壓力容器的氦檢漏系統(tǒng)裝置與過程方法
對壓力容器來說, 氦檢漏試驗(yàn)的目的是為了檢測容器是否有微量泄漏, 一般適用于盛裝介質(zhì)毒性程度為極度危害的容器。通常所說的氦檢漏試驗(yàn)是指真空法, 真空法可以適用于換熱器, 但對于容器來說就難以操作, 且真空法試驗(yàn)一旦發(fā)現(xiàn)泄漏, 無法立即對具體的泄漏位置和泄漏率進(jìn)行判定。因此, 筆者提出了采用正壓法進(jìn)行氦檢漏試驗(yàn)以檢測壓力容器上的焊縫及密封面的泄漏率。
氦檢漏試驗(yàn)裝置
氦檢漏試驗(yàn)裝置由氦質(zhì)譜檢漏儀、抽真空機(jī)組、真空表、壓力表、閥門等設(shè)備和儀器儀表所組成。
抽真空機(jī)組
抽真空機(jī)組應(yīng)有足夠的能力將設(shè)備抽真空至- 01099999MPa (表壓) 。一般采用大型的真空機(jī)組, 抽真空速率為1m3 /min。真空機(jī)組還應(yīng)當(dāng)和容器的大小有關(guān),可配置兩級真空泵,第一級為羅茨旋轉(zhuǎn)泵,可抽真空至- 0109997MPa(表壓) , 第二級為機(jī)械泵, 可抽真空至- 01099999MPa (表壓) 。
真空表
精度115級, 測量范圍- 011~0MPa。
壓力表
精度115級, 測量范圍0~0125MPa。
試驗(yàn)裝置的連接
按圖1所示連接真空設(shè)施及附件。所有的真空設(shè)施及附件連至被檢容器后, 應(yīng)對真空閥、連接真空軟管、真空儀表等進(jìn)行試驗(yàn), 須經(jīng)嚴(yán)格檢查無泄漏即完全密封方可使用。
1—被檢容器 2,4,6,9—閥門 3,7—真空表 5—羅茨旋轉(zhuǎn)泵 8—機(jī)械泵 10—真空計(jì)或壓力表(可以互換) 11—氦質(zhì)譜檢漏儀
操作
試驗(yàn)前準(zhǔn)備程序
(1)以干燥的空氣或干燥的氮?dú)鈱γ荛]的設(shè)備進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。
(2) 設(shè)備內(nèi)部、法蘭密封面和墊片應(yīng)清潔并去油脂。
(3) 所有以墊片密封的設(shè)備法蘭和接管法蘭, 應(yīng)在法蘭連接處用干凈的塑料薄膜封住。
(4) 將所有焊縫包括縱、環(huán)縫, 接管與法蘭對接焊縫, 接管與殼體的角焊縫用干凈的塑料薄膜包住(不能碰到焊縫) , 兩側(cè)邊緣處用膠帶封住。
氮?dú)庵脫Q由于殘余濕氣和油分子會阻礙可能的滲漏, 影響氦檢漏試驗(yàn)的正確性, 因此被檢查的設(shè)備應(yīng)采用虹吸的方法抽真空以保證設(shè)備內(nèi)部的干燥及清潔。
足夠的真空度能除去殘余濕度和油分子。要求設(shè)備的真空度至少達(dá)到- 0109MPa (表壓) 。當(dāng)系統(tǒng)的真空度達(dá)到- 0109MPa (表壓)后, 充入氮?dú)獾?MPa (表壓)以清洗和置換殘余濕氣。然后重新抽真空至- 0109MPa (表壓) 。此時(shí)設(shè)備已充分干燥, 可以充入氦氣。213 將氦氣充入設(shè)備, 壓力至0MPa (表壓)后,再將氮?dú)獬淙朐O(shè)備, 壓力至011MPa (表壓) 。設(shè)備保壓, 保壓時(shí)間不少于30min。
檢測
(1) 設(shè)定氦質(zhì)譜檢漏儀分子質(zhì)量為4。
(2) 用氦質(zhì)譜儀中的標(biāo)準(zhǔn)泄漏塊對探頭進(jìn)行校正, 記錄標(biāo)準(zhǔn)泄漏塊的輸出電壓值Us。每檢測20次應(yīng)對探頭進(jìn)行一次校正, 每次的探測工作時(shí)間不能超過1h。
(3) 插入氦質(zhì)譜儀的探頭對薄膜區(qū)域進(jìn)行檢測并記錄。
(4) 對換熱器的管子與管板焊縫進(jìn)行檢測。
必須對每條焊縫從熔合線到焊縫中心都進(jìn)行檢測。檢測時(shí)探頭與所檢測焊縫的距離應(yīng)保持在1~3mm。應(yīng)從最底部位置的焊縫開始檢測, 然后逐步提高。對所檢測的每條焊縫進(jìn)行標(biāo)記和記錄。
每根管子檢測完成后, 將管板的每個(gè)側(cè)面用塑料薄膜包住, 邊緣處用膠帶封住。保持1h后, 插入探頭對薄膜區(qū)域進(jìn)行檢測并記錄。
泄漏率Qp 計(jì)算
氦質(zhì)譜儀ZLS - 24B 的輸出數(shù)值Up 為電壓值, 需按下列公式轉(zhuǎn)換為實(shí)際泄漏率:
Qp = (Up /Us )/Q0
式中 Up ———氦質(zhì)譜儀檢測電壓值;
Us ———對探頭進(jìn)行校正時(shí)的電壓值;
Q0 ———標(biāo)準(zhǔn)泄漏塊的泄漏率。
評定
若檢測的各個(gè)區(qū)域的泄漏率Qp 未超過允許的泄漏率, 一般為1 ×10 - 6 Pa·m3/s, 則該被檢查的區(qū)域?yàn)楹细瘛?/font>
結(jié)論
采用正壓法進(jìn)行氦檢漏試驗(yàn), 不僅操作簡單, 而且檢測結(jié)果直接明了, 適用于容積較大的壓力容器的氦檢漏試驗(yàn)。