如何使用壓差測試偵測洩漏

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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閥將關閉，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。

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

圖 5.5 幫浦關閉後容器內的壓力上升。

洩漏
從容器壁質變的氣體
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：

(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

表示為質流 Δm / Δt 的洩漏率衍生自 Q_L = 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)：

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 S_eff = 30 l/s 的有效抽氣速度。因此，極限真空壓力將會是

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，則表壓不應超過 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。

部落格與 Wiki 滲漏檢測在不使用偵測裝置的情況下測漏真空基礎說明