Phương pháp phát hiện rò rỉ chân không

Hướng dẫn cơ bản phương pháp phát hiện rò rỉ chân không

Phát hiện rò rỉ

Như với hầu hết các khía cạnh của hệ thống chân không, không có phương pháp duy nhất nào đáp ứng được mọi tình huống và mọi tiêu chí. Đây chắc chắn là trường hợp phát hiện rò rỉ, với bốn phương pháp chính được sử dụng: thử nghiệm bong bóng; thử nghiệm phân rã áp suất; kiểm tra độ tăng áp suất; và chế độ đánh hơi heli / kiểm tra chế độ chân không heli. Bốn phép thử này gần tương ứng với phép thử bong bóng “đơn giản” (đối với áp suất chân không thấp). Cho đến phép thử helium “công nghệ cao” (đối với áp suất chân không cao). Phương pháp rò rỉ chân không

Thử nghiệm bong bóng

Thử nghiệm bong bóng  được minh họa tốt nhất bằng cách đặt một ống xe đạp bị thủng dưới nước. Và đánh dấu nơi bong bóng đến hoặc đặt chất lỏng rửa xung quanh mối nối của ống nước / khí đang hoạt động. Và quan sát xem chất lỏng có tạo bọt hay không. Cả hai đều là những cách đáng tin cậy để phát hiện rò rỉ áp suất thấp. Thử nghiệm bong bóng được sử dụng cho máy hút chân không từ 10 ^-4  mbar.

Thử nghiệm bơm xuống 

Thử nghiệm bơm xuống được tiến hành bằng cách hút chân không kín trong bình chân không. Cho đến khi đạt được áp suất nhất định, sau đó đóng van đầu vào của bơm. Sau một khoảng thời gian xác định trước, van đầu vào lại được mở và thời gian được ghi lại. Để máy bơm đưa chân không trở lại mức hút chân không ban đầu. Quá trình này được lặp lại một số lần. Nếu thời gian để chân không trở lại mức ban đầu không đổi thì hiện tượng rò rỉ. Nếu khoảng thời gian này giảm, điều này cho thấy sự giảm giải phóng khí (thoát khí) ở bên trong hệ thống (tức là rò rỉ “ảo”). Tuy nhiên, nó không loại trừ rò rỉ cũng đang hiện hữu.

Thử nghiệm độ tăng áp suất

Ngoài ra, thử nghiệm độ tăng áp suất được thực hiện bằng cách vẽ biểu đồ mức chân không. Theo thời gian sau khi đạt được mức chân không và sau khi cô lập hệ thống. Đường cong sẽ là đường thẳng nếu có rò rỉ. Tuy nhiên, nếu sự gia tăng áp suất là do sự giải phóng khí khỏi các thành hệ thống. Thì sự gia tăng sẽ giảm dần để đạt đến giá trị cuối cùng, ổn định.

Trong hầu hết các trường hợp, cả hai hiện tượng xảy ra đồng thời. Điều này làm cho việc phân tách cái này khỏi cái kia gần như là không thể. Nếu biết thể tích của buồng hoặc hạng mục cần thử nghiệm thì có thể tính được tốc độ rò rỉ (tức là thể tích x (độ tăng áp suất đo được) / thời gian thực hiện). Phương pháp rò rỉ chân không

Thử nghiệm giảm áp suất

Thử  nghiệm giảm áp suất không khác với thử nghiệm tăng áp suất. Nó chỉ hiếm khi được sử dụng để kiểm tra rò rỉ trong hệ thống chân không và chỉ khi áp suất của đồng hồ đo (dương) không vượt quá 1 bar. Vì các kết nối mặt bích được sử dụng trong công nghệ chân không sẽ không chịu được áp suất cao hơn.

Tuy nhiên, thử nghiệm giảm áp suất thường được sử dụng trong kỹ thuật bồn chứa. Thử nghiệm giảm áp suất cho phép đo tốc độ rò rỉ đến 10 ^-4 mbar * l / s . Nhưng kết quả có thể bị sai lệch nếu xảy ra hiện tượng ngưng tụ. Như người ta có thể thấy, thử nghiệm phân rã áp suất chênh lệch có nhiều điều cần lưu ý. Nhưng nếu được sử dụng trong điều kiện phòng thí nghiệm. Nó là một công cụ tốt để xác định cả rò rỉ và tỷ lệ rò rỉ.

