CN111868495B - 扩散示踪气体的方法及膜的密封性测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于将示踪气体注入密封隔热罐的隔热空间中的方法，该密封隔热罐具有多面体形状，该多面体形状由附接到载体结构的多个罐壁(9、10、11、12、13、14、15、16、17)所限定，每个罐壁包括隔热屏障，该隔热屏障包括锚固到载体结构上的隔热元件和紧贴在该隔热屏障的隔热元件上的膜，罐壁的隔热屏障互相连通并且共同限定了隔热空间；所述多个罐壁包括底壁(11)，所述注入方法包括通过至少一种注入示踪气体的装置(19)将示踪气体注入隔热空间，该装置穿过底壁(11)的膜并在底壁(11)的隔热屏障中出现。
Description
技术领域
本发明涉及用于储存和/或运输流体，例如低温流体的密封隔热膜罐的领域。
本发明尤其涉及一种使用示踪气体测试罐的密封膜的密封性的方法以及一种扩散示踪气体的方法。
背景技术
文献KR1020100050128公开了一种用于测试用于存储LNG的密封隔热罐的膜的密封性的方法。该罐包括多层结构，并且从外部到内部依次具有次隔热空间，次密封膜，主隔热空间和用于与存在于罐中的液化天然气接触的主密封膜。该方法更具体地针对于通过焊道检测泄漏，该焊道使得能够以密封的方式连接主密封膜的金属板。在该方法中，将示踪气体注入主隔热空间，然后使装有示踪气体分析仪的检测装置在罐内沿着主密封膜的焊道移动。因此，如果检测装置检测到示踪气体的存在，则可以推断出存在主密封膜的密封性的缺陷。在这种方法中，将示踪气体注入主绝缘空间是至关重要的，因为只有当示踪气体均匀地扩散到整个主绝缘空间中时，检测方法才能保证结果可靠。
发明内容
本发明的基础理念是提供一种用于扩散示踪气体的方法，该方法使得能够在整个隔热空间中可靠地扩散示踪气体。
根据一个实施例，本发明提供了一种用于将示踪气体注入密封隔热罐的隔热空间中的方法，该密封隔热罐具有多面体形状，该多面体形状由附接到载体结构的多个罐壁所限定。每个罐壁包括隔热屏障，该隔热屏障包括锚固到载体结构上的隔热元件和紧贴在该隔热屏障的隔热元件上的膜，每个罐壁的隔热屏障与其它罐壁的隔热屏障连通，同时共同限定了隔热空间；所述多个罐壁包括底壁，所述注入方法包括通过至少一种注入示踪气体的装置将示踪气体注入隔热空间，示踪气体穿过底壁的膜并在底壁的隔热屏障中出现。
有利地，在通过至少一个用于注入示踪气体的装置注入示踪气体之前，通过膜中形成的孔引入提升装置，并且将所述提升装置放置成夹设在膜和底壁的隔热屏障之间，从而在用于注入示踪气体的装置所在的区域中将膜与隔热屏障分离。
本发明的一个有利特征是，将示踪气体从容器的内部空间引入并输送到所述隔热空间。
术语“容器的内部空间”是指容器的功能区域，即用于低温流体等的储存空间，该空间与空间容器的外部区域相反。
传统上，示踪气体是通过或经由罐的外部区域输送并引入隔热空间的，这种方式在某些情况下会产生一定的缺点，包括上面提到的那些缺点，尤其是当人们试图对上述膜进行泄漏测试以确保容纳在容器中的流体没有进入隔热空间的危险时，更会产生缺点。
由于示踪气体的蒸气密度低于空气的蒸气密度，因此示踪气体在隔热空间中上升。因此，经由底部，通过底壁的膜注入示踪气体，可以确保示踪气体在隔热空间中的扩散速度更快且更均匀，这种比较针对的是现有技术中实践的方法，即，示踪气体通过管道注入，这种管道通过罐的顶壁中形成的圆顶。
根据实施例，这种注入示踪气体的方法可以包括以下特征中的一个或多个。
根据一个实施例，在实施注入方法期间，每个壁从罐的外部向内部包括：次隔热屏障，抵靠在载体结构上；次膜，抵靠在次隔热屏障上；以及可选地，主隔热膜，抵靠在次膜上，以及主膜，抵靠在主隔热屏障上，并且旨在与罐中存在的液化气接触。
根据一个实施例，罐壁的次隔热屏障彼此连通并且一起限定了次隔热空间，并且示踪气体通过至少一个注入示踪气体的装置被注入到次隔热空间中，示踪气体穿过底壁的次膜，并出现在底壁的次隔热屏障中。
根据另一实施例，罐壁的主隔热屏障彼此连通并且一起限定了主隔热空间，并且示踪气体通过至少一个注入示踪气体的装置被注入到主隔热空间中，示踪气体穿过底壁的主膜，并出现在底壁的主隔热屏障中。
根据一个实施例，示踪气体仅通过用于注入示踪气体的装置注入，示踪气体穿过底壁的膜并出现在底壁的隔热屏障中。
根据一个实施例，在将示踪气体注入隔热空间之前，将隔热空间先置于负压下。首先，这可以使示踪气体更好地扩散，其次，可以更快地达到令人满意的示踪气体浓度水平。
根据一个实施例，将隔热空间置于负压下，该负压降低至-40kPa至-80kPa 之间的设定负压，例如约为-60kPa。
