真空泄漏测试检测
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发布时间:2025-08-01 19:37:20 更新时间:2025-07-31 19:37:21
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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在现代精密制造、航空航天、半导体生产、医疗设备以及制冷空调等行业中,真空环境或维持特定真空度的密封性能至关重要。真空泄漏是导致设备性能下降、能耗增加、产品良率降低甚至系统失效的主要因素之一。真空泄漏测试检测的核心目标在于识别和量化系统(如腔体、管路、容器、密封件等)中的气体泄漏点及泄漏率,确保其满足严苛的真空度维持要求。这是一项涉及多学科知识的精密检测技术,直接关系到产品的可靠性、安全性及使用寿命。高效准确的泄漏检测对于保障生产质量、降低运营成本和规避安全风险具有不可替代的作用。
真空泄漏测试检测的核心项目通常围绕以下几个方面展开:
1. 整体泄漏率测试: 这是最核心的项目,旨在确定整个被测系统在特定真空度下,单位时间内泄漏进入系统的气体总量(常用单位如 Pa·m³/s, mbar·l/s)。它反映了系统的整体密封性能。
2. 漏点定位: 在发现整体泄漏率超标后,需要进一步精确定位泄漏发生的具体位置(如焊缝、法兰连接处、阀门、密封圈、穿通件等)。这对于后续的修复至关重要。
3. 最大允许泄漏率验证: 根据产品的设计规范和使用要求,验证其实际泄漏率是否低于规定的最大允许泄漏阈值。
4. 密封元件/材料的筛选测试: 对单个密封圈、阀门、焊缝试样等进行测试,评估其自身的密封性能是否合格。
真空泄漏测试的精度和效率高度依赖于先进的检测仪器。常用的仪器包括:
1. 氦质谱检漏仪 (Helium Mass Spectrometer Leak Detector - MSLD): 这是目前灵敏度最高、应用最广泛的真空检漏仪器。它利用质谱原理,专门检测氦气(He)分子。氦气具有分子量小、惰性、自然环境中含量低、易扩散、无毒无污染等优点,是理想的示踪气体。MSLD通过测量被吸入仪器的气体中氦离子的数量来计算泄漏率,灵敏度可达10⁻¹² Pa·m³/s 甚至更高。
2. 真空计 (Vacuum Gauges): * 压差式真空计: 常用于简单的静态升压法检漏(压力变化法)。通过监测密闭腔体在抽真空后,关闭阀门隔离真空泵后内部压力的上升速率来评估泄漏率。精度相对较低。 * 电离真空计: 用于高真空和超高真空范围的测量,结合特定方法(如氦峰检测模式)也可用于粗检漏或作为MSLD的辅助。
3. 真空系统组件: 包括真空泵(机械泵、分子泵等)、真空阀门、真空室/容器、连接管路、标准漏孔(用于校准)等。这些组件的性能直接影响测试的精度和可靠性。
4. 辅助设备: 如示踪气体(氦气)喷枪、吸枪(用于吸枪法)、氦气罩(用于罩盒法)、流量计、数据采集系统等。
根据被测件特点、要求的灵敏度、成本和效率,选择不同的检测方法:
1. 氦质谱检漏法: 这是高灵敏度检测的金标准。 * 真空法 (喷氦法/吸枪法): 将被测件内部抽真空,连接MSLD。在外部可疑位置用氦气喷枪喷洒氦气。若有泄漏,氦气会通过漏孔进入系统并被MSLD检测到。常用于漏点定位。 * 真空法 (罩盒法/充压法): 将被测件抽真空后放入充满氦气或氦气混合气的密封罩盒内。内部泄漏的氦气会被MSLD检测到。用于测量整体泄漏率。 * 吸枪法 (正压法): 将被测件内部充入高于大气压的氦气(或氦气混合气),用与MSLD连接的吸枪(探头)扫描外部表面。吸枪吸入泄漏出的氦气进行检测。适用于无法抽真空的大型部件或仅需外部扫描的情况。
2. 压力变化法 (静态升压法/压降法): * 真空侧静态升压: 将系统抽至目标真空度,关闭隔离阀,用高精度真空计监测系统内压力随时间上升的速率,计算泄漏率。 * 压力侧压降法: 向系统内充入一定压力的气体(如空气、氮气),关闭气源,监测压力随时间下降的速率来计算泄漏率。
3. 气泡法: 将被测件浸入水中或涂抹肥皂水,内部充入一定压力气体,观察是否有气泡冒出。最简单经济,但灵敏度最低,仅适用于较大漏孔的粗检。
4. 其他方法: 如卤素检漏法(灵敏度次于氦检)、超声波检漏法(可用于定位气体湍流产生的超声波)等,各有其适用场景。
真空泄漏测试需遵循严格的标准规范,确保测试的一致性和结果的可比性。国际上和各国都有相关标准,例如:
1. 国际标准: * ISO 20484:2017 - 泄漏检测词汇和一般原则。 * ISO 3530:2022 - 真空技术 - 质谱型检漏仪校准。 * ISO 1608-1, -2 - 真空技术 - 通过静态膨胀法测量抽速。 * ASTM E499/E499M-11(2017) - 使用示踪气体探测泄漏的标准实践规程 (氦质谱真空模式)。 * ASTM E493/E493M-11(2017) - 使用示踪气体探测泄漏的标准实践规程 (氦质谱吸枪模式)。
2. 中国国家标准 (GB): * GB/T 3163-2007 - 真空技术术语 (包含检漏术语)。 * GB/T 32213-2015 - 真空技术 真空检漏方法 选择指南。 * GB/T 32219-2015 - 真空技术 氦质谱真空检漏方法。 * GB/T 32220-2015 - 真空技术 氦质谱吸枪检漏方法。 * GB/T 34889-2017 - 真空技术 静态升压法测量真空系统泄漏率方法。 * 各行业标准:如航天、电子、制冷等行业均有针对特定产品的更细化的泄漏率要求和检测规范。
3. 其他标准: 如美军标 MIL-STD-750, MIL-STD-883 中对微电子器件的密封性测试要求;SEMI 标准 对半导体设备真空系统的要求等。
选择和应用合适的标准是确保真空泄漏测试结果科学有效、被广泛认可的基础。测试前必须明确可接受的泄漏率阈值和遵循的检测规程。
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
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