一种大容器部件检漏系统的制作方法

本实用新型涉及一种大容器部件检测，具体地，涉及一种大容器部件检漏系统。

背景技术：

在氢同位素工程技术研究平台中，在氢能、核裂变和聚变能中重水提氚、大规模氢同位素分离、涉氚综合实验平台等大型系统的搭建中，涉及到大量压力系统器件和真空系统部件的真空、压力检漏，为了避免事故的发生，以保证实验件的安全使用，大密封容器和系统如何检漏，降低能耗，成为科研人员关注的焦点。这些设备部件等容器较大，单纯检漏方法无法实现，需要一套大型容器、移动方便、便于高真空检漏的氦质谱检漏装置。

现如今，大容器部件的氦检漏不仅仅局限于真空应用，也被广泛的推广到了其他行业，包括电子电力行业、半导体行业、医药行业、汽车行业、核技术、航天、食品等，这些行业领域也迫切需要一种大容器部件的氦检漏装置及其氦检漏方法。我们把一立方米以上的容器称为大容器，目前对于大容器还没有一种比较成熟的检漏方法，常用的检漏方法有皂泡法、压降法、卤素法、氨检漏法、复合涂料显色检漏法及氦质谱检漏法等。皂泡法简单、方便、经济，但是灵敏度低，利用该法检查10^-5mbar.l/s以下的漏孔时不仅需要加较高的压力，而且需要花费很长的时间来细心观察气泡的形成，因而劳动强度很大，如果被检测的大容器部件很大的话就更加困难，通常该方法作为粗检手段。打正压的压降法可以检测到1mbar.l/s以上的漏率，而采用抽真空的压降法可以作为对漏率大小的评估，但是该方法评估的不仅是泄漏，也包括释气。而且，如果漏率较小时(<10^-4mbar.l/s)，在粗真空下观察压降会消耗很长时间，但在中真空下观察又会受释气的影响。卤素法的灵敏度能达到10^-6mbar.l/s，但因其敏感元件容易中毒，一般不受欢迎。氨检漏法的实标检漏灵敏度已经达10^-7mbar.l/s，具有速度快、定位准确、经济等优点，在不少地方得到了应用。然而，由于氨气对人的刺激性，氨对某些金属的腐蚀性以及大量氨气的排放问题使其使用受到了限制。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种大容器部件检漏系统。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种大容器部件检漏系统，包括用于放置被检测的大容器部件的检测装置，连接检测装置的并为检测装置提供真空的真空获取系统，连接检测装置的检漏仪，与检测装置和大容器部件均连接的管阀系统，连接管阀系统并用于为大容器部件提供氦气的氦气罐，以及检测装置和检漏仪校准时分别与检测装置和检漏仪连接的标准漏孔；

所述检测装置包括用于放置被检测的大容器部件的检测罐，设置在检测罐两端的用于密封检测罐的盖板，设置在检测罐一端的盖板上的第一接口，设置在检测罐的另一端的盖板上的第二接口，设置在检测罐上的用于连接标准漏孔的第四接口，设置在检测罐上的用于反应检测罐中的压力的压力表，设置在检测罐上的用于反应检测罐中的真空度的真空表，设置在检测罐底部的第一支撑装置，连接在相邻的第一支撑装置并用于固定第一支撑装置的第二支架，其中，当检测罐抽取真空时真空获取系统与第二接口或第一接口连接，检漏仪与第二接口或第一接口连接；

进一步地，所述检测罐由至少一个呈筒状的检测筒组成，当检测筒为一个时，盖板连接在所述检测筒的两端，当检测筒为多个时，所述检测筒同轴依次首尾连接并连通，盖板分别连接在第一个检测筒的首端和最后一个检测筒的尾端。

进一步地，所述检测筒为多个时，检测筒连接处相邻的第一支撑装置上连接有用于辅助相连的检测筒找正对齐的第一支架。

进一步地，所述检测装置还包括设置在检测罐两端的支撑板，设置在支撑板上并用于支撑盖板的支撑杆，设置在支撑板下方的支撑板的第二支撑装置。

进一步地，所述第一支撑装置包括与检测罐连接的支持柱，以及设置在支持柱上的用于调节高度和固定的万向脚轮，其中，第一支撑装置与第二支撑装置结构相同，第二支撑装置中的支持柱与支撑板连接。

进一步地，所述标准漏孔的管路上设有用于隔绝外界对检测装置和检漏仪影响的标准漏孔阀。

进一步地，所述真空获取系统包括将检测罐抽至10pa以下提供主要动力的干泵，以及将检测罐抽至中真空或高真空提供主要动力的分子泵。

进一步地，所述检漏仪顶部设有与标准漏孔或真空获取系统连接的第三接口。

进一步地，所述氦气罐与管阀系统连接的管路上设有第一阀门，所述管阀系统与检测装置连接的管路上设有第二阀门，所述检测装置与检漏仪连接的管路上设有检漏阀，所述真空获取系统与检测装置连接的管路上设有第三阀门。