根据一个实施例，将示踪气体注入到隔热空间中，直到所述隔热空间内部的压力略大于大气压，例如相对于1kPa至6kPa之间，并且有利地相对于约为2 kPa。一方面，这使得可以将隔热空间置于过大的压力下，以促进示踪气体通过膜的缺陷焊缝迁移，从而提高测试膜的密封性的有效性，另一方面，保持在低于该膜能够承受的最大过压的过压范围内，以防止该膜被撕裂。
根据一个实施例，示踪气体的蒸气密度比空气的蒸气密度低。
根据一个实施方案，示踪气体选自氦气、氨气以及氮和分子氢的混合物。
根据一个实施例，示踪气体以另外包含空气和/或氮气的混合物的形式注入。
根据一个实施例，底壁呈具有两个对称轴的矩形形状，所述两个对称轴界定底壁的四个区域，并且通过至少四个注入示踪气体的装置注入示踪气体，注入装置分别穿过底壁的膜并出现在底壁的隔热屏障中，底壁的四个区域中的每个区域都装有用于注入示踪气体的四个装置之一。
根据一个实施例，四个注入装置中的每一个注入装置都穿过密封膜，该密封膜靠近底壁的各个区域的中心。
根据一个实施例，每个用于注入示踪气体的装置都包括一个联接件，该联接件在所述膜上形成的孔的外围处以密封的方式焊接到底壁的膜上，该联接件与管道连接，管道与示踪气体源连接。
根据一个实施例，联接件包括管状联接件，该管状联接件与连接到示踪气体源的管道和金属环结合，该金属环一方面在所述膜中形成的孔的外围处以密封的方式焊接到底壁的膜上，另一方面，以密封的方式焊接到管状联接件。
根据一个实施例，在通过至少一个注入装置注入示踪气体之前，通过膜中形成的孔和联接件引入提升装置，并且将所述提升装置放置成使得所述提升装置的钩子插入膜和底壁的隔热屏障之间，从而在用于注入示踪气体的装置所在的区域中将膜与隔热屏障分离。
根据一个实施例，提升工具被保持在一个位置，在该位置，在通过至少一个注入装置注入示踪气体的过程中，将钩子插入在膜和底壁的隔热屏障之间。
根据一个实施例，每个注入装置还包括至少一个注入管，该至少一个注入管密封地连接到在所述膜上形成的孔，所述注入管在膜的波纹内延伸并且在所述注入管延伸的波纹和垂直波纹之间的每个交叉点处包括至少一个钻孔。
本发明的另一基础理念是提供一种用于测试膜的密封性的方法，该方法可靠且快速地执行。
根据一个实施例，本发明提供了一种用于测试密封隔热罐的膜的密封性的方法，该密封隔热罐具有由连接到载体结构的多个罐壁限定的多面体形状，每个罐壁都包括一隔热屏障，该隔热屏障包括锚固在载体结构上的隔热元件和抵靠在该隔热屏障的隔热元件上的膜，这些罐壁的隔热屏障相互连通并共同限定了隔热空间；该密封性测试方法包括：
-将示踪气体注入隔热空间；
-提供一种泄漏检测装置，该泄漏检测装置包括检测罩，该检测罩被配置为与膜一起限定密封检测室，还包括真空泵，该真空泵一方面与检测室连接，另一方面与分析仪器连接。
-将所述检测罩抵靠在与所述隔热空间相对的所述膜的一面上，所述检测罩被定位成使得所述检测室被定位成面对待测试的焊道的一部分；
-使用真空泵将检测室置于负压下；
-将检测室中的气相向分析仪器输送；和
-使用分析仪器分析所述气相并输送代表所述气相中示踪气体浓度的变量。
根据一个实施例，本发明提供了一种用于检测密封隔热罐的膜的密封性的泄漏检测装置，该泄漏检测装置包括检测罩，该检测罩被配置为与膜一起限定密封检测室，还包括真空泵，该真空泵一方面与检测室连接，另一方面与分析仪器连接。
根据实施例，用于测试膜和/或泄漏检测装置的密封性的方法可以包括以下特征中的一个或多个。
根据一个实施例，使用上述注入示踪气体的方法将示踪气体注入隔热空间。然而，根据另一实施例，也可以根据另一种方法将示踪气体注入隔热空间。
根据一个实施例，分析仪器是质谱仪。
根据一个实施例，检测罩为细长的形状。
根据一个实施例，检测罩包括中心芯和密封性密封件，所述中心芯和密封性密封件彼此附接并且布置成与待测膜一起限定检测室。
根据一个实施例，密封性密封件包括附接至中心芯的壳体和延伸该壳体的外围密封性唇。
根据一个实施例，密封性密封件的壳体具有覆盖中心芯的上表面的底部和与中心芯的外围匹配的周壁。
根据一个实施例，所述外围密封性唇向所述检测罩的外侧弯曲，并且被配置为在将所述检测室置于负压下时弯曲并相对于所述膜展平。
根据一个实施例，所述膜的至少一个波纹横越所述焊道的部分。
根据一个实施例，外围密封性唇成形为适合于所述至少一个波纹的几何形状。
根据一个实施例，至少两个平行于膜的波纹，例如三个波纹，横越焊道的该部分，并且外围密封性唇成形为适合于所述波纹的几何形状。
根据一个实施例，所述外围密封性唇包括至少两个凹口，所述至少两个凹口的形状与朝着罐的内部突出的膜的波纹的形状相对应，所述凹口旨在跨过所述波纹。
根据一个实施例，所述膜的至少一个波纹朝向所述罐的内部突出，所述检测罩抵靠所述膜放置，使得所述凹口跨过所述波纹。
根据一个实施例，所述外围密封性唇包括至少两个突出的区域，所述至少两个突出的区域的形状与朝向所述罐的外部突出的膜的波纹的形状相对应。
根据一个实施例，所述检测罩抵靠膜放置，使得突出的区域插入到波纹中。
