检漏短训班教材讲解

1、真 空 检 漏 技 术 第一节第一节 序言序言 1、减少漏气获得所需真空，极限真空Pm Pm=(Qd+QL)/S +P0 其中，S为抽速，Qd为放气速率，QL为漏 气率,P0为抽气泵达到的极限压力 2、泄漏造成的损失可能是严重的 3、检漏目的：根据要求确定是否有漏？漏 孔大小？漏孔位置？ 4、检漏与相应的密封问题在设计，加工， 安装，调试和运行的阶段都必须予以重视。 第二节 漏气的判断及漏孔大小 的表示方法 1、真空系统漏气判断静态升压法 （1）压力保持原值P0不变（直线a）。说明 容器既不漏气，亦不放气。真空系统抽不 到预定压力是由于泵工作不正常所造成的。 （2）压力开始上升较快，后逐渐呈现

2、饱和 状（曲线b）。这说明主要是放气，因为不 论是蒸汽源的放气或材料的放气，在达到 一定压力后都有饱和的趋势。如果是蒸汽， 最后可达到饱和蒸汽力的压力值。 （3）压力直线上升（直线c）。这说明是 漏气。漏气量比例于内外力强差，外部压 力是大气压，内部压力是低压，因后者比 起前者可忽略不计，故漏气量就正比于大 气压，是一个常数，压力就直线上升。 （4）压力开始上升很快，后来变得较 慢，但不出现饱和迹象（曲线d）。这是 上述两种情况的综合，即同时存在放气 及漏气。实际上，曲线的前部分是两者 的效果，后部分仅是漏气的作用（因放 气已达饱和），故此段为一直线。 Q=(PV)/t=(VP)/t =V(P

3、/t) P/t-压力上升率 二、漏孔大小的表示方法 在真空系统中，一般漏孔很小，形状不 规则，很难用几何尺寸表示。在真空技 术中，习惯用漏气速率来表示漏孔大小。 漏孔的漏气速率与几何尺寸、气体种 类、温度、漏孔两侧气体压力差有关， 通常采用温度233时，一侧为101kPa 的干燥空气，另一侧为压力低于1Pa真空 时，空气通过漏孔的流量，单位为 Pa ls-1或Pam3s-1 漏率单位换算 1 Pa ls-1=7.5X10-3Torrls-1 1Torrls-1=133 Pa ls-1 对于不同气体漏率不同，如对氦气，在 分子流下，漏率为空气的2.7倍。 三最大容许漏率 1、漏是绝对的，不漏是相

4、对的，为了 得到低的极限压力，应尽量减少漏气， 但是要将所有漏孔都找出来做到绝对不 漏气，这既不可能亦无必要。实际上， 只要漏孔的漏气已足够小，平衡压力低 于真空系统工作所需压力，余下的漏孔 是允许的 2、真空系统正常工作所能允许的最大 漏气量，称最大容许漏率，简称容许漏 率。 设工作压力为Pt 平衡压力为Pe ，则只要 PePt， 成立，漏气就是允许的。设平衡时真空系统的 抽速为Se，抽走气体量便为SePe，它应该等于漏 气率QL与材料出气率之和Q。故得容许漏率为 QL Qd+QLSePe SePt 实际上，由于任何材料在真空下都要放气，这 就消耗一部分抽速于抽除这部分气体。因此为 了留有余

5、地，就规定 QL(PtSe)/10 第三节 检漏法和仪器 一检漏方法：充压法与真空法 充压检漏法是在被检件内充以高压示 漏气体，示漏气体从漏孔泄出，观察漏 孔处发生的现象查知漏孔的存在和大小。 真空检漏法是将被检件抽空，示漏气 体从外面漏入，进入与被检件连接的检 漏仪器的探头，仪器发生反应，判断漏 气情况 二常用的检漏方法和仪器 1打气试漏法 最小可检漏孔为10-2Pals-1 2卤素检漏法最小可检漏孔为10-6 Pals-1 3、火花放电法最小可检漏孔为10-2 Pals-1 4真空计检漏法 最小可检漏孔： 电离真空计为 10-410-5Pals-1， 热传导真空计为10- 3 Pals-1

