氦质谱检漏法是采用氦气作为示漏气体。由于氦气在空气中含量极少,分子小,质量轻,易于穿过漏孔。而且氦气无毒、无色、不易燃、不冷凝,在化学上是完全惰性的。进入系统后,流动与扩散亦快,在检漏过程中不受其它气体的干扰。因此,它是一种反应灵敏,能检出极微小漏孔的绝佳选择性检漏方法。
根据检漏过程中的示漏气体存贮位置与被检件的关系不同,将氦质谱检漏法分为真空法、真空压力法和背压法。
真空法可以分为真空喷吹法和线真空喷吹法:先将被检件抽真空,内部与检漏仪相连,采用喷吹的方法在被检件可能存在漏孔的位置用喷枪自上而下,由近及远(相对于检漏仪位置)喷氦,如果有漏孔,氦气立即会被吸入到真空系统,氦质谱检漏仪会发出响应。其中真空喷吹法是最常用的一种检测方法,采用喷枪的方式向被检产品外表面喷吹氦气,可以实现漏孔的精准定位,而且氦气消耗少
1.1.2真空氦罩法:将抽真空的被检件全部或局部放入充满一定浓度氦气的氦罩内,经过一段时间后,如检漏仪发出响应,则代表有漏点。真空氦罩法这种方法可以实现漏率的测量,这个漏率称为总漏率。此方法不能确定有几个泄漏点和每个漏点的准确位置。
真空法优点是检测灵敏度高,可以精确定位,能实现大容器或复杂结构产品检漏。
真空法的主要检测标准:GB/T 15823-2009《无损检测 氦泄漏检测方法》
真空压力法检漏主要对被检件进行总漏率测试。检测时需要将被检产品整体放入真空容器内,真空容器与辅助抽空系统和检漏仪相连,被检产品的充气接口通过连接管道引出真空密封室后,再与氦气源相连,当被检产品表面有漏孔时,氦气就会通过漏孔进入真空密封室,再进入氦质谱检漏仪,从而实现被检产品总漏率的测量。
真空压力法的优点是检测灵敏度高,能实现任何工作压力的漏率检测,反映被检件的真实泄漏状态。
真空压力法的缺点是检漏系统复杂,需要根据被检产品的容积和形状设计真空密封室。这里需要说明在检漏过程要求确保充气管道接口无泄漏,或者采取特殊的结构设计将所有充气管道连接接口放置在真空密封室外部。
先对被检产品内部充入高于一个大气压力的氦气,保压一定时间。检漏时,吸枪的吸嘴沿待检部位从下向上移动,当遇到漏孔时,容器内的氦气通过漏孔漏出来,被吸枪吸入质谱仪中,对产品泄漏进行测量。正压法又可分为正压吸枪法和正压累积法。其中正压吸枪法采用吸枪对被检产品外表面进行扫描探查,实现漏孔精确定位;正压累积法采用有一定密闭功能氦罩将被检产品全部罩起来,再用吸枪测量一定时间后累积容器内氦气浓度变化量,实现被检产品总漏率的精确测量。
正压法优点是不需要辅助的真空系统,可以精准定位漏点,实现任何工作压力下的检测。主要应用于大容积高压密闭容器产品的检漏。
1)充压:将被检件放入充氦箱,充入一定压力的氦气,在规定的加氦时间内,如果被检件有漏孔,示漏气体会通过漏孔进入到被检件内部。随着时间的增加和充压压力的提高,这个被检件内部的示漏气体分压也会逐渐升高。
2)净化。用干燥氮气或干燥空气吹除被检件表面残存的氦气。如果被测件表面存在油脂或者水汽等异物,会导致氦媳妇,影响漏率测量。这个过程中,会有部分示漏气体从被检件内经漏孔流失,导致被检件内部示漏气体分压力下降。因此净化阶段时间越长,示漏气体的分压将越大。
背压法的优点是检测灵敏度高,能实现小型密封容器产品的泄漏检测,可以进行批量化检测。
背压法的缺点是不能进行大型密封容器的漏,否则由于密封腔体容积太大,导致加压时间太长。此外,每个测量漏率都对应两个等效标准漏率,在细检完成后还需要采用其它方法进行粗检,排除大漏的可能。
背压法的检漏主要应用于各种电子元器件产品检漏。主要标准:QJ 3212-2005 氦质谱仪背压检漏方法
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