根据一个实施例，所述密封性密封件由弹性体材料制成，弹性体材料的肖氏 A硬度在20至50之间。
根据一个实施例，所述密封性密封件的弹性体材料选自聚氨酯弹性体、硅树脂、腈和
根据一个实施例，所述检测罩配备有夹紧系统，该夹紧系统能够使所述外围密封性唇紧紧地平坦压靠在待测试的膜上。
根据一个实施例，在将所述检测室置于负压之前，夹紧系统致动以确保检测室的密封性。
根据一个实施例，当所述密封性密封件包括至少两个凹口，所述至少两个凹口呈现出与朝着罐的外部突出并横越焊道的一部分的膜的波纹形状相对应的形状，则夹紧系统在每个凹口处包括夹具，每个夹具包括两个分支，这两个分支分别放置在凹口的一侧上且被配置为努力将外围密封性唇夹紧，抵靠在膜的波纹上。
根据一个实施例，将所述检测室置于负压下，降至50至1000Pa之间的绝对压力值，例如约为100Pa绝对值。
根据一个实施例，分析气相的时间大于或等于5秒。
根据一个实施例，将代表所述气相中的示踪气体浓度的变量与阈值进行比较，并且当代表所述气相中的示踪气体浓度的变量大于所述阈值时，确定焊道部分的密封性有缺陷。
根据一个实施例，该泄漏检测装置还包括均质化室，该均质化室位于该检测室和该分析仪器之间，该检测罩包括配备有阀的进气口，该均质化室和进气口连接到检测室的两个相对端。
根据一个实施例，在将检测室置于负压期间，进气口的阀关闭，输送存在于检测室中的气相的步骤包括：
-打开进气口的阀并将存在于检测室中的气相向均质化室输送；和
-从均质化室向分析仪器输送气相。
根据一个实施例，本发明提供了一种用于监视示踪气体向隔热空间扩散的方法。
根据一个实施例，用于监视示踪气体扩散的方法是在上述用于测试密封性的方法中进行的。然而，在另一个实施例中，它也可以独立地进行。
根据一个实施例，对示踪气体向隔热空间的扩散的监视包括：
-使用多个取样装置取样存在于隔热空间中的气体，每个取样装置横穿罐壁之一的膜；以及
-将采样得到的气体输送到例如质谱仪的分析仪器。
根据一个实施例，采样装置有利地定位成靠近在两个或三个罐壁之间的接合处形成的拐角区域。
根据一个实施例，每个气体采样装置包括盖板，该盖板使用乳香珠与膜结合，该乳香珠围绕膜的区域，没有在膜的两个元件之间的接合处进行焊接，该盖板具有孔和旨在与连接到分析仪器的管道连接的接头，所述接头密封地焊接在盖板孔的周围。
根据一个实施例，所述气体采样装置包括联接件，该联接件具有旨在以密封方式联接至与分析仪器连接的管道处的连接件，肩部和螺纹下杆，该螺纹下杆从肩部突出，穿过次膜并拧入板中形成的螺纹孔中，板附接至隔热屏障，所述气体采样装置还包括一个环形密封性密封件，该密封件拧在下杆上，并夹在次膜和肩部之间，联接件具有钻孔，该钻孔一方面出现在联接件上，另一方面出现在隔热空间中。
附图说明
通过参考附图,在对本发明的几个特定实施例进行描述的过程中，本发明将被更好地理解，并且本发明的其他目的，细节，特征和优点将变得更加清楚明了，其中所述特定的实施例仅用于说明而不旨在限制。
-图1是膜罐的壁的多层结构的示意图。
-图2是密封隔热罐的局部示意图，其示出了用于注入示踪气体的装置，该装置定位成穿过罐的底壁的膜。
-图3是穿过罐的底壁的膜的孔的详细透视图。
-图4是根据第一实施例的用于注入示踪气体的装置的详细透视图。
-图5是图4的用于注入示踪气体的装置和通过该注入装置被引入以便将膜与隔热层分离的提升工具的剖视图。
-图6是根据一个实施例的用于注入示踪气体的装置的透视图。
-图7是罐的示意性透视图，示出了根据第二实施例的用于注入示踪气体的装置的布置。
-图8是详细的俯视图，示出了根据第二实施例的用于注入示踪气体的装置的开口，管状接头和多路径分配构件。
-图9是示出根据第二实施例的注入装置的开口和管状接头的剖视图。
-图10是根据第二实施例的用于注入示踪气体的装置的注入管的局部视图。
-图11是图10的注入管在膜的两个波纹之间的相交区域中的剖视图。
-图12是在旨在容纳根据第一实施例的气体采样装置的两片膜之间的接合处没有焊接的区域的俯视图。
-图13是旨在在图12中所示的无焊接区域中放置的气体采样装置的俯视图。
-图14是根据第二实施例的气体采样装置的剖视图。
-图15是根据第一实施例的泄漏检测装置的示意图。
-图16是图15的泄漏检测装置的检测罩的横截面图。
-图17是根据第一实施例的密封性密封件的透视图。
-图18是泄漏检测装置的替代形式的示意图，其中该泄漏检测装置的检测罩配备有夹紧系统。
-图19是根据第二实施例的密封性密封件的透视图。
-图20示意性地示出了检测罩面对焊接珠的一部分进行定位，这确保了膜的两个相邻波纹金属板之间的密封性。
-图21是根据第二实施例的泄漏检测装置的示意图。
具体实施方式
随后将描述的用于测试密封性的方法更具体地针对于测试密封隔热的膜罐的膜的密封性。例如，这种膜罐在专利申请WO14057221和FR2691520中有具体描述，这两个专利申请分别涉及Mark V和Mark III技术。
