CN211318128U - 一种检测橡胶渗透性的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于核电厂运行维护技术领域，具体涉及一种检测橡胶渗透性的实验装置。该装置的左右腔室通过对夹法兰连接，待检测橡胶夹在对夹法兰中间；左腔室通过检测管路连接氦质谱检测仪，右腔室通过充气管路与氦气瓶连接；右腔室还连接有正压表和负压表，用于监测右腔室内的气体压力。在使用时，采用正压氦查漏方法和/或负压氦查漏方法，通过向右腔室充入高压氦气或项左腔室充入低压氦气同时右腔室抽真空的方式，通过氦质谱检测仪检测左腔室氦含量的方式，得到待检测橡胶的泄漏率。有益效果：利用氦气渗透性好、易扩散、扩散速度快等特点，采用抽真空及氦质谱检漏等技术手段，适用于各种橡胶材质渗透性的检测，从而更加快速有效的得到实验结果。

Description

一种检测橡胶渗透性的实验装置

技术领域

本实用新型属于核电厂运行维护技术领域，具体涉及一种检测橡胶渗透性的实验装置。

背景技术

反应堆硼和水补给(REA)系统是核电机组一回路系统的重要支持系统之一，是化学和容积控制系统(RCV)的支持系统，主要为RCV系统提供反应性控制所需要的水和硼酸溶液，补偿由于瞬态冷却引起的翻越堆冷却剂体积变化，并通过RCV系统为一回路注入控制氧含量的联氨溶液和控制PH值的L_iOH溶液。REA系统还具有以下重要辅助功能：向反应堆换料水池和乏燃料水池冷却和处理系统换料水箱注入1.25％的硼酸溶液；向安全注入系统(RIS)的硼酸波动箱注入(7000-9000ppm)的浓硼酸溶液；配合设备冷却水系统的正常冷却，提供辅助喷淋水给稳压器泄压箱等。REA系统以安全功能划分可分为与安全功能无关的水部分和与安全功能相关的硼酸部分，具体可分为四个回路：补水回路、硼补充回路、硼酸配制回路及化学添加剂配制回路。

核电机组REA系统在调试和运行期间，可能发生REA水箱氧含量超标事件(氧含量超过100ppb)，会严重影响到核电机组的正常运行。REA水箱(001，002BA)为2个机组共用，一用一备。其内存储的是除盐除氧水，在核电厂的运行中起着很重要的作用，由于其供水会进入一回路，因此对REA供水的水质，尤其是氧含量有着严格的要求。水箱的正常水源是硼回收系统(TEP)回收的一路水(经过净化过滤，蒸发器硼水分离等过程)，而初次充水或异常情况下的应急充水有核岛除盐水分配系统(SED)的水经过辅助给水系统(ASG)的除氧器处理后供给。如果REA水箱氧含量因设备问题出现异常，若条件许可，可临时局部换水使得氧含量低于规范要求，再择机安排设备检修；若条件不许可，只能向一回路补入含氧量超标的水以降低氧含量，但这样增加了一回路管道和燃料包壳腐蚀的风险，对后续的评估也是一个考验。

在核电站调试和运行维护时，为确定REA水箱氧含量超标的原因，怀疑空气可能通过水箱橡胶薄膜套渗透进入水箱，导致氧含量超标，需要检测橡胶渗透性。目前，检测橡胶渗透性的方法有增重法和距离渗透法等方法，但存在检测效率低、效果差等问题，因此需要结合REA水箱橡胶薄膜套材质差异，环境温度对REA水箱氧含量的影响，着力研究不同材质橡胶渗透性的差异以及环境温度对橡胶渗透性的影响，开发一套检测橡胶渗透性的实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有检测橡胶渗透性方法检测效率低、准确度差的问题，提供了一种检测橡胶渗透性的实验装置，利用氦气渗透性好、易扩散、扩散速度快等特点，采用抽真空以及氦质谱检漏等技术手段，从而更加快速有效的得到实验结果。

本实用新型的技术方案如下：

一种检测橡胶渗透性的实验装置，包括左腔室和右腔室，左腔室底面连接有左对夹法兰，右腔室底面连接有右对夹法兰，待检测的橡胶夹在左对夹法兰和右对夹法兰中间通过螺栓固定；所述左腔室连接有左输入管路，左输入管路末端的左输入接口用于连接氦质谱检测仪或氦气瓶；所述左输入管路上设置有一个左输入阀门，用于控制左输入管路的通断；所述右腔室连接右输入管路，右输入管路末端的右输入接口连接氦气瓶或抽真空泵；所述右输入管路上设置有一个右输入阀门，用于控制右输入管路的通断。

