隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，低溫液體在工業(yè)中大量使用，使得高真空多層絕熱結(jié)構(gòu)運(yùn)輸車得到了廣泛的應(yīng)用，而低溫液體運(yùn)輸車罐體夾層真空的質(zhì)量與檢漏技術(shù)相關(guān)，對(duì)漏氣速率的檢驗(yàn)直接關(guān)系到罐體的使用壽命。因此，本文介紹了一種氦檢漏的物理過(guò)程和低溫液體運(yùn)輸車氦檢漏的方法。

1、氦檢漏的物理過(guò)程

　　氦質(zhì)譜檢漏法是世界公認(rèn)的靈敏度最高、對(duì)漏孔既能定位又能定量的一種無(wú)損檢測(cè)方法。

　　用氦質(zhì)譜檢漏儀進(jìn)行檢漏時(shí)，被檢件的全部或局部是處于加壓或抽空的狀態(tài)，檢漏儀總是處于被檢件器壁的低壓一側(cè)。示漏物質(zhì)通過(guò)被檢件上的漏孔進(jìn)入檢漏儀之前，一部分被輔助真空系統(tǒng)抽走，另一部分進(jìn)入檢漏儀。

　　檢漏儀與被檢件及輔助真空系統(tǒng)連接，系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后即可開(kāi)始工作。在氦氣尚未噴到漏孔上時(shí)，檢漏儀本底值可認(rèn)為零值（或補(bǔ)償?shù)搅悖�。噴氦氣后，氦氣將通過(guò)漏孔進(jìn)入檢漏系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)各處氦的分壓開(kāi)始上升，直到穩(wěn)定狀態(tài)（即進(jìn)入的氦氣量等于被抽走量）。若此時(shí)停止噴氦，由于泵的抽氣作用，系統(tǒng)內(nèi)各處氦分壓會(huì)逐漸降低，最后趨于初始的零本底值。

2、低溫液體運(yùn)輸車罐體夾層真空氦檢漏工藝

　　低溫液體運(yùn)輸車罐體由內(nèi)筒體、外筒體、支撐部分、多層絕熱層、吸附劑和抽氣嘴組成，如圖1所示。低溫液體運(yùn)輸車罐體的外筒體和內(nèi)筒體的材質(zhì)為0Cr18Ni9，絕熱層是指在內(nèi)筒體外表面用鋁箔和玻璃纖維紙進(jìn)行纏繞而構(gòu)成的多層絕熱結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒體和外筒體之間的支撐材料為環(huán)氧玻璃鋼，分子篩管是用來(lái)充裝吸附劑分子篩的裝置，外筒體和內(nèi)筒體之間稱為夾層。

　　低溫液體運(yùn)輸車是通過(guò)抽氣嘴對(duì)夾層進(jìn)行抽真空來(lái)達(dá)到真空絕熱的目的。氦檢漏是指用氦質(zhì)譜檢漏儀對(duì)內(nèi)筒體和夾層進(jìn)行檢漏的工藝，氦檢漏工藝的優(yōu)劣是影響抽真空效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.1、氦檢漏前的準(zhǔn)備

　　檢測(cè)低溫液體運(yùn)輸車是否具有良好的真空度，就應(yīng)嚴(yán)格控制罐體夾層的漏率，以保證罐體能有良好的密封性。以前采用超聲、射線、磁粉、滲透等手段的檢測(cè)都不能滿足抽真空的要求（母材做超聲檢測(cè)），漏點(diǎn)仍有可能在任何地方現(xiàn)，如焊道、母材等。若采用氦檢漏技術(shù)，可以有效地解決漏點(diǎn)的問(wèn)題，但在抽真空之前先需做好檢漏前的準(zhǔn)備。

2.1.1、對(duì)真空系統(tǒng)進(jìn)行清潔處理

　　檢漏前要對(duì)低溫液體運(yùn)輸車的真空系統(tǒng)進(jìn)行去除焊渣、油垢及清潔處理，然后對(duì)罐體進(jìn)行烘干處理。清潔處理的目的是為了使漏孔不被污物、油、有機(jī)溶液等堵塞，并使檢漏儀器不會(huì)被污染。由于氦質(zhì)譜檢漏法的設(shè)備和氦氣都較為昂貴，為了提高檢漏效果，節(jié)省氦氣，檢漏前還應(yīng)對(duì)真空系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)抽空處理。

2.1.2、對(duì)真空系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)抽空處理

　　將低溫液體運(yùn)輸車罐體置于加溫爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)抽空，當(dāng)夾層的真空度＜10 Pa時(shí)，向抽空管路通入高純氮?dú)庵帘韷?.1MPa，然后加溫至120℃～130℃，保溫不少于12 h。爐內(nèi)不同位置放置三個(gè)熱電偶以觀察和控制溫度。啟動(dòng)抽空機(jī)組抽空4～6 h，用高純氮?dú)鉀_入真空夾層至表壓0.1 MPa，繼續(xù)加溫6 h之后抽空。