膜罐具有多个壁，这些壁具有多层结构，如图1所示。每个壁1从罐的外部到内部包括：次隔热屏障2，包括次隔热板3，次隔热板3抵靠在载体结构4上；次膜5，抵靠在次隔热屏障2上；主隔热屏障6，包括主隔热板7，主隔热板7 抵靠在次膜2上并锚固在载体结构4上或锚固在次隔热板3上；以及主膜8，抵靠在主隔热屏障6上，并且旨在与罐中存在的液化气接触。
该罐具有多面体的总体形状。根据图2所示的实施例，罐具有前壁9和后壁 (未示出)，它们在此为八边形。罐还包括顶壁10，底壁11和侧壁11、12、13、 14、15、16、17，它们沿着罐的纵向在前壁9和后壁之间延伸。
罐壁的次隔热屏障2彼此连通，从而在载体结构4和次膜5之间形成密封的次隔热空间。同样，罐壁的主隔热屏障6彼此连通，从而在次膜5和主膜8之间形成密封的主隔热空间。
主膜8和次膜5中的至少一个包括彼此焊接的多个金属板。随后将描述的密封性测试方法更具体地针对于测试焊缝的密封性，通过焊缝可以将金属板彼此结合。根据一个实施例，待测试的膜具有波纹，该波纹允许其在由储存在罐中的流体产生的热和机械应力的作用下弯曲变形。为了做到这一点，例如如图20所示，每个金属板包括彼此垂直的两个系列波纹。
密封性测试方法包括三个阶段，接下来将详述每个阶段，即：
-示踪气体扩散到由膜5、8覆盖的隔热空间中，希望对膜5、8进行密封性测试；
-监测示踪气体向隔热空间扩散；以及
-检查膜5、8的焊缝的密封性。
示踪气体的扩散
将示踪气体注入由膜5、8覆盖的隔热空间中，希望检查膜5、8的密封性。当需要检查次膜5的密封性时，将示踪气体注入次隔热空间中。在这种情况下，在安装主隔热屏障7和次膜8之前进行密封性测试方法。当需要检查主膜8的密封性时，将示踪气体注入主隔热空间中。
示踪气体例如选自氦气、氨气以及氮气和分子氢的混合物。根据一个实施例，示踪气体以另外包含空气和/或氮气的混合物的形式注入。
有利地，为了促进示踪气体向隔热空间中扩散，将隔热空间预先置于负压下直到设定负压在-40kPa至-80kPa之间为止，例如在-60kPa左右。
为此，将隔热空间连接到未示出的真空泵，该真空泵能够吸入存在于隔热空间中的气体并将其排出到所述隔热空间之外。另外，该隔热空间配备有一个或多个压力传感器，该压力传感器能够传递代表隔热空间中存在的压力的信号，并能够确保对真空泵进行控制。
随后，当在隔热空间中占主导地位的压力达到设定的负压时，将示踪气体注入隔热空间中，直到所述隔热空间内的压力略大于大气压，例如在1和6kPa相对值之间，有利地为2kPa相对值。
图2示意性地示出了密封隔热罐以及用于将示踪气体注入隔热空间的系统。
注入系统包括多个管道18，这些管道一方面连接到未示出的示踪气体源，另一方面连接到用于注入示踪气体的装置19，从而形成注入追踪气体穿过膜5、 8的通道，其中必须检测膜5、8的密封性。更特别地，用于注入示踪气体的装置19为示踪气体穿过底壁11的膜提供了通道。这种布置是特别有利的，因为示踪气体的蒸气密度低于空气的蒸气密度，因此示踪气体有可能在隔热空间中上升。因此，通过底部，穿过底壁11的待测试膜5、8注入示踪气体，可以确保示踪气体快速且均匀地扩散到隔热空间中。
在图2所示的实施例中，底壁11配备有至少四个注入示踪气体的装置19，这四个装置均匀地分布在底壁11的表面上。底壁11呈矩形，因此可以通过两个对称轴x和y将其分为四个相等表面积的区域。用于注入示踪气体的四个装置 19中的每一个装置都位于上述四个区域中的其中一个区域中。在所示的特定实施例中，每个用于注入示踪气体的装置19都位于其相应区域的中心附近。在一个特定的实施例中，用于注入示踪气体的四个装置中的每一个装置都与相邻的纵向边缘相距1/4L，与相邻的横向边缘相距1/4B，其中L为底壁11的纵向尺寸，B 为底壁11的横向尺寸。
图3至图5详细示出了用于通过例如Mark III或Mark V型的波纹状主膜注入示踪气体的装置19。在这种情况下，主膜8的波纹在罐的内部方向上突出。每个用于注入示踪气体的装置19均具有穿过主膜8的图3所示的孔20。该孔20 在主膜的平坦区域21中形成，该平坦区域由沿底壁11的纵向延伸的两个波纹界定，并通过沿底壁11的横向方向延伸的两个波纹界定。孔口有利地放置在所述平坦区域21的中心。
如图4所示，在孔20的周围，将联接件22密封地焊接到主膜片8上。该联接件22包括管状联接件23，该管状联接件23旨在连接到与示踪气体源相连的管道18上。为此，管状联接件23包括螺纹端，该螺纹端旨在容纳与连接到示踪气体源的管道18相关的互补联接件。管状联接件23密封地焊接到金属环24，金属环24本身以密封的方式焊接在围绕孔20的主膜8上，以确保注入示踪气体的装置19的密封性。