所述左腔室上还联通有左排气管路，左排气管路上设置有一个左排气阀门，用于控制左排气管路的通断；所述右腔室的筒体上还连接有一个右排气管路，右排气管路上设置有一个右排气阀门，用于控制右排气管路的通断。

在采用负压氦查漏方法时，所述右输入接口处连接抽真空泵，抽真空泵的出口通过转接头连接氦质谱检测仪。

所述右腔室的筒体上还连接有正压表和负压表，用于监测右腔室内的气体压力。

所述左腔室连接有备用管路，备用管路连接有一各压力表，备用管路上设置有一个备用阀门。

所述左腔室为圆筒形，顶面为焊接的圆形盲板，盲板中间开有通孔用于连接左输入管路。

所述右腔室形状和尺寸与左腔室相匹配，顶面焊接有圆形盲孔，盲板中间开有通孔用于连接右输入管路。

所述左输入管路和左排气管路均通过焊接方式与左腔室连接，所述右输入管路和右排气管路均通过焊接方式与与右腔室连接，正压表与正压管路采用螺纹连接，负压表与负压管路采用螺纹连接。

所述右腔室的筒体上通过正压管路连接正压表，通过负压管路连接负压表，正压管路上设置有一个正压阀门，负压管路上设置有一个负压阀门。

本实用新型的有益效果在于：

此实用新型利用氦气渗透性好、易扩散、扩散速度快等特点，采用抽真空以及氦质谱检漏等技术手段，能够更加快速有效的得到实验结果。

效果一：使用本实施例的检测橡胶渗透性的实验装置，可直观、准确地检测出这水箱橡胶薄膜套在常压下的渗透性以及在不同环境温度下的渗透性，为分析REA水箱氧含量超标的原因提供确切的理论依据，为后续制定降低REA水箱氧含量的措施指明方向。

效果二：本实施例的检测橡胶渗透性的实验装置，利用氦质谱检漏的技术手段，适用于各种橡胶材质渗透性的检测，能快速有效的得到实验结果，为工艺、工具研发提供了实验技术手段，提高了实验结果分析的准确性，降低了现场施工安全风险。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为转接头的结构示意图；

图中：1-左腔室、2-右腔室、3-左对夹法兰、4-右对夹法兰、5-左输入阀门、6-左排气阀门、7-备用阀门、8-备用管路、9-正压阀门、10-负压阀门、11-右排气阀门、12-右输入阀门、13-左输入接口、14-左排气管路、15-正压表、16-负压表、17-右排气管路、18-右输入接口。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实施例提供了一种检测橡胶渗透性的实验装置，其结构如图1所示，包括左腔室1和右腔室2；左腔室1为圆筒形，顶面为焊接的圆形盲板，盲板中间开有通孔用于连接左输入管路，底面焊接有左对夹法兰3；右腔室2为圆筒形，其形状和尺寸与左腔室1相匹配，顶面焊接有圆形盲孔，盲板中间开有通孔用于连接右输入管路，底面焊接有右对夹法兰4。在使用时，待检测的橡胶夹在左对夹法兰3和右对夹法兰4中间，并紧固法兰螺栓密封，从而使得左腔室1和右腔室2形成密封空间。左右对夹法兰上的螺栓孔的大小、数量满足密封要求即可，且盲板与左对夹法兰3和右对夹法兰4的毛刺不暴露在外。因左腔室1和右腔室2内会充装气体并进行抽真空操作，需保证腔室内壁的清洁度，一般可以采用不锈钢材质。

所述左腔室1顶面连接有一条左输入管路，左输入管路末端为左输入接口13，用于连接氦质谱检测仪或氦气瓶。在采用正压氦查漏方法时，左输入接口13处可以直接连接氦质谱检测仪；在采用负压氦查漏方法时，接口13处连接氦气瓶。

所述左输入管路上设置有一个左输入阀门5，用于控制左输入管路的通断。所述左输入管路上还联通有左排气管路14，左排气管路14上设置有一个左排气阀门6，用于控制左排气管路14的通断。所述左排气管路14也可以直接连接在左腔室1的筒体上，实现与左腔室1内部的联通。上述左输入管路和各接口的材质应当与左腔室1相同。