Kiểm tra Helium

Cần lưu ý rằng phương pháp đáng tin cậy duy nhất để phát hiện rò rỉ. Nhỏ hơn 1×10 ^-6  mbar * l / s là sử dụng máy dò rò rỉ heli. Đường kính rò rỉ cho 1×10 ^-12 mbar * l / s (tương đương với 1Å) cũng là đường kính của phân tử heli. Là tốc độ rò rỉ nhỏ nhất có thể phát hiện được. (NB Tốc độ rò rỉ 1 mbar * l / s có nghĩa là mức tăng 1 mbar từ bình 1 lít trong một giây. Để đặt điều này vào ngữ cảnh: tốc độ rò rỉ <1x 10 ^-2 mbar * l / s sẽ được phân loại như “kín nước”. <1x 10 ^-3 mbar * l / s “kín hơi”. <1x 10 ^-5 mbar * l / s “kín dầu”; <1x 10 ^-6 mbar * l / s “kín vi rút”. <1x 10 ^-7 mbar * l / s “khí chặt”; trong khi <1x 10 ^-10mbar * l / s sẽ được phân loại là “chặt chẽ tuyệt đối”.)

Hình 1: Tốc độ rò rỉ 1 mbar l / s

Những lý do tại sao heli được sử dụng trong phương pháp phát hiện rò rỉ chân không:

Ngoài đường kính, có những lý do khác tại sao heli được sử dụng trong phát hiện rò rỉ:

• nó chỉ tạo thành khoảng 5 ppm trong không khí, vì vậy mức nền rất thấp
• khối lượng tương đối thấp của nó có nghĩa là nó rất “di động” (tức là nó trộn rất nhanh với các khí khác)
• nó hoàn toàn trơ / không phản ứng, không cháy và vô hại
• và được phổ biến rộng rãi với chi phí tương đối thấp

Có một số cách để kiểm tra rò rỉ bình chân không và các bộ phận sử dụng heli. Nhưng tất cả đều sử dụng cùng một nguyên tắc. Thiết bị đang được kiểm tra được tạo áp suất heli từ bên trong hoặc được tạo áp suất heli từ không. Khí từ bất kỳ rò rỉ tiềm ẩn nào được thu thập và ‘bơm’ vào một máy đo khối phổ để phân tích. Và bất kỳ giá trị nào trên mức nền đều là bằng chứng của rò rỉ.

Bản thân máy đo phổ hoạt động theo cách sau: bất kỳ phân tử heli nào chảy vào máy quang phổ sẽ bị ion hóa. Và các ion heli này sau đó sẽ “bay” vào máy dò ion. Nơi dòng điện ion được phân tích và ghi lại. Trước khi đến đầu dò, các ion phải đi qua một từ trường làm lệch hướng tất cả các ion không phải là heli. Dựa trên dòng điện ion hóa, tốc độ rò rỉ sau đó có thể được tính toán.

Các thử nghiệm heli này, được gọi là thử nghiệm “chân không” và “máy đánh hơi”. Có thể phát hiện rò rỉ với cả độ chính xác và chắc chắn. Ở đây, thuật ngữ “chắc chắn” có nghĩa là không có phương pháp nào khác, với độ tin cậy cao hơn. Và độ ổn định tốt hơn, có thể xác định vị trí rò rỉ (ngay cả những rò rỉ nhỏ) và đo lường chúng một cách định lượng. Vì lý do này, các thiết bị phát hiện rò rỉ heli, mặc dù tương đối đắt tiền. Thường kinh tế hơn về lâu dài vì cần ít thời gian hơn đáng kể. Để quy trình phát hiện rò rỉ thực tế được kết thúc.

Việc phát hiện rò rỉ khí Heli thuộc hai phương pháp cơ bản: thử nghiệm “tích hợp” và thử nghiệm “cục bộ”.