根据一个实施例，如图5所示，用到了提升工具25，以便在注入示踪气体的区域中将主膜8与其所放置的主隔热板7分离。这有利于将示踪气体扩散到主隔热空间中。提升工具25呈现L形的总体形状，并且包括手柄26和钩子27，该钩子27位于手柄26的端部并且垂直于所述手柄26延伸。提升工具25通过联接件22引入并且放置成使得钩子27插入在主膜8和支撑所述主膜8的主隔热板 7的表面之间。这使得可以分离所述主膜8以促进示踪气体的扩散。
在将连接到示踪气体源的管道18联接到联接件22之前，将提升工具25放置在适当位置处。另外，有利地，当联接件22联接到与示踪气体源相连的管道 18时，以及当通过用于注入示踪气体的装置19将示踪气体注入主隔热空间时，使提升工具25位于适当位置处。
图6表示用于注入示踪气体的装置19，该装置穿过例如Mark V型的波纹状次膜5。该波纹状次膜5与图3至图5所示的主膜8的不同之处特别在于，波纹向罐的外部突出，而在图3至图5中，波纹向罐的内部方向突出。在前述实施例中，每个用于注入示踪气体的装置19位于膜的平坦区域21中，该平坦区域由沿着底壁11的纵向方向延伸的两个波纹界定，以及由沿着底壁11的横向方向延伸的两个波纹界定。此外，每个用于注入示踪气体的装置19的结构与结合图3至图5所表示和描述的结构相同。此外，还可以使用提升工具25在注入示踪气体的区域中将次膜5与次隔热板3分离，其中次膜放置在该隔热板3上。
图7至图11示出了根据另一实施例的用于注入示踪气体28的装置。尽管这些用于注入示踪气体的装置的结构比结合图2至图5所表示和描述的结构更复杂，但是它们同样具有优点，它们促进了示踪气体的扩散，因此特别适合于注入具有高粘度的示踪气体，例如氨气。
在该实施例中，每个用于注入示踪气体的装置28具有在主膜8上形成的如图7和8所示的孔29。在所示的实施例中，该孔29穿过金属板30，金属板30 附接在主隔热屏障6的主隔热板7上，同时主膜8的波纹状金属板密封地焊接在该金属板30上。如图9所示，旨在与连接到示踪气体源的管道18连接的联接件 31密封地焊接到孔29的周围。此外，孔29密封地连接到多路径分配构件32，多路径分配构件32位于主隔热板7中制成的壳体中，并且能够将示踪气体从开口29朝一个或多个注入管33传输。例如，在图9中，多路径分配构件32与两个对准的注入管33连接。
如图10和11所示，每个注入管33附接到主隔热屏障6的一个或多个主隔热板7上，并且在主膜8的波纹之一内延伸，该波纹沿着罐的内部的方向突出。每个注入管33一方面在容纳所述注入管33的波纹之间的交叉点处包括一个或两个钻孔34，另一方面在垂直于该波纹的波纹之间的每个交叉点处包括一个或两个钻孔34。钻孔34在垂直于其中容纳有注入管33的波纹的波纹方向上定向，并且因此使得可以将示踪气体朝向垂直于所遍历的波纹的一系列波纹输送。因此，示踪气体通过主膜8的波纹网络扩散到主隔热空间中。
在图7中，观察到根据一个实施例的注入管33在底壁11的主隔热屏障中的布置。箭头表示示踪气体通过注入管中形成的钻孔34注入的方向。一个或多个注入管33沿着底壁11的每个边缘定位，并且在两个波纹之间的每个相交处包括至少一个指向相邻罐壁的钻孔。因此，这些注入管33能够使示踪气体沿着其他罐壁的方向从底壁11扩散。
此外，在所示的实施例中，底壁11的隔热屏障包括一个或两个系列的注入管33，每个注入管33位于底壁11的主膜的波纹中，该波纹沿着罐的纵向方向取向，并且放置在底壁11的中间区域中。上述注入管33在其中容纳有所述注入管33的波纹与垂直于所述波纹的波纹之间的每个相交处包括沿两个相反方向定向的两个钻孔34。
监测示踪气体的扩散
有利地，当示踪气体已经扩散通过隔热空间时，监测示踪气体向隔热空间的扩散。
为此，借助于多个气体采样装置对已注入示踪气体的隔热空间中的气体进行采样，所述多个气体采样装置穿过覆盖所述隔热空间的膜安装。每个采样装置连接到诸如质谱仪的分析仪器，通过分析仪器可以检查隔热空间的相应区域中是否存在示踪气体，以及检测示踪气体的浓度。
有利地，至少一个气体采样装置设置在罐壁9、10、11、12、13、14、15、 16中的其中一个罐壁上。这些气体采样装置有利地被靠近罐壁之间的拐角区域放置，因为示踪气体最难以进入这些拐角区域，这主要是因为这些区域中的隔热屏障具有特定的结构。
结合图12和图13，描述了一种气体采样装置，通过该气体采样装置可以通过主膜8对主隔热空间中的气体进行采样。
如图12所示，主膜8在两个相邻的金属板38、39之间的接合处具有无焊接区域40。气体采样装置35包括图13所示的盖板41，使用乳香珠42将该盖板41与主膜8组合在一起。乳香珠42围绕着没有焊接的区域40。盖板41具有孔 43并支撑管状联接件44，该管状联接件密封地焊接在孔的外围。管状联接件44 旨在联接到与分析仪器连接的管道。
