摘 要:本文重点介绍了真空漏气故障的主要原因和检测方法,可以快速准确的判断出漏气情况并进行维修。
关键词:真空;检漏
1 引言
真空设备的应用中,真空系统的真空不良故障是很常见的。如何才能避免这种情况的发生,或发生真空度不良时尽快找出原因解决问题,对使用厂家来说是很重要的事。
真空不良故障可能的原因有:抽气情况不良,即抽气系统本身的问题。放气,即真空系统或容器内部存在气体或气源。漏气,即真空系统或被抽容器存在漏孔或缝隙。下面,就分析一下真空系统的漏气原因。
2 真空系统的漏气原因
造成真空系统漏气的原因有很多,大致有如下几种情况。
1.设备壳体的材料上有气孔、裂纹等。铸件的材料比较容易产生这种情况。
2.焊接接缝位置的漏气。焊接时由于各种原因导致焊接的缺陷,会产生漏气。
3.密封面有划伤,或密封圈有划伤,也会造成漏气。
4.法兰变形,或者螺栓没有把紧,也能引起漏气。
5.金属与陶瓷的封接处,有时也会封接不严。
综上所述,真空系统的漏气是不可避免的。真空检漏的目的,是能尽快发现和解决系统中的漏气故障。
3 真空检漏的方法及计算公式
真空系统经过较长时间的抽真空后,达不到预期的真空度,或者真空室与抽气系统隔离后,真空室内的压力不断升高,如果真空泵工作正常,则可断定真空系统存在漏气现象或真空系统内部材料有放气(包括表面出气、渗漏、蒸气压等)现象。
在真空系统的操作中,应该对两者中的主要原因作出判断,以便采购正确的对应措施。
真空容器抽气时,系统内的压力变化由下面方程决定
a.小型真空容器等动态抽气系统
(1)动态升压法
当真空室抽气时,其压力下降到一定值后不再变化,即dP/dt=0时,公式(1)变为
由于一般情况下真空容器内的放气成分中含有部分可凝性气体,所以当对容器加液氮进行冷却时,压力会继续下降,得到新的平衡压力。如果加液氮冷却后压力没有明显下降,或与正常情况下比较,新的平衡压力有明显偏高,则可以判断有漏气。
(2)静态压升法
如果上述方法还不能确认,刚在加液氮冷却后,用真空阀门将待测系统与抽气系统隔离,此时系统的S=0,公式(1)变为
此时压力变化有两种情况。变化大则是漏气,变化小则是放气。
(3)利用残余气体分析器
当系统内残余气体中氧和氮的成分明显增大时,则系统有漏气现象存在。
b.中、大型真空容器静态检漏
对于一般的中、大型真空容器通常采用静态升压法来判断系统是否漏气。把真空系统抽到一定压强后,关闭阀门将真空泵与系统隔离,测量并绘制真空室内压力随时间变化的曲线,见下***。
若容器漏气或材料放气,容器中的压强将随时间而上升。由于容器的漏气与放气情况不同,其曲线也不同。
(1)直线A
系统内的压强长时间保持不变,说明系统正常,即不漏气,也不放气,不必进行检漏。
(2)直线B
系统内的压强开始上升很快,而后上升速度渐渐减慢而趋于平衡,这说明容器没有漏气。因为放气速率随压强的升高和时间的延长而降低,故曲线渐趋向于平衡。
(3)直线C
系统内的压力随着时间以斜率为ΔP/Δt的直线递增。这说明系统只有漏气而没有放气。
(4)曲线D
系统内开始压强上升较快,而后渐渐减慢,最后变成斜率为ΔP/Δt上升的直线。这说明容器即有放气,也有漏气的影响。曲线D前半部分由于放气作用而呈曲线,后半部分由于漏气作用而呈直线。可以认为是B和C的叠加。如果出现曲线C和D的情况,则判定系统有漏气。测算漏气率应该按直线部分计算。
4 关于检漏的一些要求
由于真空系统的多样性,因此检漏方法也各式各样,专业厂家也设计制造了许多专门用于检漏的仪器(检漏仪)。
1.对检漏仪的一般要求
(1)检漏灵敏度高,可以检出很小的漏孔;(2)反应时间短,可以提高工作效率;(3)能无损检漏,不使被检设备受到损坏和污染;(4)稳定性好,即保证足够长时间内灵敏度稳定可靠;(5)检漏时应洁净无油,满足一些特殊要求;(6)结构简单、操作维修方便,成本低。
2.对检漏人员的要求
(1)具有高度的责任心和认真的工作态度;2)具有丰富的检漏实践经验;(3)具有一定的机械结构、物理、化学、材料及焊接等方面的知识。(4)了解被检件结构及其运行工艺,熟悉所用检漏方法或仪器原理及性能;(5)掌握所用示漏物质的检漏特性。
另外,真空系统要做到绝不漏气是不可能的。只要漏孔的漏率足够小,即漏入的气体量无损于系统的使用和工艺性能,是可以容许的。
参考文
[1] 张以忱,《真空系统的检测技术》
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