11真空系統(tǒng)檢漏與掌握技術(shù)報(bào)告真空檢漏方法及其應(yīng)用摘要:介紹了質(zhì)譜計(jì)進(jìn)展真空檢漏的原理和方法，以及多種檢漏方法和它們的應(yīng)用。氦質(zhì)譜檢漏儀5ppm蹤氣體和制作標(biāo)準(zhǔn)漏孔是格外適宜的。而汽車空調(diào)蒸發(fā)器,冷凝器常承受背壓法中的真空箱法。鹵素法頭在司疑之外查找漏點(diǎn)，覺察漏點(diǎn)就會(huì)聲光報(bào)警，漏點(diǎn)和漏率也就相對(duì)確定了。壓力哀減法(壓差法)1-3Mpa)但不能推斷什么地方漏，漏多少。檢漏只有求助于氦質(zhì)譜檢漏儀。水檢法1.0-3.0Mpa)置就是泄露的位置，而依據(jù)冒泡的速率,泡的速率,泡的大小，大約可估漏率。四極質(zhì)譜計(jì)工作參數(shù)的調(diào)整較高的靈敏度,在這樣的前提下,可對(duì)四極質(zhì)譜計(jì)做如下調(diào)整。(SEM)電壓取1400V,可適當(dāng)增大至2500V;②放射電流取1mA,可調(diào)整至2mA;③區(qū)分率取25(儀器離子源參數(shù),非一般意義的區(qū)分率);④陰極電壓取100V;⑤聚焦電壓取20V。/150℃,間12h(可依據(jù)需要調(diào)整)。確定是否有漏孔和漏孔位置通過分析剩余氣體的質(zhì)譜圖來確定是否有漏孔的方法如下:N2、O2兩種氣體的峰高比大約為4∶1,ArAr,而N2,則系統(tǒng)有漏。/N2N2CON2N+N2H2H20N2、O2分布特性無法識(shí)別出漏孔,這是由于通常器壁在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)O2具有猛烈的抽氣作用,因此在譜圖14(N+)和40(Ar+)的譜峰來推斷,假設(shè)其譜峰很高,則系統(tǒng)有漏。使用示漏氣體檢漏時(shí),可承受靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。靜態(tài)時(shí)將關(guān)閉全部真空容器抽4 4 緩慢上升的趨勢(shì),如消滅跳變上升,則可推斷有漏。靜態(tài)方法會(huì)導(dǎo)致真空度變壞,簡(jiǎn)潔造成真空系統(tǒng)的污染和燒毀四極質(zhì)譜計(jì)燈絲,具有肯定的風(fēng)險(xiǎn)。承受示漏氣體動(dòng)態(tài)檢漏時(shí),方法如下:①選用氦氣作為示漏氣體;②對(duì)真空系統(tǒng)和四極質(zhì)譜計(jì)的探頭進(jìn)展烘烤除氣,降低殘氣成分;③用四極質(zhì)譜計(jì)記錄真空系統(tǒng)的氦氣本底譜;密封面包起來,以便形成較高的氦氣濃度,持續(xù)時(shí)間一般為3min;此處有漏孔。確定漏孔漏率23℃,還標(biāo)準(zhǔn)漏孔閥門,穩(wěn)定5min(3)計(jì)算漏孔漏率(D=1)。二、檢漏原理V,S,p隨時(shí)間的變化遵從(1)式,，Q-pS=Vdpdt

(1)Q真空容器內(nèi)并到達(dá)平衡時(shí),可近似認(rèn)為Q與時(shí)間無關(guān)S與壓強(qiáng)無關(guān),解微分方程式(1)得到Q 1 Qpt〔p0

- (2)S S(2)式中:S是時(shí)間常數(shù);p0是穩(wěn)態(tài)后t=0時(shí)容器中的壓力值?？梢?P,用四極質(zhì)譜計(jì)測(cè)量其離子流,(承受噴吹法),使用一支標(biāo)準(zhǔn)漏孔通過比對(duì)的方法可以計(jì)算出漏孔的漏率Q1,用公式(3)計(jì)算,5 I-IQ=1 01 I-Is 0

Qs

1(3)D測(cè)定或估量出的漏孔四周氦氣濃度,承受噴吹法時(shí),漏孔四周氦氣濃度無法準(zhǔn)確測(cè)定,只能依據(jù)閱歷估量常用的方法是,D取1, I 取檢漏時(shí)消滅的最大離子流值,1此時(shí)用(3)式計(jì)算的漏率僅為估量值。檢漏的目的是找到并堵住漏孔,無法準(zhǔn)確計(jì)算漏孔漏率并不影響檢漏的有效性。三、檢漏方法和過程四極質(zhì)譜計(jì)工作參數(shù)的調(diào)整四極質(zhì)譜計(jì)的工作參數(shù)很多,在不同的參數(shù)設(shè)置下,四極質(zhì)譜計(jì)有不同的的性能。例如,,應(yīng)使四極質(zhì)譜計(jì)具有較高的靈敏度,在這樣的前提下,可對(duì)四極質(zhì)譜計(jì)做如下調(diào)整。