低温液体通常由具有高热导率和良好机械强度的材料制成,如不锈钢、铝合金或特殊合金,在工业领域的应用广泛,随着高真空多层绝热结构运输车的普及。绝热夹层的密封性对于确保抽真空质量和延长低温储运设备的真空寿命至关重要,因此,严格控制夹层漏率成为一项必要措施。
低温液体容器广泛应用于航天、医疗、化工和食品工业等领域。在航天领域,它们用于储存液态氢、液氧等推进剂;在医疗领域,液氮容器用于保存生物样本;化工和食品工业则利用它们来储存液化天然气、液化二氧化碳等。
在进行检漏前,必须彻底清除贮罐外表面的焊渣和油垢,并进行清洁处理,随后烘干被检件。清洁处理的目的是确保漏孔不被污物堵塞,同时避免检漏仪器受到污染。鉴于氦质谱检漏法设备和氦气的成本较高,为了提高检漏效果并节约氦气,检漏前应进行真空系统的预抽空处理。
(1)首先,将罐体置于加温炉内进行预抽空,直至夹层真空度小于10Pa。然后,通过抽空管路向夹层通入高纯氮气,使压力达到0.1MPa,并加热至120℃~130℃,保温不少于12小时。在加温炉内不同位置放置3个热电偶,以监控和控制温度。启动抽空机组,抽空4~6小时后,再次充入高纯氮气至0.1MPa,继续加热6小时后再次抽空。
(2)上述充氮气、加热及抽空过程一般需重复8~10次。在抽空过程中,需保持温度恒定,并在抽空机组与罐体之间安装冷阱,确保冷阱内有液氮。充氮、加热时应取下冷阱除霜,并保持干燥。
(3)当冷阱内无明显结霜且真空度达到0.1Pa时,开始对夹层进行氦检漏。
气密性检测的过程涉及多种检漏方法,其中气密性检测是将被检件置于加压或抽空状态,检漏仪始终位于被检件器壁的低压一侧。示漏物质通过漏孔进入检漏仪之前,部分被辅助真空系统抽走,仅有一部分进入检漏仪。
检漏仪与被检件及辅助真空系统连接后,系统正常运转即可开始工作。在未喷氦气时,检漏仪的本底值应为0(或补偿至0)。喷氦气后,氦气通过漏孔进入检漏系统,系统内各处氦的分压开始上升,直至达到稳定状态(即进入的氦气量等于被抽走的量)。此时,若停止喷氦,由于泵的抽气作用,系统内各处氦分压逐渐降低,最终恢复至初始的本底值。
尽管超声、射线、磁粉和渗透等检测手段在某些方面有所应用,但它们无法完全满足抽真空的需求,漏点可能出现在焊道、母材等任何地方。因此,抽真空过程中还需借助氦检漏技术来确保罐体夹层的密封性。气密性检测技术的水平直接关系到抽真空的成败,是保证抽真空效率的关键条件。