与现有技术相比，本实用新型新具有以下有益效果：

(1)本实用新型新设置在检测罐底部的支撑柱上连接有可以调节高度和固定的万向脚轮，方便了检测装置的移动。

(2)本实用新型新的检漏系统能对压力容器、真空容器进行检漏，本实用新型新中的检漏系统可以检测到漏气率小于5×10^-12pa·m³/s的漏气，采用该检漏系统进行检漏具有周期较短、精度较高、性能稳定、灵敏度高等优点。对各领域各行业技术研究平台的系统运行和日常检修具有重要意义。

(3)本实用新型新中的真空获取系统是真空干泵和分子泵交替使用，本实用新型新先用干泵对检测装置中的检测罐进行抽真空，当检测罐中的真空表的读数小于10pa时用分子泵替换干泵，直到将检测罐抽至中真空或者高真空，干泵和分子泵交替使用避免了泵的损耗延长了泵的使用寿命；此外，分子泵是一种无油，非常洁净的真空泵，并且其转速稳定有利于在所能检测的最低值附近来确定漏气率的大小。

(4)本实用新型新中的检测罐由至少一个检测筒组成，能够根据被检测的大容器部件的大小进行随意的组装该检测装置。

(5)本实用新型新每个检测罐都设置有真空表和压力变，通过真空表和压力表对检测装置中压力变化的记录，能够准确的判断检测装置的密封性，本实用新型新中的检测装置真空度可达0.1pa以下，其检漏本底可达10^-12pa·m³/s。

附图说明

图1为本实用新型新结构示意图。

图2为管阀系统结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-第一支架，2-第二支架，3-万向脚轮，4-第一接口，5-盖板，6-真空表，7-压力表，8-检测罐，9-真空卡钳螺钉，10-第二接口，11-支撑杆，12-支持柱，13-分子泵，14-干泵，15-检漏仪，16-标准漏孔，17-标准漏孔阀，18-大容器部件，19-氦气罐，20-管阀系统，21-检测装置，22-真空获取系统，23-第二支撑装置，24-检测筒，25-第四接口，26-第一支撑装置，27-支撑板，28-第三接口，29-第一阀门，30-第二阀门，31-检漏阀，32-第三阀门，201-真空泵，202-流量控制器，203-手动阀门，204-真空泵停止指示，205-真空泵启动指示，206-压力数据采集器，207-真空显示二次仪表，208-压力显示表，209-电源开关按钮，2010-压力传感器，2011-真空计，2012-管路，2013控制电路板。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型新作进一步说明，本实用新型新的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1所示，本实施例公开一种大容器部件检漏系统，包括检测装置21、真空获取系统22、检漏仪15、管阀系统20、氦气罐19、标准漏孔16。其中，检漏时，检测装置与真空获取系统连接并为检测装置提供真空，用于捕捉大容器部件氦气泄露的检漏仪与检测装置连接，管阀系统与大容器部件18和检测装置均连接，氦气罐与管阀系统连接，其中，管阀系统与氦气罐连接主要是为大容器部件提供氦气，管阀系统与检测装置连接一方面是为了排放检测装置中的压力至常压，有利于打开检测装置取出大容器部件。

当检测装置和检漏仪校准时，检测装置与检漏仪时分别与标准漏孔连接，为了便于操作，标准漏孔的管路上设置有隔断外界对检测装置和检漏仪影响的标准漏孔阀门17。

检测装置包括检测罐8、盖板5、第一接口4、第二接口10、第四接口25、压力表7、真空表6、第一支撑装置26、第二支架2；第一支撑装置包括支持柱12、万向脚轮3。其中，盖板设置在检测罐的两端用于密封检测罐，第一接口设置在检测罐一端的盖板上，第二接口设置在检测罐另一端的盖板上，第四接口设置在检测罐上，压力表和真空表设置在检测罐上，第一支撑装置中的支持柱一端连接在检测罐底部，万向脚轮设置在支持柱的另一端并与地接触，第二支架连接在相邻的第一支撑装置上。检测罐由至少一个检测筒24组成，当检测罐由一个检测筒24组成时，此时盖板连接在检测筒的两端；当检测罐由多个检测筒组成时，检测筒同轴依次首尾连接并连通，检测筒之间用真空卡钳螺钉9进行连接，盖板连接在第一个检测筒的首端和最后一个检测筒的尾端；当检测罐由多个检测筒组成时，检测筒连接处相邻的第一支撑装置连接有用于辅助相连的检测筒找正对齐的第一支架1。