①二次電子倍增器(SEM)1400V,2500V;1mA,2mA;25(儀器離子源參數(shù),非一般意義的區(qū)分率);100V;20V。其中,,是調(diào)整四極質(zhì)譜計(jì)靈敏度的主要手段。進(jìn)展超高?極高真空系統(tǒng)檢漏時(shí),為提高四極質(zhì),應(yīng)對(duì)之進(jìn)展烘烤,150℃,12h。確定是否有漏孔和漏孔位置,即殘氣成分分析和使用示漏氣體檢漏。使用示漏氣體檢漏時(shí),可承受靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。靜態(tài)時(shí)將關(guān)閉全部真空容器抽氣系統(tǒng),其優(yōu)點(diǎn)是示漏氣體濃度高,會(huì)有緩慢上升的趨勢(shì),如消滅跳變上升,則可推斷有漏。靜態(tài)方法會(huì)導(dǎo)致真空度變壞,簡(jiǎn)潔造成真空系統(tǒng)的污染和燒毀四極質(zhì)譜計(jì)燈絲,具有肯定的風(fēng)險(xiǎn)。承受示漏氣體動(dòng)態(tài)檢漏時(shí),方法如下:;,降低殘氣成分;;,用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒔宇^和密封面包起來,以便形成較高的氦氣濃度,3min;,假設(shè)離子流相對(duì)于本底有突然躍升,則可確定此處有漏孔。確定漏孔漏率提前將標(biāo)準(zhǔn)漏孔接入真空系統(tǒng)(標(biāo)準(zhǔn)漏孔應(yīng)校準(zhǔn),如檢漏的環(huán)境溫度不是23℃,還應(yīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)漏孔的漏率進(jìn)展修正[5]),再用示漏氣體長(zhǎng)時(shí)間噴吹漏孔,記錄可能消滅的最大離子流,檢漏完畢后再將真空系統(tǒng)氦氣抽至本底,,后,記錄氦氣離子流,用公式(3)計(jì)算漏孔漏率(D=1)。6 四、檢驗(yàn)結(jié)果,構(gòu)造,兩室之間裝有限流孔板,真空室分別為球形和柱形,316L材料制作,使用雙級(jí)分子泵串聯(lián)抽氣(沒有使用低溫泵)。剩余氣體分析檢漏對(duì)超高真空系統(tǒng)抽氣并到達(dá)極限真空后,用四極質(zhì)譜計(jì)的棒裝譜掃描方描剩余氣體譜圖主要成份為H2,H2O,N2(CO),O2和Ar,N2 證明真空系統(tǒng)有微小漏氣。在極高真空系統(tǒng)檢漏時(shí),使用模擬譜掃描方式掃描剩余氣體譜圖。僅28(N2),認(rèn)為有漏,但無法解釋為什么Ar峰,后用示漏氣體檢漏,也沒有覺察漏,由于檢漏用的質(zhì)譜計(jì)離子源沒有圖2有碳?xì)浠衔锏氖Ｓ鄽怏w譜圖。完全清洗干凈而含有肯定量的碳(使用鎢燈絲時(shí)也存在含碳的問題),在工作溫,,碳幾乎能與全部氣體發(fā)生反響[6]。如,O2形成CH428處的CO,N2,16(CH4)44(CO2)處有很高的譜峰也證明白確實(shí)存在碳污染的問題。3、動(dòng)態(tài)檢漏曲線可以看到,當(dāng)噴槍噴到有漏孔的地方時(shí),四極質(zhì)譜計(jì)的He離子流在一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)(設(shè)定測(cè)量周期為6處有漏當(dāng)覺察漏孔時(shí)噴槍即停頓噴氣,漏孔四周的He濃度沒有連續(xù)上升隨著真空容器內(nèi)He被抽走,其離子流也緩慢下降,10min 后到達(dá)本底。此前,我們將一臺(tái)標(biāo)稱最小可檢測(cè)漏率為5×10212Pa·m3?s3、動(dòng)態(tài)檢漏曲線質(zhì)譜檢漏儀接在抽氣系統(tǒng)的前級(jí),對(duì)同一漏孔進(jìn)展檢漏,但檢漏儀并未指示出有漏?？梢?用四極質(zhì)譜計(jì)檢漏格外靈敏快速,更適用于極高真空系統(tǒng)。五、結(jié)論四極質(zhì)譜計(jì)做為一種格外有用的剩余氣體分析工具,用于檢漏具有以下優(yōu)點(diǎn):②與檢漏儀檢漏相比,沒有“分流”作用,具有較高的靈敏度,更適用于極高真空系統(tǒng)的檢漏。,檢漏氣體離子流信號(hào)消滅時(shí)間短,提高了檢漏速度。④區(qū)分率高,本底信號(hào)小(氦氣為檢漏氣體時(shí)),提高了檢漏的牢靠性。