萊寶L200+型氦質譜檢漏儀常見故障的分析與處理

2012-11-06 白國云 西北核技術研究所

  針對L200+ 型氦質譜檢漏儀在使用過程中出現的內部密封結構泄漏、檢測信號不準確、質譜室故障、分子泵不工作、前級機械泵不工作等故障和現象進行了分析,并提出了處理各種故障的方法和建議?偨Y了檢漏儀在使用過程中應特別注意的事項。本文所提出的檢漏儀故障的處理方法和建議對檢漏工作者具有一定借鑒意義。

  氦質譜檢漏儀因具備檢測靈敏度高、反應速度快、定位定量準確等優點而被廣泛應用于壓力容器、航空航天、原子能、發電廠、制冷工業等領域。檢漏儀在使用過程中,往往會因為產生的一些故障或是現象,而影響檢漏工作的正常進度,若對其置之不理還會危及檢漏儀的使用壽命。其中的有些故障或現象是使用者能夠及時解決或避免的,掌握和了解檢漏儀常見故障的維修技術,有利于檢漏工作的順利開展以及設備的保養。本文以L200+ 型氦質譜檢漏儀為例,介紹了該型檢漏儀的工作原理及結構組成, 分析了檢漏儀5 種常見故障的處理方法,總結了檢漏儀在使用過程中應重點注意的事項。

1、L200+氦質譜檢漏儀的結構和工作原理

  L200+ 氦質譜檢漏儀是180°磁偏轉型的質譜分析計,其基本原理是根據離子在磁場中運動時,不同質荷比的離子具有不同的偏轉半徑來實現不同種類離子的分離。檢漏儀主要由質譜室、真空系統及電氣控制部分組成(見圖1)。檢漏工作時先打開抽空閥前級泵對檢漏接口抽真空,當真空度P1 優于200 Pa 時,打開入口1、2,關閉抽空閥,氦氣將逆著分子泵的抽氣方向進入質譜室中被檢測出來,此時檢漏儀的最小可檢漏率為10- 10 Pa·m3/s。前級泵繼續對檢漏接口抽真空,當P1降至20 Pa 時,入口閥2 關閉,入口閥3 打開,分子泵的高抽速用于抽空試件,檢漏儀的反應時間縮短,此時檢漏儀的最小可檢漏率為10- 12 Pa·m3/s[1]。

檢漏儀氣路工作圖

圖1 檢漏儀氣路工作圖

2、氦質譜檢漏儀故障與處理

2.1、檢漏儀內部泄漏

  (1)內部的密封結構

  當檢漏儀內部存在泄漏時,會對檢漏工作造成較大干擾,容易造成誤檢、誤判。L200+ 檢漏儀內部主要的密封部位在檢漏儀的后側(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。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。如放大器與質譜室、離子源與質譜室、分子泵與質譜室、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L200+ 檢漏儀內部結構緊湊,各密封結構間的距離很近,檢測時定位難度較大。經摸索,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節,造成定位不準確。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。

  (3)處理方法

  不同的密封部位出現泄漏采用不同的處理方法(見表1)。①檢漏接口與閥門組塊的連接部位有漏,可先采用灌膠密封處理,若密封性仍不能滿足要求,需從廠家購買新品進行更換。②電磁閥與閥門組塊間的密封圈有漏,則對密封圈進行更換,并先用無水乙醇將密封面、密封圈清洗干凈,且勿在密封圈表面涂抹凡士林或真空脂(這些材料在真空條件下放氣,會影響儀器本底)等密封添加劑。③各零部件間的密封一般也采用橡膠圈密封,若有漏,更換密封圈即可。注意事項同上。④真空計的探針與其外殼間采用密封膠密封,該密封環節在檢測時極易被忽視,此處若有漏可先進行灌膠處理,但探針間距很小,可操作空間有限,若灌膠后密封效果不佳,則從廠家購買新品進行更換。

3、檢漏儀使用中注意事項

  檢漏儀在使用過程中需特別注意以下幾點:

 、偈褂玫碾娫措妷阂陬~定的電壓范圍之內,電壓過低儀器啟動困難,且性能不穩定,電壓過高會燒壞電源,嚴重時還會燒毀母板的電路板和分子泵,應連接穩壓電源(UPS)。

 、趦x器在運行過程中不能移動。渦輪分子泵處于高速運轉中,若搬動檢漏儀,容易使分子泵內的葉片與轉子的筒體相碰撞。

 、蹤z漏儀應按照說明書的要求定期進行保養,保養的項目有更換機械泵油、更換過濾網、更換過濾器。

 、軝z漏儀在運行了2000 h 后應對前級泵進行維修和保養,運行7000 h 分子泵進行維護和保養。

  本文介紹了5 種檢漏儀常見故障的分析與處理方法,其中儀器內部存在泄漏環節是一個易被忽視卻又易產生故障的環節,當檢漏部位的復檢結果不一致時,就需檢測儀器內部是否有漏。L200+ 型檢漏儀內部結構緊湊,定位難度大,本文采用切斷分子泵風扇電源和使用小流量噴槍的方式,提高了密封部位定位的能力。檢漏儀是檢漏工作的核心部件,在使用過程中應嚴格按照說明書的操作要求進行使用。文中以上出現的故障、現象的處理方式是本單位在多年使用過程中的一個總結和歸納。對檢漏工作者具有一定的參考價值。

參考文獻

  [1] L200 Helium Leak Detector. LEYBOLD VAKUUMGMBH.2003.
  [2] 吳孝儉,閆榮鑫.泄漏檢測[M].北京:機械工業出版社,2005:7.
  [3] GB/T18193-2000, 真空技術—質譜檢漏儀校準[S].2000.
  [4] 徐屹峰,武西弟,曹志軍,等.947 型氦質譜檢漏儀故障分析[J].電子元器件應用,2003,5(2):54- 56.
  [5] 劉朝暉.ASM181T 氦質譜檢漏儀常見故障分析[J]. 設備管理與維修,2009,35(1):32- 34.
  [6] 張連柱.氦質譜檢漏儀常見故障[J].真空,1995,12(10):35- 37.