具体地，在检测罐抽真空时，当真空获取系统与第一接口连接时，检漏仪与第二接口连接；或者真空获取系统与第二接口连接时，检漏仪与第一接口连接；压力表和真空表反应检测罐中的压力。检测装置校准时，第四接口与标准漏孔连接；连接在相连的所述检测筒处相邻的第一支撑装置上的第一支架是替换之间连接在第一支撑装置上的第二支架。

为了检测装置便于操作，在检测罐的两端还设有支撑板27，在支撑板上设有用于支撑盖板的支撑杆11，在支撑板的下方设有与第一支持装置相同的第二支撑装置23，其中，第二支撑装置中的支撑柱连接在支撑板上。

检漏仪的顶部设置有第三接口28，在检漏仪校准时，第三接口与标准漏孔连接；检漏仪抽取真空时，第三接口与真空获取系统连接；在采用吸枪检漏法时第三接口与吸枪连接。为了便于操作，检漏仪与检测装置连接的管路上设有检漏阀31。

真空系获取系统包括干泵14和分子泵13，具体地，干泵主要用于将检测罐抽至10pa以下，分子泵主要用于将检测罐抽至中真空或高真空，中真空为10pa～1pa，高真空为＜1pa，此外，真空获取系统还包括在检测罐抽真空过程起辅助作用的管阀系统。具体地，在检测罐抽真空时，分子泵在干泵之后使用。为了便于操作，在真空获取系统与检测装置连接的管路上设有第三阀门32。

管阀系统包括真空泵201、流量控制器202、手动阀门203、真空泵停止指示204、真空泵启动指示205、压力数据采集器206、真空显示二次仪表207、压力显示表208、电源开关按钮209、压力传感器2010、真空计2011、管路2012、控制电路板2013。该管阀系统包括了16路管阀线路，分为左右两组，两组管阀可以分别单独控制，也可以随机组合，也可以左右两组管阀同时组合使用。其中配置了两组压力检测仪器，两组真空检测仪器，两组流量控制仪器，一组压力显示仪表，同样可灵活的显示、检测、控制各管路气体的状态。底部配置了一台真空泵，用于管路系统获取真空。面板上集成了真空显示二次仪表，压力数据采集显示仪表，压力显示仪表，可实现对过程数据的监测和存储。面板集成了开关电源按钮，真空泵启动和停止显示指示，便于观察工作运转情况。

该管阀系统可用于多种检漏方法，如压降检漏法、打压压降检漏法、真空降压检漏法、皂泡检漏法、打氦压真空室检漏法、喷枪检漏法、吸枪检漏法。此外该管阀系统可以作为一个多功能的供配气装置使用，可以同时提供多种气路和气源。可以利用管阀系统流量控制计进行气体流量控制，调整气体配比。该管阀系统还是一个耐高压的系统，所有的阀门管件都具有耐高压功能，耐压可达60mpa。此外管阀系统还可对大容器部件进行充放气试验。

本实施例中，管阀系统中的一路管阀路线与检测罐连接，此时，管阀系统中的真空泵作为检测罐抽真空过程中的辅助泵，同时，管阀路线用于检测罐释放其内部压力至大气压，便于打开盖板取出大容器部件；管阀系统中的另一路管阀路线穿过检测罐与大容器部件连接，用于为大容器部件提供氦气。为了便于操作，氦气罐与管阀系统连接的管路上设有第一阀门29，管阀系统与检测装置连接的管路上设有第二阀门30。

在上述描述的检漏系统的基础上，本实施例进一步说明利用该检漏系统的检漏方法，具体如下：

第一步：采用吸枪法对大容器部件进行检漏，具体包括以下步骤：

步骤s1：对大容器部件进行清洗并干燥处理。

步骤s2：对检漏仪的灵敏度、反应时间、系统本地以及检漏系统管路密封连接进行检查。

步骤s3：查看大容器部件图纸了解大容器可能发生泄漏的部位，并根据大容器部件的正常使用工况、耐压极限和设计时的设计参数指对大容器部件的耐正压和耐真空性能。

步骤s4：将大容器部件的内部抽成真空，然后往大容器部件中充入氦气，此时氦气的压力和浓度不易过高，此时大容器部件内的压力低于一个表压，大容器部件内的氦气的浓度为10％～30％；避免有大漏孔时大量氦气从大容器部件中泄露造成较大浪费并严重污染环境本底，给检漏工作带来很大干扰。