Việc lựa chọn phương pháp nào để sử dụng phụ thuộc vào ứng dụng. Cũng như sản phẩm cuối cùng sẽ được sử dụng để làm gì. Phương pháp “tích phân” cho biết nếu có rò rỉ (nhưng không phải là bao nhiêu chỗ rò rỉ khác nhau). Phương pháp “cục bộ” cho biết nơi có rò rỉ (nhưng khó xác định chính xác tỷ lệ rò rỉ hoặc kích thước rò rỉ). Cả hai phương pháp phát hiện này đều có thể được chia thành hai phần nhỏ hơn nữa: “mẫu dưới áp suất” và “mẫu trong chân không”.

Thử nghiệm 

(i) Thử nghiệm toàn phần, xảy ra khi mẫu ở dưới áp suất hoặc trong điều kiện chân không, và được chứa trong bình. Hai phương pháp “tích phân” này thường được gọi là “thử nghiệm chân không heli” . Vì mẫu được hút chân không hoặc được đặt trong chân không, với khí heli rò rỉ vào hoặc ra khỏi mẫu. Sau đó được phát hiện khi nó chảy qua khối quang phổ kế. Nhược điểm lớn – mặc dù không phải là duy nhất – là thiết bị cần phải được đặt trong một bình có kích thước phù hợp. Hơn nữa, phép thử “chân không” heli thường chỉ được sử dụng trên các thiết bị có chân không cao hoặc siêu cao.

Hình 2: Thử nghiệm tích phân với heli (mẫu dưới áp suất).

Hình 3: Thử nghiệm tích phân với heli (mẫu trong chân không).

Thử nghiệm cục bộ

(ii) Thử nghiệm cục bộ xảy ra, trong đó (một lần nữa) bản thân mẫu được chịu áp suất hoặc trong điều kiện chân không. Hai phương pháp “cục bộ” này thường được gọi là bài kiểm tra “bộ dò tìm”, vì nó sử dụng một đầu dò “bộ dò tìm”.

Trong  phương pháp “phun cục bộ (mẫu dưới áp suất)”, buồng chứa được ép lên bằng heli và một thiết bị đánh hơi đi qua các điểm có khả năng rò rỉ của buồng (tức là các mối hàn, mặt bích, cổng, ống dẫn dụng cụ, v.v.) để bắt bất kỳ sự thoát ra nào. khí ga. Khí “đánh hơi” này được chuyển đến một máy đo khối phổ để ghi lại bất kỳ mức helium tăng cao nào (tức là trên nền).

Hình 4: Thử nghiệm cục bộ với heli (mẫu dưới áp suất).

Trong  phương pháp “phun cục bộ (mẫu trong chân không)” , buồng được bơm chân không và khí heli được phun / hướng tự do vào các điểm có khả năng rò rỉ, với mục đích một số heli nguyên chất này sẽ được tích tụ vào trong buồng. Sau đó, khí từ bên trong buồng được đưa vào một máy quang phổ kế để ghi lại bất kỳ mức heli tăng cao nào.

Hình 5: Thử nghiệm cục bộ với heli (mẫu trong chân không).

Kiểm tra trình đánh hơi có lợi thế là nó cho thấy nơi rò rỉ thực sự xảy ra. Tuy nhiên, nồng độ helium là 5 ppm trong không khí, giới hạn tỷ lệ rò rỉ tối thiểu có thể phát hiện được. Và hơn nữa các tín hiệu nền xung quanh cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng phát hiện các rò rỉ nhỏ.

Đơn vị kiểm tra rò rỉ chân không uy tín

Với hơn 10 năm kinh nghiệm làm trong ngành khí công nghiệp, cung cấp bồn chứa khí công nghiệp.Công ty TNHH Venmer Việt Nam   có đầy đủ kinh nghiệm và nhân sự để đáp ứng các yêu cầu của Quý khách hàng. Chúng tôi cam kết mang lại sự hài lòng cho khách hàng khi sử dụng dịch vụ của chúng tôi

Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và báo giá phù hợp về như cầu sử dụng khí Heli của Quý khách hàng .

Liên hệ : Mr Hoàng 0906 050 421