结合图14和15，描述了气体采样装置45，其使得可以通过次膜5对次隔热空间中的气体进行采样。这样的气体采样装置45位于次膜的区域中，旨在由锚固构件横穿，该锚固构件穿过次膜5并确保主隔热屏障6的主隔热板7附接到次隔热屏障2上。采样装置45包括联接件46，联接件46具有连接件47，该连接件旨在密封地连接至与分析仪器连接的管道。联接件还具有带螺纹的下杆48，该下杆被拧入带螺纹的孔49中，该孔49随后在安装主隔热屏障6期间容纳主隔热屏障6的主隔热板7的锚固构件。带螺纹的孔49例如在附接到次隔热板3的金属板50中形成。此外，联接件45具有环形的密封性密封件52，密封性密封件52沿着螺纹拧到下杆48上；还具有肩部51，其被构造为使环形密封性密封件52靠着次膜5的下表面展平，以确保气体采样装置45的密封性。联接件46 还具有一钻孔53，该孔一方面在连接件47处出现，另一方面在此隔热空间中出现。
当示踪气体的浓度达到每个采样区域的最小浓度阈值时，便可以对焊缝的密封性进行检查。
另外，根据一个实施例，在检查焊缝的密封性期间定期监测采样区域中的示踪气体的浓度，以便确定示踪气体的浓度是否低于最小浓度阈值。在这种情况下，可以再次将示踪气体注入隔热空间，以使示踪气体的浓度再次变得大于所述最小浓度阈值。
检查焊缝的密封性
为了确认膜5、8的焊道的密封性，使用了图15所示的泄漏检测装置54。
泄漏检测装置54包括检测罩55，该检测罩旨在抵靠膜5、8的内表面放置，该内表面面对待测试的焊道的一部分。
检测罩55具有细长的形状并且其长度在0.5m至3m之间，例如约为1m。
如图16所示，检测罩55包括刚性的中心芯59和柔性的密封性密封件60，它们相互连接并布置成与待测膜5、8一起限定密封检测室61，该密封检测室61 放置成面向待测试的焊道62的部分。
返回图15，观察到泄漏检测装置54还包括分析仪器56，该分析仪器连接到检测室61并且使得可以检测示踪气体。如果分析仪器56检测到的示踪气体的量大于阈值，则可以得出结论，在所测试的焊道62的部分中存在密封性缺陷。根据一个实施例，分析仪器56是质谱仪。
泄漏检测装置54还包括与所述分析仪器56组合的真空泵57。真空泵57一方面连接到检测罩55的检测室，从而可以在检测室中产生负压，另一方面，连接到分析仪器56，从而将检测室61中的气体向分析仪器56输送。
真空泵57通过优选为挠性的管道58连接至检测罩55。管道58联接到在中心芯59中制成并在检测室61中出现的通道。
如图16和17所示，密封性密封件60包括与中心芯59的形状匹配的壳体 63和向下延伸壳体63的外围密封性唇64。壳体具有覆盖中心芯59的上表面的底部和与中心芯59的外围相匹配的周壁74。该底部具有至少一个孔(未示出)，与真空泵57连接的管道58密封地连接至该孔。
外围密封性唇64朝向检测罩55的外侧弯曲，并且因此被配置为当将密封室 61置于负压下时挠曲并抵靠着膜5、8展平。换句话说，外围密封性唇64的截面呈L字形。
朝着外围密封性唇64的外侧弯曲的部分具有大约15mm至40mm的宽度。外围密封性唇64的形状被设计成沿着待测试的焊道适应膜5、8的几何形状。因此，在图17中，外围密封性唇64包括凹口65，该凹口65具有与膜5、8的波纹相对应的形状，当检测罩55抵靠待测试的焊道62的一部分就位时，检测罩 55旨在跨过该波纹。
密封性密封件60有利地由肖氏A硬度在20至50之间的弹性体材料制成。密封性密封件例如由聚氨酯弹性体、硅树脂、腈或
制成。
在图18中示意性示出的实施例中，检测罩55还配备有夹紧系统66，该夹紧系统66能够使外围密封性唇64相对于待测试的膜8展平，从而确保检测室 61的密封性。在这种情况下，夹紧系统66在外围密封性唇64的每个凹口65处包括夹具67。每个夹具67包括两个分支，这两个分支分别放置在凹口65的任一侧上且被配置为施力将外围密封性唇夹紧，抵靠在膜8上。有利地，分支被配置为将外围密封性唇64紧贴在波纹的底部上而抵靠密封性膜。
此外，在所示的实施例中，夹紧系统67还包括在检测罩55的每个纵向端处的可动指状物68，该可动指状物68被构造成使外围密封性唇64的纵向端部中的一个纵向端部仅贴密封性唇展平。
图19 示出了根据替代实施例的密封性密封件60。将该密封性密封件60成形为适于装配膜5，在该膜中波纹向罐的外部突出。这样的膜例如是根据Mark V 技术的次膜5，如图6所示。因此，外围密封性唇64包括突起69中旨在插入膜 5的波纹内的区域。
检测焊道的密封性缺陷的步骤如下。
在第一步中，如图20所示，将检测罩55面向待测试的焊道62的部分放置。
建议确保检测罩55相对于焊道62适当地居中，以使外围密封性唇64的弯曲部分的两个侧向部分位于焊道62的两侧。
然后启动真空泵57，以将检测室61置于负压下，并促进示踪气体通过焊缝 62的缺陷区域迁移。
一旦检测室61内的压力超过压力阈值Pt以下，气流就会从检测室61向分析仪器56输送，并且在最小时间Tm内测量示踪气体的泄漏率
