機(jī)械設(shè)計中的技術(shù)測量（6）——用氦氣進(jìn)行氣密性測試

面壁深功

氣密性測試方法很多，今天分享的是氦氣檢測
一、基本原理
氦氣檢測，也稱為氦質(zhì)譜檢漏法，是一種高靈敏度、高精度的氣密性測試方法。其基本原理在于利用氦氣（He）的高滲透性和低分子量特性，作為示蹤氣體來檢測被測件中的微小泄漏點(diǎn)。在檢測過程中，首先將被測區(qū)域或部件抽至真空狀態(tài)，以減少背景干擾；然后，以一定壓力向被測件內(nèi)充入氦氣；最后，利用氦氣檢漏儀（基于質(zhì)譜分析原理）來檢測并定位泄漏點(diǎn)。由于氦氣分子能夠迅速穿透微小的泄漏通道并擴(kuò)散至檢漏儀的探測區(qū)域，因此即使是非常微小的泄漏也能被準(zhǔn)確檢測出來。
二、標(biāo)準(zhǔn)參考
進(jìn)行氦氣檢測時，應(yīng)參照相關(guān)的國際、國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。ASTM E1444-18《使用氦質(zhì)譜儀進(jìn)行泄漏檢測的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》是這一領(lǐng)域的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，它詳細(xì)規(guī)定了氦質(zhì)譜檢漏法的測試方法、設(shè)備要求、測試程序及結(jié)果評估等內(nèi)容。此外，不同行業(yè)或領(lǐng)域還可能制定有特定的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，如SEMI F54-1106（半導(dǎo)體制造設(shè)備）、NASA-STD-6001（航空航天器）、ASME BPVC Section III（核電站冷卻系統(tǒng)）以及SAE J2028（汽車空調(diào)系統(tǒng)）等，這些標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范為各自領(lǐng)域內(nèi)的氦氣檢測提供了具體的指導(dǎo)和要求。
三、執(zhí)行步驟
1. 準(zhǔn)備階段：將被測區(qū)域或部件徹底清潔并準(zhǔn)備好，確保無雜質(zhì)干擾測試結(jié)果。同時，準(zhǔn)備好氦氣檢漏儀、真空泵、氦氣源等必要的測試設(shè)備。
2. 抽真空：使用真空泵將被測區(qū)域或部件抽至規(guī)定的真空狀態(tài)，以減少背景氣體對氦氣檢測的干擾。
3. 充氦氣：以一定壓力將氦氣充入被測件內(nèi)，確保氦氣能夠充分滲透到可能存在的泄漏點(diǎn)中。
4. 檢測泄漏點(diǎn)：啟動氦氣檢漏儀，將被測件置于探測區(qū)域內(nèi)，利用氦氣檢漏儀的高靈敏度探頭檢測并定位泄漏點(diǎn)。在檢測過程中，應(yīng)仔細(xì)觀察檢漏儀的讀數(shù)變化，并根據(jù)需要調(diào)整測試參數(shù)以提高檢測精度。
5. 記錄與分析：將檢測結(jié)果詳細(xì)記錄下來，包括泄漏點(diǎn)的位置、大小及數(shù)量等信息。根據(jù)需要對檢測結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的分析和評估，以確定被測件的氣密性是否符合要求。
四、應(yīng)用例
1. 半導(dǎo)體制造設(shè)備：在半導(dǎo)體制造過程中，真空腔室、管路及接頭的氣密性對生產(chǎn)環(huán)境的潔凈度和穩(wěn)定性至關(guān)重要。通過氦氣檢測可以確保這些部件的氣密性達(dá)到要求，從而保障產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
2. 航空航天器：航空航天器中的燃料箱、氧氣系統(tǒng)、生命維持系統(tǒng)等關(guān)鍵部件對氣密性要求極高。氦氣檢測能夠準(zhǔn)確檢測并定位這些部件中的微小泄漏點(diǎn)，保障宇航員的生命安全和設(shè)備的正常運(yùn)行。
3. 核電站冷卻系統(tǒng)：核電站冷卻系統(tǒng)中的反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器等重要部件一旦發(fā)生泄漏將可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。通過氦氣檢測可以及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)這些部件中的泄漏點(diǎn)，防止放射性物質(zhì)泄漏對環(huán)境和人類健康造成危害。
4. 高精度氣密性要求設(shè)備：如醫(yī)療MRI設(shè)備等對內(nèi)部氣密性有嚴(yán)格要求的產(chǎn)品。氦氣檢測能夠確保這些設(shè)備內(nèi)部無泄漏現(xiàn)象發(fā)生，從而保證測量精度和穩(wěn)定性。
5. 汽車空調(diào)系統(tǒng)：在汽車空調(diào)系統(tǒng)的維修過程中，氦氣檢測可用于驗證修復(fù)效果并確保系統(tǒng)無泄漏。這對于提高空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率和降低能耗具有重要意義。
應(yīng)用場合還有很多、很多大家不妨也一起來舉例
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HZLG

制冷管道和接頭的泄漏檢測

駱馬湖鐵匠

目前做了幾臺氦檢設(shè)備，混動車電池的

盧Tiger

謝謝分享

kayex

以前我們做的設(shè)備，先做著色檢查，然后做熱成像，再做氦氣質(zhì)譜分析，還有2個關(guān)鍵小東西還要拉去做X射線拍照，開始的時候普通的機(jī)器根本拍不好，最后找到某省里療養(yǎng)院有一臺很先進(jìn)的設(shè)備，托了上面領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)系最后給我們拍

decade12580

感謝分享學(xué)到了，不過大佬我有個疑問哈，氣密性測試能不能用水壓測試代替啊，就在管道內(nèi)灌水看哪里有滴漏這樣。不是很懂這方面，希望大佬指點(diǎn)下，謝謝哈。

姜方圓

謝謝分享

芙蓉江璐

decade12580 發(fā)表于 2024-7-30 13:09
感謝分享學(xué)到了，不過大佬我有個疑問哈，氣密性測試能不能用水壓測試代替啊，就在管道內(nèi)灌水看哪里有滴漏這 ...

不同的行業(yè)檢測方法不同，水壓當(dāng)然可以檢測，只是檢測一些大分子介質(zhì)的管路，閥門，接頭等。

N青山

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