步骤s5：将检漏仪调至吸枪模式，将吸枪与第三接口连接，用吸枪对步骤s4充入氦气的大容器部件进行检漏，通过吸枪和检漏仪的协同来确定大容器部件的大漏气的具体位置；当检漏仪指示有漏时，而漏孔与吸枪的吸嘴所在位置不对应时，此时在该范围内减小吸枪移动速度及距离并反复查找以确定漏孔的准确位置。采用吸枪检漏法检测时，通常首先采用氦气罩(通常是塑料薄膜罩)将大容器部件的可疑部位或者大容器部件整个包起来，将与检漏仪相连接的吸枪插入罩子内，等待一定的反应时间，观察检漏仪读出的稳定漏率数值，从而可以初步判断该大容器部件的整体漏率范围。然后取下氦气罩，用吸枪对大容器部件的可疑部位依次检漏；吸枪检漏时通常采用从下往上，由远往近，移动速度应缓慢的原则；此外，吸枪距大容器部件表面1cm左右为佳，过远则灵敏度降低，过近则容易吸如被检测件大容器部件表面附着的粉尘易造成吸枪过滤芯的堵塞，为缩短反应时间，吸枪选用较短的吸枪软管，比如金属软管或者塑料管。

步骤s6：大容器部件吸枪检漏法检漏完之后将大容器部件内的氦气进行回收，吸枪放置于未被氦气污染的空气中。

步骤s7：对步骤s5确定具体大漏气位置的大容器部件进行漏气修补。

步骤s8：在步骤s7修补后的大容器部件充入高浓度高压力的氦气(大容器部件被氦气浓度≥50％)进行检漏。先采用吸枪检漏法进行检查，当吸枪检漏法无法检查到可疑漏点时立即采本实用新型新中的检漏法，此时将大容器部件内充入的氦气进行回收然后将大容器部件抽真空。

第二步：采用本实用新型的检漏系统对大容器部件进行检漏，具体包括以下步骤：

步骤b1：将标准漏孔连接在第三接口上，然后打开检漏仪并对检漏仪进行校准，校准步骤如下：

步骤a1：关闭标准漏孔阀，读出检漏仪输出指示的本地噪音in及本底i0。

步骤a2：打开标准漏孔阀，读出检漏仪输出指示的稳定信号值i1。

步骤a3：关闭标准漏孔阀，使仪器输出指示恢复到本底值i0。

步骤a4：仪器最小可检漏率qmin：其中，qmin是仪器最小可检漏率，q0为已知的该标准漏孔的漏率。

步骤b2：在检漏仪校准的基础上，将大容器部件放入到检测罐中，然后将大容器部件与管阀系统中的另一路管阀路线连接，将氦气罐连接到该路管阀路线上，并做好管阀路线与检测罐之间的密封；同时，将检测罐与管阀系统中的一路管阀线路、检漏仪以及真空获取系统连接，打开第三阀门，首先利用真空获取系统的干泵作为检测罐进行抽真空的主要动力，管阀系统中的真空泵作为辅助动力，当真空表读数在小于10pa时，将干泵换成真空获取系统中的分子泵作为将检测罐抽至中真空或高真空的主要动力，管阀系统中的真空泵依旧作为辅助动力。

步骤b3：打开检漏仪，将检漏仪调整到真空模式。并将一支标准漏孔连接到检测罐上的第四接口上，将检漏仪和检测系统调整在检漏状态下，对检漏系统在检测状态下的有效最小可检漏率进行校准，该校准步骤与步骤b1中的检漏仪的校准步骤一致。

步骤b4：撤掉或关闭连接到第四接口上的标准漏孔，打开检漏阀让抽至真空的检测罐与抽至极限真空的检漏仪连通，当检测罐达到工作真空度后，将检漏仪调到检漏工作状态；同时根据真空表和压力表记录检测罐中的真空度和本底值，当真空度在0.1pa以下，检测罐漏率本底可达10^-12pa·m³/s。

步骤b5：在完成上述步骤b1～b4之后，打开第一阀门、第二阀门以及氦气罐，让氦气罐、管阀系统中另一路管管阀线路、大容器部件三者连通，并往大容器部件中冲入氦气，直到大容器部件中氦气的浓度达到50％停止冲入氦气。此时，若大容器部件中有氦气漏出，漏出的氦气将从检测罐进入到检漏仪中，检漏仪输出指示数值增大，检漏仪即可检测到漏率，当仪器输出指示稳定后记下其稳定值i2，则(i2-i0)值为大容器部件产生的漏气信号。该检漏仪测到的漏率为大容器部件的整体漏率，从而可计算出该大容器部件的漏率q：

步骤b6：当真空检漏完成之后，按照步骤b1中检漏仪的校准步骤对检漏仪进行复校，当复校的最小可检漏率qmin增大到最小可检漏率qmin的65％以上时，检漏仪器应进行清洗、修理或者重新标定，大容器部件重新检漏。

步骤b7：在检漏仪复校准没有问题之后，关闭检漏仪和真空获取系统中的分子泵组，通过管阀系统中的一路管阀线路释放检测罐中的压力，直到检测罐中的压力至常压打开盖板取出大容器部件，检漏结束。

上述实施例仅为本实用新型新的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型新的保护范围，但凡在本实用新型新的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型新一致的，均应当包含在本实用新型新的保护范围之内。