钛制压力容器氦检漏讲解

制造和安装钛压力容器的氦泄漏试验陈(陕西省宝鸡市宝鸡有色金属加工厂)摘要：氦泄漏试验作为一种致密性试验，其检漏灵敏度远远超过气密性试验和氨泄漏试验等试验方法。随着国内钛压力容器数量的增加，一些高温、高压、高密封要求的压力容器在制造后除了常规的致密性试验外，还需要进行氦泄漏试验。与其他压力容器相比，钛压力容器在结构上有很大的不同。选择合理的氦气泄漏测试方案，不仅可以检测泄漏，还可以及时发现泄漏点，从而有效保证钛制容器的安全性和可靠性。关键词：钛压力容器；氦气泄漏试验；寻漏图中分类号：T Q05113文件识别码：B货号：01-4837 (-0035-04钛压力容器的密封泄漏试验陈晓国(中国宝鸡市宝鸡有色金属厂作为密封试验，氦气泄漏试验的灵敏度高于气体密封和氨气泄漏试验等其他试验方法。随着国产钛压力容器的增多，对这些高温高压容器的密封要求也越来越高。在完成容器和普通密封试验后，通常需要对这些容器进行氦泄漏试验。与钢制压力容器相比，钛制压力容器在结构上有明显的不同。如果选择合适的氦泄漏试验方案，将有利于提高检测能力，有效保证钛容器的安全和可靠性。K ey w ords:titanium压力容器；氦泄漏试验；侦查1前言钛作为一种优良的耐腐蚀材料，在石油化工、化工和盐业中得到了广泛的推广和应用。由钛制成的压力容器主要用于腐蚀性、易燃和有毒的工作环境。近年来，一些从国外进口的高温、高压、高密封要求的钛容器已逐渐达到使用寿命，其改造和改造大多采用国产设备。此外，国内新项目对钛容器的需求也很大。为了确保这些钛容器的安全性和可靠性，需要对原成套进口的和新设计的容器进行氦泄漏试验。钛容器，尤其是钛复合钢(不锈钢容器在结构上与其他材料制成的容器仍有很大的不同，钛容器的氦泄漏测试也比其他容器更复杂。如何正确选择氦气泄漏检测方案，准确找到泄漏点，是制造高质量钛容器必须解决的关键问题。氦泄漏试验211氦泄漏试验常用设备和仪器氦质谱检漏仪、嗅探探头、喷枪、阀门、氦气、真空泵、气压泵、压力表、真空计。212氦泄漏试验原理在氦泄漏测试中，氦质谱仪检漏仪与嗅探探针连接，形成检漏仪，以检测从被检测容器的微小泄漏。*。53*。测量氦气时，嗅探探头吸入氦气，将其发送到检漏仪系统，并将其转换成电信号，然后由检漏仪以光或声3显示。氦质谱检漏仪可以根据需要调整检测灵敏度，并根据氦的泄漏量来决定是否报警。氦气泄漏试验、水压试验、气密性试验、煤油泄漏、液体渗透(PT、卤素泄漏检测、氨泄漏等)的检测灵敏度见表1。)。表1常用检测方法的灵敏度2方法泄漏介质灵敏度(pa l/s水压试验水或油410-1气密性试验空气10-2煤油泄漏煤油10-1液体渗透着色剂10-卤素检漏氟利昂10-4氨泄漏氨10-310-5氦泄漏试验氦10-610-12213氦泄漏试验通用方法21311真空法将被测容器与氦质谱仪连接，对容器抽真空，用氦气喷枪向被测容器的焊接接头和其他可疑部位注入氦气。如果发生泄漏，氦气将被吸入真空容器并被吸入氦质谱仪。如果泄漏超过规定量，氦质谱仪将报警3，如图1所示。图1示意图如图2所示，收缩空气(或直接充入氦气至规定压力，氦气通过泄漏点泄漏并被嗅探探针吸入(当吸入枪被吸入并超过设定泄漏率时，氦质谱检漏器发出警报并确定泄漏点3的位置)。214氦泄漏试验的主要控制参数1测试压力(真空度、加压模式、测试温度、表面状况、探针与待测工件之间的距离、探针扫描速度、检测顺序、灵敏度。钛容器的氦泄漏试验钛容器按常见结构分为三种：钛管式换热器。单层钛罐容器、塔、换热器管箱；钛复合钢图2吸枪检漏示意图(不锈钢板制成的罐、塔、热交换器管箱。钛化合物层压容器充分利用钛的耐腐蚀性来制造多层，而不是参与强度设计，它们使用价格较低的钢(不锈钢)来承受强度和刚度。因此，钛容器氦泄漏试验的关键是对钛焊接接头进行氦泄漏试验。311钛管式换热器及单层钛罐容器、塔和换热器管壳的氦泄漏试验钛管换热器的总体设计要求管板与换热管的焊接接头进行氦泄漏试验。钛管换热器和全钛罐容器、塔和换热管箱的结构相对简单。根据第213条所列的两种方法，可以很容易地进行氦泄漏试验，并能及时发现泄漏点。312钛复合钢(不锈钢板制造的罐、塔和热交换器管箱)31211钛复合钢(不锈钢板制造的容器的主要结构和泄漏点分析)的氦泄漏试验(1)对接图3-5是钛复合钢的三种常见对接形式(不锈钢板的钛部分)。显然，是钛复合层与钛垫板的焊接接头起密封作用，也就是说，应该对该接头进行氦泄漏试验。通常银钎焊被用来将纵向和周向接头分成几个区域，以便更精确地进行泄漏检测。换句话说，容器上的不同泄漏检测孔(信号孔对应于不同的焊接接合区域)。图3*。63 CPVT钛压力容器的氦泄漏试验。