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2021-06-18
氦質(zhì)譜檢漏儀的應(yīng)用拓展二
電力行業(yè)
SF6高壓開關(guān)和氧化鋅避雷器是發(fā)電廠及野外輸變電的重要組成部分，往往因泄漏造成大面積或局部停電，影響工業(yè)生產(chǎn)，又妨礙人們的正常生活。因此帶來的經(jīng)濟損失有時是難以估量的。
1）高壓開關(guān)在連箱是鋁鑄件，往往容易有砂眼，且漏孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易清洗。一般采用檢漏盒或氦罩法，即把被檢件抽真空，然后向罩內(nèi)充入氦氣，等待一定時間，確定總漏率的大小。因氦氣的用量小，檢測靈敏度就高。
2）氧化鋅避雷器，是根據(jù)電壓高低要求，采用不同截面積、不同厚度和不同數(shù)量的氧化鋅片，裝在瓷套中，充入氮氣后密封。其工作原理是在高壓輸出中如遇雷擊，氧化鋅片電阻變小，大電流對地短路，輸電線路被保護。真空法氦質(zhì)譜檢漏采用真空法檢漏時，需要利用輔助真空泵或檢漏儀對被檢產(chǎn)品內(nèi)部密封室抽真空，采用氦罩或噴吹的方法在被檢產(chǎn)品外表面施氦氣，當被檢產(chǎn)品表面有漏孔時，氦氣就會通過漏孔進入被檢產(chǎn)品內(nèi)部，再進入氦質(zhì)譜檢漏儀，從而實現(xiàn)被檢產(chǎn)品泄漏量測量。如果泄漏造成內(nèi)外沒有壓差，外部潮濕氣體有可能進入，而破壞氧化鋅片特性，造成爆1炸。
3）電力行業(yè)中，電廠的檢漏、高壓變壓器、高壓電容器、高壓開關(guān)管及其它元器件也都相應(yīng)的采用氦質(zhì)譜檢譜檢漏儀，用不同方法進行檢漏。
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氦質(zhì)譜檢漏原理
氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)是以無色、無味的惰性氣體氦氣為示蹤介質(zhì)、以磁質(zhì)譜分析儀為檢測儀器，用于檢漏的一種檢測技術(shù)，它的檢漏靈敏度可達10-14～10-15Pa?m3/s，可以準確確定漏孔位置和漏率。氦質(zhì)譜檢漏儀主要由質(zhì)譜室、真空系統(tǒng)組件和電子學控制元件三大部分組成。氦質(zhì)譜檢漏常見問題氦質(zhì)譜檢漏儀是現(xiàn)在比較常用的檢測儀器，那么在使用過程中我們又遇到哪些問題呢。質(zhì)譜室接在分子泵的高真空端，入口接在分子泵和機械泵之間，利用分子泵對不同氣體具有不同壓縮比的特點，氦氣逆著分子泵的抽氣方向進入質(zhì)譜室。檢漏儀在質(zhì)譜室中將氣體電離,這些離子在加速電場的作用下進入磁場，在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),由于不同荷質(zhì)比的離子具有不同的電磁學特性，偏轉(zhuǎn)半徑各不相同，在擋板的作用下，氦檢漏儀的收集板只允許帶正電的氦離子被接收到，單位時間到達收集板的氦離子對應(yīng)于一個電流信號，這個電流信號正比于進入到達收集板氦離子的數(shù)量，電流信號經(jīng)過放大后顯示在質(zhì)譜儀的顯示面板上，其大小反映了泄漏點的漏率，通過泄漏率大小來確定該位置泄漏程度的大小。
氦質(zhì)譜檢漏儀的示蹤氣體選用氦氣,是因為氦氣具有以下優(yōu)良特性：
①氦氣在空氣中的含量少，體積含量為5.24×10-6，如果氦氣在環(huán)境中的含量超過標準，可以比較容易地探測到極微量的氦氣；
②氦分子小、質(zhì)量輕、易擴散、易穿越漏孔、易于檢測也易于清除；
③氦離子荷質(zhì)比小，易于進行質(zhì)譜分析；
