Helio nuotėkio bandymas
Principas
Helis yra dujos, turinčios ypač mažą molekulinę masę ir stiprią pralaidumą. Helio nuotėkio bandyme naudojama didelio jautrumo helio masės spektrometro aptikimo funkcija, kad nustatytų vožtuvo sandarinimo efektyvumą, nustatant, ar yra helio nutekėjimas už vožtuvo. Kai vožtuvas užpildytas helium, jei vožtuve yra nuotėkio kanalas, helis pasitrauks iš nuotėkio į vožtuvo išorę. Helio masės spektrometro nuotėkio detektorius gali užfiksuoti ypač nedidelį helio nuotėkio signalų kiekį, taip pasiekdamas didelio tikslumo vožtuvo sandarinimo nustatymą.
Veikimo veiksmai
Paruošimas
Įdėkite vožtuvą į gerai uždarytą bandymo talpyklą ar sistemą, kad įsitikintumėte, jog ryšys tarp vožtuvo ir bandymo aplinkos yra sandari, ir nėra papildomo nuotėkio kelio. Pavyzdžiui, specialioje helio nuotėkio aptikimo laboratorijoje, skirtai tikslumui mažam vožtuvui, įdėkite jį į specialią uždarytą bandymo dėžę ir per dujotiekį prijunkite jį prie helio šaltinio ir helio masės spektrometro nuotėkio detektoriaus.
Kalibruokite ir pašildykite helio masės spektrometro nuotėkio detektorių, kad jis būtų normalios darbinės būklės. Kalibravimo procesas yra pagrindinis žingsnis siekiant užtikrinti, kad nuotėkio detektorius galėtų tiksliai nustatyti helio nutekėjimą, ir jį reikia griežtai valdyti pagal prietaiso eksploatavimo instrukcijas.
Helio užpildymas
Pripūskite vožtuvą heliu esant tam tikru slėgiu. Helio užpildymo slėgis turėtų būti pagrįstai nustatytas atsižvelgiant į vožtuvo tipą, dydį ir bandymo reikalavimus ir paprastai atliekamas esant mažesniam slėgiui, kad būtų išvengta vožtuvo pažeidimo ar paveiktų jo įprastą jo veikimą. Pavyzdžiui, vidutinio dydžio vožtuvui helio užpildymo slėgį galima nustatyti į 0.5 - 1 juostą.
Helio užpildymo metu įsitikinkite, kad helis tolygiai užpildo visas vožtuvo dalis. Helį galima išsklaidyti, tinkamai sukraunant arba vibruojant vožtuvą. Tuo pat metu atkreipkite dėmesį į helio užpildymo greičio kontrolę, kad išvengtumėte per didelių slėgio svyravimų ar kitų netikėtų situacijų, kurias sukelia per greitas užpildymas.
Aptikti nuotėkį
Norėdami nuskaityti ir aptikti vožtuvo išorę, naudokite helio masės spektrometro nuotėkio detektorių. Operatorius lėtai juda nuotėkio detektoriaus zondą išilgai vožtuvo paviršiaus, kad užtikrintų, jog visi įmanomi nutekėjimai būtų uždengti, pavyzdžiui, sandarinimo paviršius, vožtuvo kotas, vožtuvo korpuso jungtis ir kt.
Kai helio masės spektrometro nuotėkio detektorius nustato helio nuotėkį, prietaisas nusiųs signalą ir parodys nuotėkio greitį. Nuotėkio greičio dydis atspindi vožtuvo nuotėkio sunkumą, kuris paprastai išreiškiamas atsižvelgiant į helio tūrio ar masės, nutekėjusio per laiką, atžvilgiu. Remiantis skirtingais taikymo scenarijais ir standartiniais reikalavimais, yra aiškių taisyklių dėl leidžiamo vožtuvų nuotėkio greičio. Pvz., Leistinas vožtuvų, naudojamų kai kuriose aukščiausios klasės puslaidininkių gamybos įrangoje, nuotėkio greitis gali būti labai žemas, paprastai reikalaujama, kad būtų mažesnis nei 10⁻⁹ PA ・ M³/s.
Jei aptinkamas nuotėkis, reikia toliau nustatyti nuotėkio vietą. Nuotėkio tašką galima tiksliai nustatyti, ant skirtingų vožtuvo paviršiaus dalių tepant nedidelį kiekį helio, o tada vėl naudojant nuotėkio detektorių aptikti, stebint nutekėjimo greičio pokyčius.
Taikymo scenarijus
Helio nuotėkio bandymas yra tinkamas vožtuvams, kuriems yra ypač dideli sandarinimo reikalavimai, pavyzdžiui, aukštųjų technologijų laukuose, tokiuose kaip branduolinė energija, aviacijos ir kosmoso ir puslaidininkių. Branduolinės energijos srityje vožtuvai pirminėje branduolinių elektrinių grandinės sistemoje turi atlaikyti aukštą temperatūrą, aukštą slėgį ir radioaktyviąją aplinką ir turėti ypač aukštus sandarinimo reikalavimus. Bet koks mažas nuotėkis gali sukelti rimtų saugos avarijų. Todėl norint užtikrinti absoliutų vožtuvo sandarinimą, naudojamas helio nuotėkio bandymas. Aviacijos ir kosmoso lauke raketų variklių degalų ir oksidatorių tiekimo sistemose turi užtikrinti nulis nutekėjimo, kad būtų užtikrintas raketos paleidimo saugumas ir stabilus našumas. Helio nuotėkio bandymas yra svarbi priemonė nustatyti šių vožtuvų sandarinimą. Puslaidininkių gamybos pramonėje gamybos procese reikalingos didelės grynumo dujos. Nedideli vožtuvų nutekėjimai užterš dujas ir paveiks drožlių kokybę. Todėl helio nuotėkio bandymai yra plačiai naudojami siekiant užtikrinti vožtuvų sandarinimo efektyvumą ir atitikti griežtus gamybos proceso reikalavimus.