不知道数字4图5(2法兰与气缸(喷嘴)的连接结构)图6至图8是法兰和筒体(连接管)之间的三种常见连接结构。当然，钛焊接环的密封面可以采用多种形式，钢法兰和筒体也可以采用多种焊接形式。这里，主要介绍钛部件的结构。图6和图7的主要区别在于，图6中的钛焊接环和钢法兰用银钎焊，而图8中的钛焊接环具有与钢法兰相同的外径，以避免密封面泄漏引起的钢法兰腐蚀。显然，影响容器泄漏的关键部位是钛焊接环与钛内衬筒体和筒体覆层之间的焊接接头。然而，银钎焊可以在泄漏检测区域形成封闭区域，这有助于发现泄漏点。图631212钛复合钢(不锈钢板容器的氦泄漏试验方案分析(1)用充氦超压法检测壳体内的泄漏该方法是将氦气充入壳体并加压至规定压力，然后将氦气质谱仪与检漏孔(信号孔已连接)连接，当氦气质谱仪出现泄漏报警时，表明与检漏孔(信号孔)连接区域的钛焊接接头有泄漏点。这种方法主要数字7图8主要优点是操作简单，并且可以解释容器是否泄漏。主要缺点是：1不能确定具体的泄漏点；2.外壳必须是一个封闭的空间。对于热交换器的开管箱和壳体与法兰之间的连接结构，必须用法兰盖配对或密封。抽真空后向壳体内充入氦气可以提高检漏的灵敏度，但壳体内抽真空容易导致复合板剥落，还会导致裂纹等(2)对钛盖板和壳体之间的空间进行超压检漏。这种方法是将氦气充入钛盖板和外壳之间的空间，如图3-5所示，以加压至规定的压力，然后使用嗅探探针(抽吸枪)对钛盖板和钛覆层之间的焊接接头进行泄漏检测。该方法被广泛应用于图6的结构和没有筒形凸缘的完全封闭的结构。超压法具有：1钛盖板与壳体之间空间小、成本低、效率高的优点。泄漏点可以直接找到。过压法的缺点是：1不如真空法灵敏。(2)钛盖板与壳体之间的空间小，压力上升快，控制不好，钛盖板和钛镀层容易剥离；3钛盖板与外壳之间的空间必须清洁，否则污垢会堵塞泄漏点，造成误判；4对于图7和图8所示的结构，很难形成一个封闭的空间并实施超压方法进行泄漏检测。(3)对钛盖板与壳体之间的空间进行真空检漏。该方法是将氦质谱计与图3-5所示的检漏孔连接(连接信号孔，将钛盖板和外壳之间的空间抽真空至氦质谱计所需的真空度，用喷枪将氦气注入钛盖板和钛覆层之间的焊接接头，当有泄漏点时，氦气被吸入钛盖板和外壳之间的空间进入氦质谱计，超过设定值*。73第22卷第11阶段压力容器第156阶段总计当泄漏率很高时，氦质谱仪会发出警报。这种方法被广泛使用，是目前最常用的方法。本发明的优点是：1钛盖板与外壳之间空间小，易于抽真空，成本低。2能直接找出泄漏点；3适用于图6至图8所示的所有结构。图7和8可以用真空泥浆密封钛焊接环和钢法兰的接头。4.高泄漏检测灵敏度；钛盖板和壳体之间的空间处于真空状态，这不会导致钛盖板和钛覆层剥离。真空检漏的缺点：1钛盖板和外壳之间的空间以及钛盖板和钛覆层之间的焊接接头必须清洁。2检漏速度慢。4氦泄漏试验和试验程序的参数411试验参数3(1)测试压力和加压模式当使用超压方法时，单层容器焊缝和热交换器管道对于板与换热管连接处的泄漏试验，试验压力应为0.135兆帕或设计压力的25%中较小的一个。对于钛复合钢板和钛内衬钛焊缝的泄漏试验，试验压力应为设计压力的0.107兆帕或0.15倍中较小的一个。试验前，被试验零件的压力应在达到试验压力后至少保持30分钟。试验部件将由：1压力从0到X兆帕加压，并充入氦气，如下：压力从X兆帕到试验压力，空气(或氮气；(x -氦气压力为试验压力的10%。将氦气直接充至测试压力。3首先用机械真空泵抽取它能抽取的真空度或所需的真空度，然后按1或2加压。应使用真空方法在氦质谱仪说明书中抽取所需的真空度。(2)最低试验温度为5(3)探头与待检工件之间的距离应3毫米(4种表面状况测试零件的表面必须没有油脂、油漆和其他可能妨碍测试的污染物，并且完全干燥。(5探针扫描速度探测器探头的最大扫描速度不得大于仪器的响应时间。为了缩短响应时间和净化时间，检测器和探头之间的连接软管长度应5m。(6)检测序列探测器的探头从测试部分的下部开始，然后向上依次扫描待测焊缝。(7)敏感性一般来说，对于热交换器板和热交换管之间的焊接接头，泄漏大于110-6Pam3/基于。实践证明，氦泄漏试验极大地提高了钛容器的密封性能、可靠性和安全性，将钛容器的制造提高到一个新的水平，为更多钛容器的国产化开辟了广阔的前景。参考文献：1 G B/T 15823-1995，氦泄漏试验S12国家锅炉压力容器无损检测人员资格考试委员会会议1锅炉压力容器检验基础知识M1北京：中国劳动出版社1992，119-1201钟1号压力容器氦气试验技术条件M。北京：中国纺织纺织工业设计院，2004年2月4日。接收日期：05-10月21日作者简介：陈(1964-，男，高级工程师，从事压力容器制造技术和质量管理，通信地址：陕西宝鸡71信箱，设备设计制造公