⑤可長(zhǎng)期接在真空系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)在線檢漏,不影響真空系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。⑥與標(biāo)準(zhǔn)漏孔漏率比對(duì),可較為準(zhǔn)確的計(jì)算出漏孔漏率(相比檢漏儀)。⑦通過對(duì)四極質(zhì)譜計(jì)校準(zhǔn),可以測(cè)量示漏氣體在真空容器內(nèi)的分壓力。鑒于以上優(yōu)點(diǎn),四極質(zhì)譜計(jì)檢漏應(yīng)在真空工程尤其是極高真空系統(tǒng)中推廣應(yīng)用。六、另外還有多種檢漏方法1、靜態(tài)檢漏〔1〕灌水找漏：24高位灌水加壓找漏：高位灌水加壓找漏區(qū)分于一般灌水找漏的地方，就是在高、低壓缸前后軸封做〔微漏不影響效果〔石棉紙后再次灌水查漏，直至漏點(diǎn)全部查出消退。充壓法：充壓法原理根本與灌水法一樣，不同的是負(fù)壓系統(tǒng)不灌水，而是從汽封汽源處效果還可以。2、動(dòng)態(tài)檢漏〔運(yùn)行狀態(tài)〕〔1〕焰燭法：所謂焰燭法就是在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，用蠟燭火焰靠近可能泄漏的負(fù)壓部位，觀看火焰是否被吸入來推斷泄漏是否存在，同理也可以用雞毛等輕浮之物來查漏，假設(shè)泄漏很大，有時(shí)甚至可用手感覺出來。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是比較便利，不用投資，隨時(shí)都可以查。但這種方法比較原始，有很大局限性，首先氫冷機(jī)組受明火使用限制，其次受四周空氣擾動(dòng)的影響比較大，在有，管束密集的地方及高溫部位無法靠近。而應(yīng)用以比較少。超聲檢漏：超聲檢漏是后來進(jìn)展起來的一種技術(shù)，它是利用泄漏處產(chǎn)生的超聲訊號(hào)，由調(diào)制器將其調(diào)制成可音頻信號(hào)，放大后送到顯示及輸出。承受的信號(hào)越強(qiáng)，發(fā)光二極管或電表的顯示越明顯，耳機(jī)中輸出的音調(diào)也越高。一般成品超聲檢漏儀按承受探〔在國(guó)外電廠中超聲檢漏儀應(yīng)用的比較多，超聲檢漏儀在國(guó)內(nèi)一些電廠有一些應(yīng)用，也取得了肯定的效果。但使用超聲檢漏儀需要比較嫻熟〔汽機(jī)房工作人員所聽到的聲音也格外雜亂，這就要求工作人員能從各種噪音中區(qū)分出那種是泄漏點(diǎn)發(fā)出的。使用超聲檢漏儀需要有豐富的現(xiàn)場(chǎng)閱歷和使用閱歷。所以在南網(wǎng)應(yīng)用比較少。但在其他一些噪音較少的行業(yè)應(yīng)用比較多?！哺綦x法〕有時(shí)候泄漏處發(fā)生在和真空系統(tǒng)一樣的管道中而不是凝汽器本身，如低壓抽氣種方法只能用在一些運(yùn)行中可以解列設(shè)備。對(duì)一些無法解列的設(shè)備仍無法檢漏。鹵素法：以前比較常用的鹵素法，就是利用鹵素〔氟利昂CFCl、氯仿CHCl、四氯化碳2 2 3CCl〕〔其中氟利昂無毒、不行燃等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用最廣。其工作原4理是在汽輪機(jī)組的抽氣口處布置承受探頭，配用一臺(tái)真空泵在承受探頭內(nèi)抽氣，使在探頭接收腔內(nèi)形成真空，隨后，用配有噴槍的攜帶式鹵素鋼瓶在可能泄漏的部位而被承受探頭檢測(cè)到，再將其轉(zhuǎn)換為聲光信號(hào)顯示出來，覺察漏點(diǎn)。參考資料：[1]關(guān)奎之;第七講:真空檢漏[J];真空;199802期達(dá)道安.劉志東,曹慎誠(chéng).氦質(zhì)譜真空檢漏方法.中華人民共和國(guó)航天行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),QJ3123—2023.馮焱,李得天,張滌.四極質(zhì)譜計(jì)靈敏度與離子源參數(shù)關(guān)系的試驗(yàn)爭(zhēng)論[J].真空科學(xué)與技術(shù),2023(3):203.達(dá)道安,姜萬順.用四極質(zhì)譜計(jì)檢測(cè)微小漏孔[J].真空技術(shù),1980,(9):47.[5]四極質(zhì)譜計(jì)的真空檢漏方法和過程來源:蘭州物理爭(zhēng)論所作者:李得天[6]四極質(zhì)譜計(jì)用于檢漏的工作原理蘭州物理爭(zhēng)論所作者:馮 焱[7]