Heliumvuotokoe
Periaate
Helium on kaasu, jolla on erittäin pieni molekyylipaino ja voimakas läpäisevyys. Heliumvuototesti käyttää heliummassaspektrometrin suuren herkkyyden havaitsemisfunktiota venttiilin tiivistyskyvyn määrittämiseksi havaitsemalla, onko venttiilin ulkopuolella heliumvuotoja. Kun venttiili on täytetty heliumilla, jos venttiilissä on vuotokanava, helium vuotaa vuodosta venttiilin ulkopuolelle. Helium-massaspektrometrin vuotoilmaisin voi kaapata erittäin pieniä määriä heliumvuotojen signaaleja, mikä saavuttaa venttiilin tiivistyksen tarkkaan havaitsemisen.
Toimintavaiheet
Valmistelu
Aseta venttiili hyvin suljettuun testiastiaan tai järjestelmään varmistaaksesi, että venttiilin ja testiympäristön välinen yhteys on tiukka eikä ylimääräistä vuotoreittiä ole. Esimerkiksi erillisessä heliumvuotojen havaitsemislaboratoriossa tarkkuuden pienen venttiilin varalta asenna se erityiseen suljettuun testikenttään ja kytke se heliumlähteen ja heliummassaspektrometrin vuotoilmaisimeen putkilinjan läpi.
Kalibroi ja esiläkaa heliummasspektrometrin vuotoilmaisin sen asettamiseksi normaaliin työoloon. Kalibrointiprosessi on keskeinen vaihe sen varmistamiseksi, että vuotoilmaisin voi havaita heliumvuotoja tarkasti ja että sitä on käytettävä tiukasti instrumentin käyttöohjeiden mukaisesti.
Heliumin täyttö
Täytä venttiili heliumilla tietyssä paineessa. Heliumin täyttöpaine olisi asetettava kohtuullisesti venttiilin tyypin, koko- ja testivaatimusten mukaisesti, ja se suoritetaan yleensä alhaisemmassa paineessa venttiilin vaurioiden välttämiseksi tai sen normaaliin työtehokkuuteen. Esimerkiksi keskikokoiselle venttiilille heliumin täyttöpaine voidaan asettaa 0.5 - 1 bariksi.
Varmista heliumin täyttöprosessin aikana, että helium täyttää kaikki venttiilin osat tasaisesti. Helium voidaan hajauttaa ravistamalla tai värähtelemällä venttiili asianmukaisesti. Samanaikaisesti kiinnitä huomiota heliumin täyttönopeuden hallintaan liiallisten painevaihteluiden tai muiden odottamattomien tilanteiden välttämiseksi liian nopean täytteen aiheuttamista.
Vuotojen havaitseminen
Käytä heliummasspektrometrin vuotojen ilmaisinta venttiilin ulkopuolelle ja havaitsemaan. Operaattori liikuttaa vuodon ilmaisimen koetinta hitaasti venttiilin pintaa pitkin varmistaakseen, että kaikki mahdolliset vuodot ovat peitetty, kuten tiivistyspinta, venttiilin varsi, venttiilin rungon liitäntä jne.
Kun helium -massaspektrometrin vuotoilmaisin havaitsee heliumvuodon, instrumentti lähettää signaalin ja näyttää vuodonopeuden. Vuotonopeuden koko heijastaa venttiilin vuodon vakavuutta, joka ilmaistaan yleensä heliumin tilavuuden tai massan perusteella, joka on vuotanut yksikköä kohti. Eri sovellusskenaarioiden ja vakiovaatimusten mukaan venttiilien sallitusta vuototaajuudesta on selviä määräyksiä. Esimerkiksi joissakin huippuluokan puolijohdevalmistuslaitteissa käytettyjen venttiilien sallittu vuotoaste voi olla erittäin alhainen, yleensä vaaditaan olevan alle 10 ・ m³/s.
Jos vuoto havaitaan, on tarpeen määrittää vuotopaikka edelleen. Vuotopiste voidaan sijoittaa tarkasti levittämällä pieni määrä heliumia venttiilin pinnan eri osiin ja käyttämällä sitten vuotoilmaisin havaitsemiseen uudelleen, tarkkailemalla vuodonopeuden muutosta.
Sovellusskenaario
Helium vuototesti soveltuu venttiileihin, joilla on erittäin korkeat tiivistysvaatimukset, kuten korkean teknologian kentällä, kuten ydinenergia, ilmailu- ja puolijohteet. Ydinenergian alalla ydinvoimalaitosten ensisijaisen piirijärjestelmän venttiilien on kestettävä korkea lämpötila, korkea paine ja radioaktiivinen ympäristö, ja niiden tiivistysvaatimukset ovat erittäin korkeat. Mahdolliset pienet vuodot voivat aiheuttaa vakavia turvallisuusonnettomuuksia. Siksi venttiilin absoluuttisen tiivistymisen varmistamiseksi käytetään heliumvuototestiä. Ilmailu- ja avaruusalueella rakettimoottorien polttoaineen ja hapettimen jakelujärjestelmien venttiilien on varmistettava nollavuoto, jotta varmistetaan raketin käynnistämisen turvallisuus ja vakaa suorituskyky. Heliumin vuototesti on tärkeä keino näiden venttiilien tiivistyksen havaitsemiseksi. Puolijohteiden valmistusteollisuudessa tuotantoprosessissa vaaditaan voimakkaat kaasut. Venttiilien pienet vuodot saastuttavat kaasua ja vaikuttavat sirujen laatuun. Siksi heliumvuotokokeita käytetään laajasti venttiilien tiivistämiskyvyn varmistamiseksi ja tuotantoprosessin tiukat vaatimukset.