为了提高检测准确性，还可以在左腔室1的不同位置上设置多条备用检测管路，并连接多台氦质谱检测仪，在使用时通过多台氦质谱检测仪读数的平均值判断最终结果，以避免气体扩散不均匀导致的误差。

如图1所示，在左腔室1的筒体上还设置有一个连接有压力表的备用管路8，备用管路8上同样设置有一个备用阀门7，用于控制备用管路8的通断。在进行负压氦查漏时，备用管路8的压力表用于监测左腔室1的压力。

所述右腔室2顶面连接有一条右输入管路，右输入管路末端为右输入接口18，用于连接氦气瓶或抽真空泵。在正压氦查漏时，通过右输入管路与氦气瓶连接；在负压氦查漏时，右输入接口18处连接抽真空泵，然后再通过转接头将氦质谱检测仪连接在抽真空泵的出口处，所述转接头的形状如图2所示。所述右输入管路上设置有一个右输入阀门12，用于控制右输入管路的通断。所述右腔室2的筒体上还连接有一个右排气管路17，右排气管路17上设置有一个右排气阀门11，用于控制右排气管路17的通断。

此外，右腔室2的筒体上还通过正压管路连接有一个正压表15，通过负压管路连接有一个负压表16，用于监测右腔室2内的气体压力。正压管路上设置有一个正压阀门9，负压管路上设置有一个负压阀门10，上述管路、接口的材质应当与右腔室2相同。

本实施例中的阀门、压力表是本实验装置的重要组成部分。所用阀门尺寸需与管道相匹配且具备较好的手动调节能力；压力表(气压表)分为正压表15和负压表16两种，压力表与管道之间可采用螺纹形式连接，其量程应满足实验要求，量程范围应在气压上限的1/3至2/3之间。

结合REA水箱橡胶薄膜套材质差异，环境温度对REA水箱氧含量的影响，为着力研究不同材质橡胶渗透性的差异以及环境温度对橡胶渗透性的影响，本实施例还提供了采用上述实验装置进行橡胶渗透性检测的方法。

所述橡胶渗透性检测方法，依次包括如下步骤：

S1.将待检测橡胶放置在左对夹法兰3和右对夹法兰4中间，并紧固法兰螺栓密封，从而使得左腔室1和右腔室2形成密封空间；

S2.采用正压氦查漏方法和/或负压氦查漏方法，得到待检测橡胶的泄漏率；

S2.1正压氦查漏方法依次包括如下步骤：

S2.1.1关闭左排气阀门6、备用阀门7、右排气阀门11和负压阀门10，打开左输入阀门5、正压阀门9和右输入阀门12；

S2.1.2在左输入接口13处连接氦质谱检测仪，在右输入接口18处连接氦气瓶；

S2.1.3打开氦气瓶向右腔室2充入氦气使右腔室2内的压力保持在80～100KPa，关闭氦气瓶和右输入阀门12，至少保压30分钟；通过正压表15监控右腔室2内的压力，保证其在要求范围内，当压力低于80KPa时，打开右输入阀门12和氦气瓶进行补压；

S2.1.4记录氦质谱检测仪的读数，然后与当前环境下的本地示值相比较，从而得出待检测橡胶的泄漏率；

S2.2负压氦查漏方法依次包括如下步骤：

S2.2.1关闭左排气阀门6、右排气阀门11和正压阀门9，打开左输入阀门5、备用阀门7、负压阀门10和右输入阀门12；

S2.1.2在右输入接口18处连接抽真空泵，抽真空泵出口通过转接头连接氦质谱检测仪，在左输入接口13处连接氦气瓶，在备用管路8接入一个压力表；

S2.1.3打开氦气瓶向左腔室1充入氦气，使左腔室1内的压力为10～15KPa，关闭氦气瓶和左输入阀门5，至少保压30分钟；通过备用管路8处的压力表监控左腔室1内的压力，保证其压力为10～15KPa，必要时打开左输入阀门5和氦气瓶进行补压；

