CN101520361A - 一种热气体泄漏试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热气体泄漏试验方法。其特征在于：将被试验容器缓慢、均匀地加热到容器的设计温度，保持该温度足够的时间使整个被试验容器温度均匀一致，在该温度下，在被试验容器内部用压缩空气缓慢增加压力到被试验容器设计压力的95％，保持该压力和温度，通入氦气并加压到容器的设计压力，用氦气质谱仪进行氦泄漏检查。被试验容器整体加热的升温速度≤50℃/h。被试验容器均温时间为5－6小时。被试验容器在设计温度下升压的速度≤1MPa/h。充入被试验容器内的压力气体成份为95％空气和5％氦气。本发明的热气体泄漏试验具有以下突出优点：真实模拟了压力容器在设计压力和设计温度的运行工况下可能发生的泄漏情况，具有极高的泄漏检出率，灵敏度可达1×10－5Pa m3/S。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体泄漏试验方法，特别是一种热气体泄漏试验方法。
背景技术
目前在工业生产及生物工程中有很多的腐蚀性或剧毒的压力气体或液体需要用压力容器存放，由于压力容器一般有一些管接头及释放阀，因此为了防止有毒有害气体泄漏，通常会利用各种方法对压力容器进行泄漏测试，为了测试压力容器是否会发生泄漏，现在有许多种方式，如将被测容器放置在另外一个抽真空的容器中，对被测容器充压力空气，一旦有泄漏，则外面的抽真空的容器的压力就会发生变化，从而得知被测容器是否有泄漏，也有的采用其它的一些检测方法。但是，目前的检测方法均存在一些问题：常规的射线探伤(RT)和液体渗透检查(PT)只可检测出肉眼可见的宏观缺陷，无法检测出因金属内部组织疏松造成的极微量泄漏。现在一些放置剧毒的压力气体容器采用锆-钢、钽-钢、钛-钢复合板制压力容器，由于锆-钢，钽-钢、钛-钢之间无法直接熔焊，只能用垫板、桥板的形式进行焊接，为了检查焊缝是否存在缺陷，会在基层的钢板上开设一个检测孔，来检测焊缝是否有泄漏，在通常情况下用常规的射线探伤(RT)和液体渗透检查(PT)是无法完全检测出垫板或桥板焊缝中所存在的所有泄漏缺陷的。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中对锆-钢、钽-钢、钛-钢复合板制压力容器泄漏检测方法所存在的上述问题，提供一种热气体泄漏试验方法。本发明设计一种热气体泄漏试验方法，其特征在于：将被试验容器缓慢、均匀地加热到容器的设计温度，保持该温度足够的时间使整个被试验容器温度均匀一致，在该温度下，在被试验容器内部用压缩空气缓慢增加压力到被试验容器设计压力的95％，保持该压力和温度，通入氦气并加压到容器的设计压力，用氦气质谱仪进行氦泄漏检查。被试验容器整体加热的升温速度≤50℃/h。被试验容器均温时间为5-6小时。被试验容器在设计温度下升压的速度≤1MPa/h。充入被试验容器内的压力气体成份为95％空气和5％氦气。被试验容器试验完成后降温、降压至常温、常压，降温速度为50-100℃/h，降压速度为1MPa/h。本发明的热气体泄漏试验具有以下突出优点：真实模拟了压力容器在设计压力和设计温度的运行工况下可能发生的泄漏情况，容器的母材(钢)和复层(耐蚀层)具有不同的热胀系数和抗拉强度，在容器内压力和温度的作用下，会因伸长量不等或局部变形而产生拉应力作用于密封焊焊缝，该应力可能导致焊缝的开裂，内部缺陷扩展或疏松组织的变化从而发生泄漏。因结构设计不合理或施工质量有缺陷，在设计压力和温度的作用下会产生应力集中而导致密封焊缝的开裂而泄漏。而在这种模拟工况下进行氦检漏更能反映出设备的安全程度。本试验具有极高的泄漏检出率，灵敏度可达1×10-5Pam3/S。
下面结合实例对本发明作详细说明。
具体实施方式：
将被试验容器放置在一个容器内，然后利用过热蒸汽缓慢、均匀地加热，也可利用远红外陶瓷加热器在容器外壁缓慢、均匀加热，一般被试验容器整体加热的升温速度≤50℃/h，当温度达到容器的设计温度时，保持该温度56小时，使整个被试验容器的温度均匀一致，在该温度下，再对被试验容器内部用压缩空气缓慢增加压力到被试验容器设计压力的95％，被试验容器在设计温度下升压的速度≤1MPa/h，然后保持该压力和温度，再通入氦气并加压到容器的设计压力，此时充入被试验容器内的压力气体成份为95％空气和5％氦气。随后用氦子质谱仪利用预先设置的焊缝检漏孔对容器的接头、焊缝部分进行氦泄漏检查，以泄漏量小于1×10-5Pam3/s或技术条件规定得指标为合格。为了模拟容器应力释放后对焊缝的再次影响，容器第一个循环试验完成后需要降温、降压至常温、常压，其降温速度为50-100℃/h，降压速度为1MPa/h。随后再循环试验一次。
通常情况下氦气具有极小的分子，可以穿透金属内部直径大于氦分子的任何缺陷和疏松组织，氦子质谱仪可以感知和测量泄漏量为1×10-5Pam3/S的氦气分子，可对金属内部的致密性进行检验。可以检测出设备运行中在温度场和应力场作用下金属组织发生的极微小变化所造成的泄漏。
Claims (7)
1、一种热气体泄漏试验方法，其特征在于：将被试验容器缓慢、均匀地加热到容器的设计温度，保持该温度足够的时间使整个被试验容器温度均匀一致，在该温度下，在被试验容器内部用压缩空气缓慢增加压力到被试验容器设计压力的95％，保持该压力和温度，通入氦气并加压到容器的设计压力，用氦气质谱仪进行氦泄漏检查。
2、按权利要求1所述的一种热气体泄漏试验方法，其特征在于：被试验容器整体加热的升温速度≤50℃/h。
3、按权利要求1所述的一种热气体泄漏试验方法，其特征在于：被试验容器均温时间为5-6小时。
4、按权利要求1所述的热气循环试验方法，其特征在于：被试验容器在设计温度下升压的速度≤1MPa/h。
5、按权利要求1所述的一种热气体泄漏试验方法，其特征在于：充入被试验容器内的压力气体成份为95％空气和5％氦气。
6、按权利要求1所述的一种热气循环试验方法，其特征在于：被试验容器试验完成后降温、降压至常温、常压，降温速度为50-100℃/h，降压速度为1MPa/h。
7、按权利要求1所述的一种热气循环试验方法，其特征在于：热气体泄漏试验需要完成两个热循环周期。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106198601A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-07 | 洛阳双瑞特种装备有限公司 | 一种用蒸汽对复合板容器进行热态试验的系统及方法 |
| CN109839246A (zh) * | 2017-11-29 | 2019-06-04 | 丰田合成株式会社 | 充气机用容器的耐压试验装置 |
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