然后将泄漏率
与阈值
进行比较。
如果泄漏率
小于阈值
则可以得出结论：焊道62的测试部分没有密封性缺陷。在这种情况下，然后将检测罩55面对焊道62的相邻部分定位，在相继测试的两个部分之间提供重叠部分，以确保已经在所述焊道62的整个长度上对焊道62的密封性进行了测试。
另一方面，如果泄漏率
大于或等于阈值
则可以得出结论：焊道62的测试部分显示出密封性缺陷。然后执行校正焊接措施以校正缺陷。
例如，对于在隔热空间中的氦气浓度为大约20％，测量得到压力阈值在50Pa 至1000Pa绝对值之间，例如约为100Pa绝对值，其中泄漏率在该压力阈值之下，泄漏率的最小测量持续时间为5秒，阈值
约为1.0x10-6Pa.m3.s-1。
图21表示根据另一实施例的泄漏检测装置54。该实施例与上述实施例的不同之处在于，该实施例还包括均质化室70，该均质化室70位于检测室61和分析仪器56之间，并且检测罩55包括进气口71。
进气口71配备有阀，该阀使得能够建立或中断朝向检测室61的环境空气的流动。均质化室70连接至检测室61的一端，而进气口71则连接至检测室61的另一端。
泄漏检测装置的操作模式如下。
当检测罩55面对待测试的焊道62的部分放置时，进气口71的阀关闭并且真空泵57启动以将检测室61置于负压下。一旦检测室61内的压力在压力阈值Pt以下，就打开进气口71的阀，并且将预先存在于密封室中的所有气体向均质化室70转移。
均质化室70的容积大于检测室61的容积，并且包括例如活塞系统，该活塞系统可以精确地吸入存在于检测室61中的所有气体。
随后将均质化室71中的气体沿分析仪器56的方向转移，以确定示踪气体的泄漏率
这样的实施例的优点在于，它可以减少示踪气体在检测罩55内的扩散时间，从而可以减少最小测量时间。当示踪气体从检测罩55的一端迁移到另一端的时间很长时，这是特别有利的，因为检测罩55非常长，并且/或者当检测室61内部普遍存在负压时，这也是特别有利的。
尽管已经结合多个特定实施例描述了本发明，但是非常明显的是，本发明不以任何方式受限于此，并且其包括所描述的方式的所有技术等同物以及它们的组合，但是前提是它们都落入本发明的范围内。
“包括”，或“包含”以及其共轭形式的动词的使用不排除权利要求中列出的元件或步骤以外的元件或步骤的存在。
在权利要求中，括号之间的任何参考符号不应被解释为对权利要求的限制。
Claims (16)
1.一种用于将示踪气体注入密封隔热罐的隔热空间中的方法，所述密封隔热罐具有多面体形状，该多面体形状由附接到载体结构(4)的多个罐壁(9、10、11、12、13、14、15、16、17)所限定，每个罐壁包括隔热屏障(2、6)，该隔热屏障包括锚固到所述载体结构(4)上的隔热元件(3、7)和紧贴在所述隔热屏障(2、6)的所述隔热元件(3、7)上的膜(5、8)，每个罐壁的隔热屏障(2、6)与其它罐壁(9、10、11、12、13、14、15、16、17)的隔热屏障(2、6)连通，并且同时共同限定了隔热空间；所述多个罐壁包括底壁(11)，所述注入方法包括通过至少一种注入示踪气体的装置(19、28)将示踪气体注入所述隔热空间，所述装置穿过所述底壁(11)的膜(5、8)并在所述底壁(11)的所述隔热屏障(2、6)中出现，所述示踪气体从容器的内部空间导入并传输至所述隔热空间，并且在通过至少一个用于注入示踪气体的装置(19、28)注入示踪气体的阶段之前，通过所述膜(5、8)中形成的孔(20)引入提升装置(25)，并且将所述提升装置(25)放置成夹设在所述膜(5、8)和所述底壁(11)的所述隔热屏障(2、6)之间，从而在用于注入示踪气体的装置(19、28)所在的区域中将所述膜(5、8)与所述隔热屏障(2、6)分离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述示踪气体选自氦气、氨气以及氮和分子氢的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述底壁(11)呈具有两个对称轴的矩形形状，所述两个对称轴界定所述底壁的四个区域，并且通过至少四个注入示踪气体的装置(19、28)注入示踪气体，每个装置分别穿过所述底壁(11)的所述膜(5、8)并出现在所述底壁(11)的隔热屏障中，所述底壁的四个区域中的每个区域都装有用于注入示踪气体的四个装置(19、28)之一。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个所述用于注入示踪气体的装置(19、28)都包括一个联接件(22、31)，该联接件在所述膜(5、8)上形成的孔(20)的外围处以密封的方式焊接到所述底壁(11)的膜(5、8)上，所述联接件(22、31)与管道(18)连接，该管道与示踪气体源连接。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过所述联接件(22、31)和所述膜(5、8)中形成的所述孔(20)引入所述提升装置(25)，并且将所述提升装置(25)放置成使得所述提升装置(25)的钩子(27)插入所述膜(5、8)和所述底壁(11)的隔热屏障(2、6)之间。
