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氦
气
检
漏
氦质谱检漏法是利用氦质谱检漏仪的氦分压力测量原理,实现被检件的氦泄漏量测量。当被检件密封面上存在漏孔时,示漏气体氦气及其它成分的气体均会从漏孔泄出,泄漏出来的气体进入氦质谱检漏仪后,由于氦质谱检漏仪的选择性识别能力,仅给出气体中的氦气分压力信号值。

根据检漏过程中的示漏气体存贮位置与被检件的关系不同,可以将氦质谱检漏法分为真空法、正压法、真空压力法和背压法,以下总结了这四种氦质谱检漏法的检测原理、优缺点及检测的标准。

真空法检测灵敏度高,可以精确定位,能实现大容器或复杂结构产品的检漏。但是只能实现一个大气压差的漏率检测,不能准确反映带压被检产品的真实泄漏状态。
采用真空法检漏时,需要利用辅助真空泵或检漏仪对被检产品内部密封室抽真空,采用氦罩或喷吹的方法在被检产品外表面施氦气,当被检产品表面有漏孔时,氦气就会通过漏孔进入被检产品内部,再进入氦质谱检漏仪,从而实现被检产品泄漏量测量。按照施漏气体方法的不同,又可以将真空法分为真空喷吹法和真空氦罩法。其中真空喷吹法采用喷枪的方式向被检产品外表面喷吹氦气,可以实现漏孔的精确定位; 真空氦罩法采用有一定密闭功能的氦罩将被检产品全部罩起来,在罩内充满一定浓度的氦气,可以实现被检产品总漏率的测量。
正压法是不需要辅助的真空系统,可以精确定位,实现任何工作压力下的检测。但是该方法检测灵敏度较低,检测结果不确定度大,受测量环境条件影响大。
采用正压法检漏时,需对被检产品内部密封室充入高于一个大气压力的氦气,当被检产品表面有漏孔时,氦气就会通孔漏孔进入被检外表面的周围大气环境中,再采用吸枪的方式检测被检产品周围大气环境中的氦气浓度增量,从而实现被检产品泄漏测量。按照收集氦气方式的不同,又可以将正压法分为正压吸枪法和正压累积法。其中正压吸枪法采用检漏仪吸枪对被检产品外表面进行扫描探查,可以实现漏孔的精确定位; 正压累积法采用有一定密闭功能的氦罩将被检产品全部罩起来,采用检漏仪吸枪测量一定时间段前后的氦罩内氦气浓度变化量,实现被检产品总漏率的精确测量。
该方法检测灵敏度高,能实现任何工作压力的漏率检测,反映被检件的真实泄漏状态。但是这种检漏系统复杂,需要根据被检产品的容积和形状设计真空密封室,在检漏过程要求确保充气管道接口无泄漏,或者采取特殊的结构设计将所有充气管道连接接口放置在真空密封室外部。
采用真空压力法检漏时,需要将被检产品整体放入真空密封室内,真空密封室与辅助抽空系统和检漏仪相连,被检产品的充气接口通过连接管道引出真空密封室后,再与氦气源相连,当被检产品表面有漏孔时,氦气就会通过漏孔进入真空密封室,再进入氦质谱检漏仪,从而实现被检产品总漏率的测量。
该方法检测灵敏度高,能实现小型密封容器产品的泄漏检测,可以进行批量化检测。但是不能进行大型密封容器的漏,否则由于密封腔体容积太大,导致加压时间太长。此外,每个测量漏率都对应两个等效标准漏率,在细检完成后还需要采用其它方法进行粗检,排除大漏的可能。
采用背压法检漏时,首先将被检产品置于高压的氦气室中,浸泡数小时或数天,如果被检产品表面有漏孔,氦气便通过漏孔压入被检产品内部密封腔中,使内部密封腔中氦分压力上升。然后取出被检产品,将表面的残余氦气吹除后再将被检产品放入与检漏仪相连的真空容器内,被检产品内部密封腔内的氦气会通过漏孔泄漏到真空容器,再进入氦质谱检漏仪,从而实现被检产品总漏率测量。检漏仪给出的漏率值为测量漏率,需要通过换算公式计算出被检产品的等效标准漏率。

氦气检测法在汽车变速器领域也应用广泛。一般来说,变速器势必会遇到泄漏的情况,而那些新式多级变速器的操作过程又十分复杂,一旦出现传动液走漏,就会严重影响换档效果。但假如将问题解决在在产品制造的初期阶段,即在铸造后和装配前就进行产品的泄漏检测,不只会为变速器供应商节省大量生产成本,还会免除因客户投诉乃至召回而带来的许多问题。因此氦气检漏体系的研发,无疑为这些问题提供了又一良好的解决方案。
与传统的空气检测法比较,氦气检测有什么优越性呢?
首先,空气检测法对温度十分敏感,热部件或待冷却部件都会形成质量流量不准确或无法重复测验;
其次,待丈量产品体积对示踪气体检漏测验毫无影响,但体积大会给质量流量或压力衰减检测法等空气测验法带来许多的问题。体积大的产品需求更长的测验时间,且敏感度也会下降。其间压力衰减检测法不只需求屡次才能获得安稳压力,而且向产品内的屡次增压势必形成温度的上升,从而影响压力测验的准确度。
氦气检测法的测验过程所需压力十分低,一起因为氦气检漏仪具有十分高的灵敏度,即使十分低浓度的氦气也能被检测到。压力下降的好处,一方面不只下降了生产成本,另一方面还提高了生产的安全性,保证了员工的操作安全。虽然选用氦气检测法只需很低的压力,但检测质量却更高效,而且还可以检测出质量流量和压力衰减测验所无法勘探的孔隙。这些细微的纹路和孔隙是变速器中潜在的安全隐患,长期运行运用后会出现液体泄露的情况。
氦气检测法不只适用于汽车变速器领域,而且也适用于任何铸铝产品,包括涡轮增压器壳体、分动器壳体、阀组、阀盖、乃至柴油液体阀门壳体。此外,废气再循环冷却器和增压空气冷却器(一般是不锈钢,但也运用铜制组件)也运用相似的测验办法。

THE END
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