　　這種充入氮?dú)�、加溫和抽空過(guò)程一般不少于8～10次，在此過(guò)程中，為保持溫度恒定，抽空機(jī)組與罐體之間應(yīng)安裝冷阱，且保證冷阱內(nèi)液氮液位不能為零。充氮加溫時(shí)冷阱應(yīng)取下，并除霜干燥，如圖2所示。當(dāng)冷阱內(nèi)無(wú)明顯結(jié)霜且真空度進(jìn)入0.1 Pa時(shí)，才可對(duì)夾層進(jìn)行氦檢漏。

2.2、檢漏方法

　　目前，低溫液體運(yùn)輸車常用的檢漏方法為氦質(zhì)譜檢漏儀法。常用的有兩種檢漏方法，即氦罩法和噴吹法。檢漏時(shí)，先用氦罩法進(jìn)行總漏率的測(cè)定，當(dāng)總漏率超出允許值后再用噴吹法進(jìn)行漏孔的定位工作。低溫液體運(yùn)輸車內(nèi)筒體總漏率應(yīng)小于2×10^-7 Pa·m3/s 夾層總漏率應(yīng)小于6×10^-7 Pa·m /s。

2.2.1、氦罩法

　　氦罩法是用一個(gè)檢驗(yàn)罩把被檢件包起來(lái)（如圖3），檢漏時(shí)先排除罩內(nèi)空氣，再?zèng)_入100 kPa的氦氣；當(dāng)檢漏儀輸出指示有變化時(shí)，表明處于氦罩下的被檢件有漏孔。

　　低溫液體運(yùn)輸車氦檢漏的工藝過(guò)程如下：對(duì)于局部氦罩要求用塑料覆蓋焊縫，兩邊用膠帶粘好，中間明顯鼓起。整體氦罩法要求用塑料薄膜將整個(gè)筒體覆蓋，塑料薄膜搭接部位用膠帶粘好，底部邊緣要壓緊，使之形成一個(gè)完整的氦罩。

　　充氦口應(yīng)開(kāi)在氦罩的最低處，充氦時(shí)必須有專人監(jiān)視檢漏儀，并把信息報(bào)告充氦人員。待整個(gè)氦罩全部鼓起后，氦氣在罩內(nèi)至少保持15 min。當(dāng)檢漏儀輸出指示有變化時(shí)，表明被檢件有漏孔。如發(fā)現(xiàn)漏孔較大時(shí)，應(yīng)停止檢漏，向低溫液體運(yùn)輸車罐體內(nèi)充氮?dú)狻⒊檎婵�，在保證容器內(nèi)真空度、氦本底滿足檢漏儀檢漏要求后，用噴吹法找出漏點(diǎn)位置并作上標(biāo)記，在罐體內(nèi)充入氮?dú)膺M(jìn)行補(bǔ)焊。補(bǔ)焊完成后對(duì)補(bǔ)焊位置再次進(jìn)行抽真空檢漏。

　　圖3中標(biāo)準(zhǔn)漏孔是指一個(gè)在給定條件下能向真空系統(tǒng)提供已知的氣體流量的裝置，標(biāo)準(zhǔn)漏孔是用來(lái)校準(zhǔn)檢漏儀的靈敏度和標(biāo)定檢出漏孔的大小。

2.2.2、噴吹法

　　噴吹法是最常用、最方便的檢漏方法。當(dāng)總漏率超出允許值后用噴吹法進(jìn)行漏孔的定位工作。檢漏時(shí)，用連接在裝有氦氣的氣瓶上的噴嘴在疑有漏孔處進(jìn)行噴吹。噴吹法檢漏應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　a. 檢漏次序應(yīng)從被檢件的上方至下方，由靠近檢漏儀處向遠(yuǎn)離檢漏儀處逐點(diǎn)進(jìn)行噴吹。

　　b. 粗檢時(shí)用大口徑的噴嘴，使氦氣流的覆蓋面積較大，找出漏孔所在的區(qū)域后，改用小口徑噴嘴尋找出漏孔的準(zhǔn)確位置。

　　c. 檢出的大漏孔先行修補(bǔ)（用真空泥封堵），再尋找小漏孔。

　　d. 當(dāng)存在兩個(gè)相距很近的可疑漏孔點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先蓋住一點(diǎn)，再用最細(xì)的噴嘴噴吹另一點(diǎn)。

　　e. 當(dāng)噴嘴噴吹某點(diǎn)時(shí)，如果檢漏儀指示有變化，但其上升速度很慢且指示值很不一致，則表明鄰近的其他地方還有大漏孔。

　　f. 檢示出漏孔后還應(yīng)再作幾次復(fù)驗(yàn)。檢漏環(huán)境要通風(fēng)良好、清潔、干燥，不得有強(qiáng)電磁干擾和強(qiáng)烈振動(dòng)，環(huán)境溫度為23℃±7℃，現(xiàn)場(chǎng)需備有溫度和大氣壓力監(jiān)測(cè)裝置。