S2.1.4对右腔室2进行抽真空操作，当负压表16指针在45～55KPa时，记录氦质谱检测仪读数，然后与当前环境下的本地示值相比较，从而得出待检测橡胶的泄漏率；

S2.3取S2.1正压氦查漏方法得到待检测橡胶的泄漏率或S2.2负压氦查漏方法得到待检测橡胶的泄漏率，或取两者的平均值，得到最终的待检测橡胶的泄漏率；

S3.打开左排气阀门6和右排气阀门11，分别排出左腔室1和右腔室2内的氦气。

说明：本实施例的实验装置和检测方法同时可以用于研究不同环境温度对橡胶渗透性的影响，例如：可以在冰库或者恒温房中利用此装置对同一种橡胶的渗透性进行检测，对检测结果进行对比分析并得出相关结论。

本实施例的检测橡胶渗透性的实验装置和方法的有益效果主要体现在以下两个方面：

效果一：通常REA水箱橡胶薄膜套材质有三种，分别为丁晴橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶。使用本实施例的检测橡胶渗透性的实验装置，可直观、准确地检测出这三种水箱橡胶薄膜套在常压下的渗透性以及在不同环境温度下的渗透性，为分析REA水箱氧含量超标的原因提供确切的理论依据，为后续制定降低REA水箱氧含量的措施指明方向。

效果二：本实施例的检测橡胶渗透性的实验装置，利用氦质谱检漏的技术手段，适用于各种橡胶材质渗透性的检测，能快速有效的得到实验结果，为工艺、工具研发提供了实验技术手段，提高了实验结果分析的准确性，降低了现场施工安全风险。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种检测橡胶渗透性的实验装置，其特征在于：包括左腔室(1)和右腔室(2)，左腔室(1)底面连接有左对夹法兰(3)，右腔室(2)底面连接有右对夹法兰(4)，待检测的橡胶夹在左对夹法兰(3)和右对夹法兰(4)中间通过螺栓固定；所述左腔室(1)连接有左输入管路，左输入管路末端的左输入接口(13)用于连接氦质谱检测仪或氦气瓶；所述左输入管路上设置有一个左输入阀门(5)，用于控制左输入管路的通断；所述右腔室(2)连接右输入管路，右输入管路末端的右输入接口(18)连接氦气瓶或抽真空泵；所述右输入管路上设置有一个右输入阀门(12)，用于控制右输入管路的通断。

2.如权利要求1所述的一种检测橡胶渗透性的实验装置，其特征在于：所述左腔室(1)上还联通有左排气管路(14)，左排气管路(14)上设置有一个左排气阀门(6)，用于控制左排气管路(14)的通断；所述右腔室(2)的筒体上还连接有一个右排气管路(17)，右排气管路(17)上设置有一个右排气阀门(11)，用于控制右排气管路(17)的通断。

3.如权利要求2所述的一种检测橡胶渗透性的实验装置，其特征在于：在采用负压氦查漏方法时，所述右输入接口(18)处连接抽真空泵，抽真空泵的出口通过转接头连接氦质谱检测仪。

4.如权利要求3所述的一种检测橡胶渗透性的实验装置，其特征在于：所述右腔室(2)的筒体上还连接有正压表(15)和负压表(16)，用于监测右腔室(2)内的气体压力。

5.如权利要求4所述的一种检测橡胶渗透性的实验装置，其特征在于：所述左腔室(1)连接有备用管路(8)，备用管路(8)连接有一个压力表，备用管路(8)上还设置有备用阀门(7)。

6.如权利要求1、2或3所述的一种检测橡胶渗透性的实验装置，其特征在于：所述左腔室(1)为圆筒形，顶面为焊接的圆形盲板，盲板中间开有通孔用于连接左输入管路。

7.如权利要求6所述的一种检测橡胶渗透性的实验装置，其特征在于：所述右腔室(2)形状和尺寸与左腔室(1)相匹配，顶面焊接有圆形盲孔，盲板中间开有通孔用于连接右输入管路。

8.如权利要求1或2所述的一种检测橡胶渗透性的实验装置，其特征在于：所述左输入管路和左排气管路均通过焊接方式与左腔室(1)连接，所述右输入管路和右排气管路均通过焊接方式与右腔室(2)连接，正压表(15)与正压管路采用螺纹连接，负压表(16)与负压管路采用螺纹连接。

9.如权利要求5所述的一种检测橡胶渗透性的实验装置，其特征在于：所述右腔室(2)的筒体上通过正压管路连接正压表(15)，通过负压管路连接负压表(16)，正压管路上设置有一个正压阀门(9)，负压管路上设置有一个负压阀门(10)。

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