④氦氣是惰性氣體，化學性質(zhì)穩(wěn)定，不會腐蝕和損傷任何設(shè)備；
⑤氦氣無毒，不凝結(jié)，極難容于水。
今天科儀創(chuàng)新小編和大家分享的是氦質(zhì)譜檢漏的工作原理，希望對您有所幫助！
氦質(zhì)譜檢漏儀的注意事項
檢漏儀的響應(yīng)時間會影響檢漏工作的速度，正常運行的儀器響應(yīng)時間不大于3s。筆者實測時，在漏點處噴射氦氣5～10s后，檢漏儀就發(fā)生響應(yīng)，對于如此龐大的真空系統(tǒng)，其反應(yīng)是相當?shù)撵`敏。
檢漏時噴槍在漏孔處停留的時間應(yīng)為儀器響應(yīng)時間的3倍，該時間再加上氦氣在真空系統(tǒng)中的傳遞時間，即為兩次噴氦的較小間隔時間，當然真空系統(tǒng)越龐大，該間隔時間也越長。真空氦罩法采用有一定密閉功能的氦罩將被檢產(chǎn)品全部罩起來，在罩內(nèi)充滿一定濃度的氦氣，可以實現(xiàn)被檢產(chǎn)品總漏率的測量。筆者根據(jù)實測經(jīng)驗，兩次噴氦的較小間隔時間控制在30s左右，即如果次噴氦后30s內(nèi)檢漏儀還沒有反應(yīng),則可進行第二次噴氦。
清除時間在理論上與響應(yīng)時間相同，但由于儀器零件對氦的吸附和脫附作用的影響,清除時間一般要更長些。筆者測算，在測試到數(shù)量級為10-9P a ?m3/s的微漏漏點時，清除時間約須1分鐘；在測試到數(shù)量級為10-8P a ? m3/s的中漏漏點時，清除時間約須2分鐘；在測試到數(shù)量級為10-7Pa?m3/s的大漏漏點時，清除時間在3分鐘左右。真空法的缺點是只能實現(xiàn)一個大氣壓差的漏率檢測，不能準確反映帶壓被檢產(chǎn)品的真實泄漏狀態(tài)。
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氦質(zhì)譜檢漏儀故障與處理
(1)內(nèi)部的密封結(jié)構(gòu)
當檢漏儀內(nèi)部存在泄漏時，會對檢漏工作造成較大干擾，容易造成誤檢、誤判。 檢漏儀內(nèi)部主要的密封部位在檢漏儀的后側(cè)(見圖2)，位于隔熱板的上方：①檢漏儀測試口與閥門組塊的連接部位，密封方式采用膠灌密封，檢漏儀在運輸過程中如遇到強烈震動，此處容易造成密封膠開裂。根據(jù)檢漏過程中的示漏氣體存貯位置與被檢件的關(guān)系不同，可以將氦質(zhì)譜檢漏法分為真空法、正壓法、真空壓力法和背壓法，下面分別總結(jié)了這四種氦質(zhì)譜檢漏法的檢測原理、優(yōu)缺點及檢測的標準。②各電磁閥與閥門組件間的連接部位。密封方式采用氟橡膠圈或金屬墊片密封，橡膠圈的密封壽命有限，使用5 年以上時，有可能會存在密封失效的問題。③各零部件接口處的密封部位。如放大器與質(zhì)譜室、離子源與質(zhì)譜室、分子泵與質(zhì)譜室、標準漏孔與閥門組件、真空計與閥門組件等接口間的金屬墊片密封或橡膠圈密封。
(2)定位方法
采用噴吹法對各密封部位的氣密性進行檢測，因檢漏儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，各密封結(jié)構(gòu)間的距離很近，檢測時定位難度較大。經(jīng)摸索，在檢測時采用以下技巧，可提高定位的能力：①查漏前，先將分子泵風扇的電源斷開，避免風扇將氦源吹散至各個密封環(huán)節(jié)，造成定位不準確。正壓法的缺點是檢測靈敏度較低，檢測結(jié)果不確定度大，受測量環(huán)境條件影響大。②噴吹時，要嚴格控制氦源的流量，盡量采用噴槍咀流量小的噴槍，提高定位的能力。③儀器的反應(yīng)時間小于1 s，所以在一個部位噴吹的時間約3 s，再等待約3 s 后觀測信號有無變化。
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