真空压力法氦质谱检漏
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。如果充注前未抽空,试件中的空气将被挤压至几何空间的终端,而检漏气体不可能进入这个部位,从而潜在的漏孔将仅释放空气,检漏仪则不能检测到这些漏孔。
真空压力法的优点是检测灵敏度高,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。
真空压力法的缺点是检漏系统复杂,需要根据被检产品的容积和形状设计真空密封室。这里需要说明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。
真空压力法的检测标准有GB /T 15823-2009《氦泄漏检验》,主要应用于结构简单、压力不是特别高的密封产品,如电磁阀、高压充气管道、推进剂贮箱、天线、应答机、整星产品等。
为什么用氦气作为检漏的气体?
1.氦气分子量小,扩散性强、渗透率高,即可以通过较小的孔。
2.氦气在空气中的体积含量约为5ppm,这说明正常空气环境中氦气的含量很小,即氦本底很好。
3.氦气是无毒无色无味的惰性气体,这就意味着,正常情况下其可以作为介质在所有的物体中存在,且不发生反应。
4.在质谱仪谱图中易于与其它物质区分。
5.综合以上几个特点,氦气作为一种检漏的示踪气体,是较佳的选择。
喷氦法氦质谱检漏方法
这是常用的一种方法,一般用于检测体积相对较小的部件,将被检器件和仪器连通,在抽好真空后,在被检器件可能存在漏孔的地方(如密封接头,焊缝等) 用喷枪喷氦,如图4 所示,如果被检器件某处有漏孔,当氦喷到漏孔上时,氦气立即会被吸入到真空系统,从而扩散到质谱室中,氦质谱检漏仪的输出就会立即有响应,使用这种方法应注意:氦气是较轻的惰性气体,在喷出后会自动上升,为了准确的在漏孔位置喷氦,喷氦时应自上而下,由近至远(相对检漏仪位置) ,这是因为在喷下方时氦气有可能被上方漏孔吸入,就很难确定漏孔的位置;再者漏孔离质谱室的距离检漏仪反应时间也不同,所以喷氦应先从靠近检漏仪的一侧开始由近至远来进行。检漏气体测试前切勿使用水槽试漏检漏气体测试的漏孔通常非常微小或者是狭长的毛细管,如果在检漏气体测试前将漏孔置于水槽中,这些漏孔或者毛细管则将被水堵塞或充满,而堵在漏孔中的水因为表面张力的原因,会非常不易从小孔中驱逐,从而大大影响检漏结果。
氦质谱检漏用氦气的选择
氦气是一种无色、无味的隋性气体。但是在管壳的封接处或者引线接头处往往会因为各种原因而产生一些肉眼难以发现的小洞,所以在元器件封装之后,就需要采取某些方法来检测这些小洞的存在与否。相对分子质量为4.003,分子直径为2.18×10-10m,分子的质量为3.65×10-27kg,在标准状态下的密度为0.1769kg/m3,临界温度为5.25K,临界压力为2.26×105Pa,1atm压力下的沸点为4.214K,熔点为0.9K,三相点温度为2.186K,三相点压力为51.1×10-2Pa,在标准状态下的热导率为510.79J/(m·h·K),在标准状态下的定压比热为5233J/(kg·K),在标准状态下的动力粘度系数为1.86×10-5Pa·s,1L液氦气化为标准状态下的氦气体积为700L。