6.一种用于测试密封隔热罐的膜的密封性的方法，所述密封隔热罐具有多面体形状，该多面体形状由附接到载体结构(4)的多个罐壁(9、10、11、12、13、14、15、16、17)所限定，每个罐壁包括隔热屏障(2、6)，该隔热屏障包括锚固到所述载体结构(4)上的隔热元件(3、7)和紧贴在所述隔热屏障(2、6)的所述隔热元件(3、7)上的膜(5、8)，罐壁的隔热屏障(2、6)彼此连通，并且同时共同限定了隔热空间；所述多个罐壁包括一底壁(11)，所述测试密封性的方法包括：
-执行如权利要求1至5中任一项所述的注入示踪气体的方法，以将所述示踪气体注入所述隔热空间；
-提供一种泄漏检测装置(54)，该泄漏检测装置包括一检测罩(55)，该检测罩被配置为与所述膜(5、8)一起限定密封检测室(61)，还包括一真空泵(57)，该真空泵一方面与所述密封检测室(61)连接，另一方面与一分析仪器(56)连接；
-将所述检测罩(55)抵靠在与所述隔热空间相对的所述膜(5、8)的面上，所述检测罩(55)被定位成使得所述密封检测室(61)面对待测试的焊道(62)的一部分；
-使用所述真空泵(57)将所述检测室(61)置于负压下；
-将所述检测室(61)中的气相向所述分析仪器(56)输送；和
-使用所述分析仪器(56)分析所述气相并输送代表所述气相中示踪气体浓度的变量。
7.根据权利要求6所述的用于测试膜的密封性的方法，其特征在于，所述检测罩(55)包括一中心芯(59)和一密封性密封件(60)，所述中心芯和密封性密封件彼此附接并且布置成与所述膜(5、8)一起限定所述检测室(61)。
8.根据权利要求7所述的用于测试膜的密封性的方法，其特征在于，所述密封性密封件(60)包括附接至所述中心芯(59)的壳体(63)和延伸所述壳体(63)的外围密封性唇(64)。
9.根据权利要求8所述的用于测试膜的密封性的方法，其特征在于，所述外围密封性唇(64)向所述检测罩(55)的外侧弯曲，并且被配置为在所述检测室(61)置于负压下时弯曲并相对于所述膜(5、8)展平。
10.根据权利要求8或9所述的用于测试膜的密封性的方法，其特征在于，所述膜的至少一个波纹横越所述焊道(62)的部分，并且所述外围密封性唇(64)成形为适合于所述波纹的几何形状。
11.根据权利要求10所述的用于测试膜的密封性的方法，其特征在于，所述膜(5、8)的至少一个波纹朝向所述罐的内部突出，所述外围密封性唇(64)包括至少两个凹口(65)，所述至少两个凹口的形状与所述波纹的形状相对应，所述检测罩(55)抵靠所述膜(5、8)放置，使得所述凹口(65)跨过所述波纹。
12.根据权利要求10所述的用于测试膜的密封性的方法，其特征在于，所述膜(5、8)的至少一个波纹朝向所述罐的外部突出，所述外围密封性唇(64)包括至少两个突出(69)的区域，所述至少两个突出的区域的形状与所述波纹的形状相对应，所述检测罩(55)抵靠所述膜(5)放置，使得突出的区域插入到所述波纹中。
13.根据权利要求7至9中任一项所述的用于测试膜的密封性的方法，其特征在于，所述密封性密封件(60)由弹性体材料制成，弹性体材料的肖氏A硬度在20至50之间。
14.根据权利要求8或9所述的用于测试膜的密封性的方法，其特征在于，所述检测罩(55)配备有夹紧系统(66)，该夹紧系统(66)能够使所述外围密封性唇(64)紧紧地平坦压靠在所述膜(5、8)上，并且在将所述检测室(61)置于负压之前，所述夹紧系统(66)致动以确保所述检测室(61)的密封性。
15.根据权利要求6至9中任一项所述的用于测试膜的密封性的方法，其特征在于，将所述检测室(61)置于负压下，降至50至1000Pa之间的绝对压力值。
16.根据权利要求6至9中任一项所述的用于测试膜的密封性的方法，其特征在于，所述泄漏检测装置还包括一均质化室(70)，该均质化室位于所述检测室(61)和所述分析仪器(56)之间，所述检测罩(55)包括配备有阀的进气口(71)，所述均质化室(70)和所述进气口(71)连接到所述检测室(61)的两个相对端，在将所述检测室(61)置于负压期间，所述进气口(71)的阀关闭，输送存在于所述检测室(61)中的气相的阶段包括：
-打开所述进气口(71)的阀并将存在于所述检测室(61)中的气相向所述均质化室(70)输送；和
-从所述均质化室(70)向所述分析仪器(56)输送气相。
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