6、 5质谱检漏法最小可检漏孔为10-11Pals-1。 各种检漏方法比较 第四节 氦质谱检漏仪及其应用 大多数氦质谱检漏仪都是磁偏转型的， 示漏气体为氦，其特点是结构简单，性 能稳定，使用方便，灵敏度高。 氦质谱检漏仪研制和发展概况，灵敏度 为：5X10-11Pa ls-1 仪器的诞生 一基本原理 一基本原理 气体在电离室中被电离成离子，由加速 极加速并经聚焦极聚焦后进入磁场，因 磁场垂直于它们的运动方向，故离子就 以各种曲率半径R偏转，其中以合适的R 偏转者进入收集极。图为做扇形偏转轨 迹，扇形偏转常见的有90、60两种， 半圆形偏转即180。 质量为m的单电荷离子，受到电位差V的 加速后，射

7、入与其运动方向垂直的磁场B 中时，运动轨迹将为一圆周，其半径R为 R=（2mV/e)1/2/B. B与V一定时，不同m的离子将沿不同半径 的圆周飞行，最后在收集极处分开，只 有轨迹合适的离子才能进入收集极。改 变加速电位V或改变磁场B，便能让各种 离子，分别进入收集极，并取得质谱图 产品的氦质谱检漏仪均是采用固定磁场改 变加速电压V，使用时调到氦峰上 二为什么选氦为示漏气体 1）氦在空气中的含量极少，只占约二十万分 之一，在材料出气中其含量也几乎为零。这样 本底氦压强就小，本底电流及噪声也小，有利 于发现更微小的示漏气体的存在。 2）离子质荷比接近氦（M4）的离子是氢离 子和双荷碳离子（质荷比

8、分别为2和6），在质 谱图上与氦相距仍然较远，不易混杂进来。因 此可适当降低分析器分辨率，加宽离子出口狭 缝，以提高离子流输出。 3）氦分子小，质量轻，易于穿过漏孔，进入 系统后，流动与扩散亦快。 4）氦离子质荷比小，故偏转半径小，分析器 的尺寸可小些，或可用较弱的磁场。 5）氦是惰性气体，不起化学作用，不污染真 空系统，操作安全。 VARIAN959-50氦质谱检漏仪 检漏漏率范围从1X10-1Pas-1到2X10- 8Pals-1 （相当于30年漏1毫升）， 它主要由质谱管、高真空泵、热偶规管、 一系列按钮控制的阀、测试接口、真空 和漏率指示，以及电路板等部分组成， 其真空系统结构为（分子

9、泵型），如图1： 三、灵敏度及其校准 灵敏度的定义 氦质谱检漏仪灵敏度，即最小可检漏率Qmin就 是在仪器处于最佳工作条件下，以一个大气压 的纯氦为示漏气体，进行动态检漏时所能检出 的最小漏孔的漏率， Qmin=Q0(NIn/I+) 式中 Q0-校准时标准漏孔对空气的漏率 I+-对应于Q0的输出仪表读数的变化 In 仪器噪音 N=1或2 四、 检漏方法 氦质谱检漏仪既可采用真空检漏法，又 可采用压力检漏法进行检漏 在真空检漏时，如果试件很小，可直接 连于质谱仪的被检件接口上，用喷吹示 漏气体的方法检漏。但如果试件较大， 则仅靠仪器上的扩散泵抽气，花费时间 太长，因此多另外安装辅助系统，协助 抽

10、气。否则会严重影响检漏的灵敏度。 喷吹法检漏注意事项 1） 确定氦浓度，调试好检漏仪，调解示漏气体 压力，检查喷嘴喷出情况 2）检漏次序：从被检件上方至下方、由靠近检 漏仪处向远离检漏仪处逐点进行 3） 找到漏孔所在区，再根据需要确定漏孔位置 检出大漏孔经修补后再去找小漏 4）在存在两个相隔很近的可疑漏气点时应先将 一个点盖住，再检另一点 5）当喷吹某点时检漏仪指示有缓慢上升，且不 稳定，表明附近有大漏孔 6）场地通风良好，但不应影响喷嘴喷出的气流 吸入法检漏注意事项 判断被检件容许充多高压力的示漏气体 初检时应避充入过高压力示漏气体，因为被检 件如有大漏，示漏气体从被检件大量漏出，造 成较大浪费，应先充入低压力示漏气体，确定 无大漏时，再提高示漏气体压力，提高检漏灵 敏度 根据具体情况配制相应浓度的示漏气体，不提 倡用纯氦 注意场地通风 辅助泵作用 分子泵逆流检漏法 进行检漏的基本原则 查看图纸了解对总漏