Page 39 - 无损检测2023年第六期

李卫平, 等:

真空氦检漏技术在ITER 项目中的应用

L R 氦 / L R 空气 = M 空气 / M 氦 = 2.69 ( 2 ) 15min 。整个过程中, 用氦质谱仪分析产品漏率。
式中: M 空气 , M 氦 分别为空气、 氦的分子质量。 检漏结束后再次进行系统校准。
5.3 系统灵敏度的计算 6.4 热氦检漏
系统灵敏度是指检测系统所能检测出的最小漏 按照表1的要求对包层屏蔽块进行加热, 加热
率。在包层屏蔽块检测开始前, 需要通过标准漏孔 完成后进行系统校准, 充氦气对水冷回路加压至
( 4.0±0.2 ) MPa , 并在此压强下保持15min 。整个

来确认检测系统灵敏度是否能满足验收要求。
) 安装在真空室的 热氦检漏过程执行3次压力循环, 并用氦质谱仪分
将标准漏孔( 标准漏率为 Q 0
适当位置, 将检漏仪调整在最佳工作状态下, 关闭标 析产品漏率。检漏结束后再次进行系统校准, 然后
及本 通过热辐射的方式将屏蔽块温度降至室温。
准漏孔阀, 读出检漏仪输出指示的本底噪声I n
。打开标准漏孔阀, 读出检漏仪输出指示 6.5 最终冷氦检漏
底漏率I 0
的稳定信号值I 。则系统灵敏度即系统最小可检测 温度降至室温后, 进行系统校准。校准合格后,

为 充氦气对水冷回路加压至( 4±0.2 ) MPa , 并在此压
信号Q min
强下保持15min 。整个热氦检漏过程执行 2 次压
( / )]
Q min= I n I- I 0 ) · Q 0 ·[ 1+ α ( T cold-T 0
力循环, 并用氦质谱仪分析产品漏率。检漏结束后
( 3 )
本底噪声是仪器各参数的不稳定性导致的 [ 8 ] , 再次进行系统校准。
6.6 验收要求
其反映的是漏率在平衡线上的偏差程度。
最大验收漏率不应大于2.69×10 Pa · m · s 等
-10
3
-1
6 检测操作与过程 效氦漏率( 1×10 Pa · m · s 对空气漏率)。

-1
3
-10
6.1 工件的装载和连接 7 检测数据分析
首先连接真空室与检漏仪, 采用喷氦法检测
为验证高温热氦检漏工艺的可行性, 现使用编
真空室, 如有漏点则及时修复。打开真空室闸门,
采用尼龙吊带或者带有保护套的钢丝绳吊运包层 号 为 14156 , 14161 , 14086 , 14180 , 14181 , 14168 ,
屏蔽块到真空室台架上, 吊运过程中, 应注意缓慢 14178和14177的8台包层屏蔽块进行验证。每个
匀速。然后, 待工件平稳, 连接包层屏蔽块进出口 包层屏蔽块执行两次冷氦检漏和一次热氦检漏, 其
管道至真空系统, 并在工件表面布置热电偶。最 温度和压强曲线如图8所示。
后, 使用喷氦法重新检测各接口的密封性能, 如有 8台包层屏蔽块检测过程中的系统灵敏度 Q min
和实际漏率Q 结果统计如表2所示。
漏点及时修复。
6.2 检测系统校准连接 8 结论
开启真空系统对真空室抽真空。先开启粗抽

泵, 抽至极限真空或者分子泵的工作压力时, 关闭粗 ( 1 ) 8台设备氦检漏实际漏率Q 均小于2.69×

3
-1
-10 3 -1 -10 Pa · m · s 对空
抽泵, 开启分子泵组, 抽至环境压力为约10 Pa或 10 Pa · m · s 等效氦漏率( 1×10
-3
更低后, 接通分子泵组与检漏仪。启动检漏仪, 监控 气漏率) 的要求, 检测结果均合格, 检测工艺和设备可
检漏仪读数直至其平稳, 此时读数可作为本底漏率 靠。
记录。开启标准漏孔阀门并监测检漏仪直至其读数 ( 2 )部分实际漏率 Q 数值小于 0 , 并不代表此
平稳, 记录读数, 同时测定反应时间。假设标准漏孔 时漏率为负, 仅能代表检测时的本底漏率I' 0 高于
, 则应满足 检测过程中的仪器显示漏率I 2 , 间接证明此时产品
标称漏率为Q 0
几乎无泄漏, 故造成在本底漏率波动过程中出现
)
(
( )/{ Q 0× 1+ T cold-T 0 × α ]}
[
90% ≤ I 1- I 0

) 小于0的情况。
≤110%
( I 2-I' 0
关闭标准漏孔阀门, 记录下检漏仪读数恢复至 ( 3 )笔者已采用文章所提技术在数十块包层屏
蔽块产品上完成检测工作, 总体性能稳定, 操作便
本底水平的时间, 该时间为系统的清除时间。
6.3 首次冷氦检漏 捷。各项重要参数均满足检漏要求, 能避免产品自
系统校准完成后, 在常温条件下充氦气对水冷 身放气对检测的影响, 对包层屏蔽块细微泄漏的检

回路加压至 ( 4±0.2 ) MPa , 并在此压强下保持 出率极高。
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2023年 第45卷 第6期
无损检测