作中存在的各项问题进行更为有效解决。 参考文献

[1] 周社柱，平强.真空设备检漏及探伤[J].真空，2013，50（01）：52-57. [2] 张伟，陈华锋，段成君.真空设备的检漏[J].通用机械，2006， （10）：52-54. [3] 于溥. 我国真空设备行业制造的主要真空获得设备概况与思考[J].真空，2004，41（6）：1-7.