Leak detection banner

如何使用壓差測試偵測洩漏

不使用測漏儀裝置的測漏方法 

所用測試方法之間最合理的差別是是否使用特殊測漏設備。

在最簡單的情況下,可以定性判斷洩漏,當使用特定測試技術時,也可以在沒有特殊測漏儀協助的情況下定量判斷洩漏 (此為洩漏率)。因此,可以使用幾乎無法稱之為測漏儀裝置的量筒,判斷特定時間內,從洩漏水龍頭滴出來的水量。若可在搜尋洩漏期間,不使用測漏儀的情況下判斷洩漏率 (請參閱下方的壓力上升測試),其通常會轉換為氦氣標準洩漏率。當核發接受認證時,會頻繁需要此標準洩漏率值,但在比較氦氣測漏儀裝置判斷的洩漏率值時,也可以使用此標準洩漏率值。 

儘管在檢查個別工程元件時非常小心,設備在組裝之後,也可能會因密封不良或密封表面損壞而發生洩漏。用來檢查設備的製程將取決於洩漏的大小、目標緊密度,以及設備由金屬、玻璃還是其他材料製成。下文概述了一些測漏技術。我們將根據特殊應用情況選擇這些技術使用;經濟因素可能會在此方面扮演重要角色。 

壓力上升測試

此洩漏測試方法利用的是洩漏將允許一定數量的氣體 (在整個時段保持均勻) 進入充分抽真空的裝置這一事實 (受到阻礙的氣體流量,請參閱圖 1.1)。相較之下,從容器壁以及用於密封的材料 (若其未充分實現無除氣) 釋放的氣體數量會隨著時間降低,因其實際上一律為在某一時間達到平衡壓力的凝結蒸氣 (請參閱圖 5.5)。已抽真空之真空容器幫浦端的將關閉,以準備進行壓力上升測量。然後會測量壓力上升一定量 (例如十的一次方) 的時間。閥會再次開啟,且幫浦會再次運轉一定時間,在此之後會重複製程。假定兩個壓力上升試驗之間的等待期間足夠長,如果標示此相同壓力上升量的時間保持恆定,則存在洩漏。適當等待期間的長度將取決於裝置的特性與大小。如果壓力上升在第二級段期間更穩定,則可假定上升由從容氣內部表面釋放的氣體產生。 

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

圖 1.1 為抽真空的容器回壓的示意圖。

1 – 受到阻塞的氣流率 qm = 常數 (最大值)
2 – 未受到阻礙的氣體流量,qm 降至 Δp = 0

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

圖 5.5 幫浦關閉後容器內的壓力上升。

  1. 洩漏
  2. 從容器壁質變的氣體
  3. 洩漏 + 氣體演化

您也可能會嘗試透過解讀描繪壓力上升的曲線來區分洩漏與污染。繪製在具有線性刻度圖形上的壓力上升曲線,必須是一條存在洩漏的直線,即使在較高壓力下也是如此。如果壓力上升是因從壁釋放的氣體所致 (最終因污染所致),則壓力上升將會逐漸停止並接近最終且穩定的值。在大多數情況下,這兩種現象會同時發生,因此就算可以區分兩種原因,通常也會很難。這些關係會以示意圖的形式顯示在圖 5.5 中。在明確壓力上升只是因為真實的洩漏所致之後,可以根據下列方程式,從對照時間繪製的壓力上升,定量判斷洩漏率: 

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

(5.3)

例如:

將體積為 4 加侖 (20L) 的真空容器與幫浦隔離之後,設備中的壓力會在 300 s 內從 1 · 10-4 mbar 上升到 1 · 10-3 mbar。因此,根據方程式 5.2,洩漏率將為

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

表示為質流 Δm / Δt 的洩漏率衍生自 QL = 6 · 10-5 mbar · l/s、T = 68°F (20°C) 時的方程式 5.1,以及以下情況下的空氣莫耳質量 (M = 29 g/mole): 

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

如果容器使用 TURBOVAC 50 渦輪分子幫浦抽真空,例如 (S = 50 l/s),且其透過斷電閥連接至真空容器,則您可以預期約 Seff = 30 l/s 的有效抽氣速度。因此,極限真空壓力將會是

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

如果此極限真空壓力不足,當然可以透過使用較大容量的幫浦 (例如 TURBOVAC 151) 提高,同時可以縮短達到極限真空壓力需要的抽氣時間

現今,真空系統的洩漏測試通常會使用氦氣測漏儀與真空方法執行 (請參閱局部真空測漏的相關頁面)。會對設備抽真空並圍繞外部噴灑測試氣體。在此情況下,其必須可以偵測 (根據設備內部的樣品) 已通過洩漏點進入設備的測試氣體。另一個選項是使用正壓洩漏測試。測試氣體 (氦氣) 用來填充檢查的設備及累積微正壓;測試氣體將通過洩漏點到達外部並在裝置外部進行偵測。洩漏點會使用洩漏噴劑 (或肥皂沫) 或 – 在使用 He 或 H2 作為測試氣體時 – 使用測漏儀與嗅探裝置定位。

壓力下降測試

此方法的邏輯與前文顯示的壓力上升方法類似。但是此方法僅用於檢查真空系統中的洩漏。如果仍然執行此方法,則壓不應超過 1 bar,因為原則上,用於真空技術的法蘭連接器無法承受較高的壓力。另一方面,正壓測試是常用於槽工程的一種技術。當處理大型容器及其壓力下降需要的長測試期間時,在特定情況下,可能需要考慮溫度變更的影響。因此,可能會發生諸如如下的情況:系統冷卻到低於水蒸氣的飽和壓力,進而導致水凝結;當評估壓力降低時,必須將此納入考量。 

Download Software

真空技術的基本要素 

下載我們的電子書「真空技術基礎知識」,帶您探索真空幫浦的基礎與製程。 

參考

真空符號

作為幫浦系統中幫浦類型與零件之視覺表示的真空技術圖中常用符號的詞彙表

 

閱讀更多資訊

單位詞彙表

真空技術中使用之測量單位與符號意義,以及歷史單位之現代對應項的概觀

 

閱讀更多資訊

參考與來源

與真空技術的基本知識相關的參考、來源與進一步閱讀

 

閱讀更多資訊

Production / People Image Pictures

讓我們談一談

We focus on customer proximity. Contact us for all your questions.

聯絡我們

Loading...