如何使用壓差測試偵測洩漏
不使用測漏儀的測漏方法
所用測漏方法之間最合理的差別是是否使用特殊測漏設備。
在簡單的案例中,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)。舉例來說,可以使用幾乎無法稱之為測漏儀的量筒,判斷特定時間內,從洩漏水龍頭滴出來的水量。
在測漏期間,不使用測漏儀以判斷洩漏率時,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,以及設備是由金屬、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;經濟因素常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某一事實,亦即洩漏現象會允許一定數量氣體 (在整個時段保持均勻) 進入充分抽真空的裝置。相較之下,從容器壁及密封材料釋放的氣體量會隨著時間而降低。
準備進行壓力上升測量時,先關閉已抽真空之真空容器幫浦端的閥。然後測量壓力上升一定量 Δp (如十的一次方) 所需的時間 Δt。再次開啟閥,且幫浦會再次運轉一定時間,在此之後會重複測量升壓。假設兩個壓力上升試驗之間的等待期間夠長,若標示此相同壓力上升量 Δp 的時間 Δt 保持恆定,則表示存在洩漏。等待期間的適當長度將取決於裝置的特性與大小。如果壓力上升量 Δp 增加,則此效應最可能是因容氣內部釋放的氣體量減少所致。
您也可能會試著透過判讀描繪壓力上升的曲線 (= 壓力隨時間的變化關係),以區分洩漏與污染。
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,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,因此兩種原因經常幾乎無法區分。
這些關係如下圖所示:
- 洩漏
- 從容器壁質變的氣體
- 洩漏 + 氣體演化
在確認壓力上升僅因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:
qL = V·(Δp/Δt)
其中:
- qL = 洩漏率 (mbar l/s)
- V = 真空儲槽的體積 (l),
- Δp/Δt = 真空儲槽內的壓力上升 (Δp 除以測量時間Δt,單位為 mbar/s)
壓力下降測試
此方法的邏輯與壓力上升方法類似。不過,此方法很少用於檢查真空系統中的洩漏。若仍採行此法,則表壓不應超過 1 bar,因為真空技術所使用的法蘭連接器無法承受較高壓力。
另一方面,壓降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較長測試期間時,在特定情況下可能需考慮溫度變更的影響。因此,可能會發生諸如下列情況:系統冷卻到低於水蒸氣的飽和壓力,進而導致水凝結,導致測量結果失真。
測漏基礎知識
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