深度揭秘氦质谱检漏技术（8）

——钢桶氦质谱检漏技术的应用

文/杨文亮

钢桶是包装物，对于很多的盛装货物，要求完全的密封，一但泄漏，不仅是货物的损失，还可能造成爆炸、燃烧、中毒及环境污染等各类事故。所以，保证钢桶的气密性，是钢桶生产的关键。因此，在钢桶生产过程中除了要对钢桶的卷边、焊缝、密封器进行严格检漏外，在钢桶的总装生产线上，还要对钢桶的完整产品进行全数出厂检漏。

传统的钢桶检漏方法，主要是采用气泡法检漏。气泡法就是将钢桶浸入水里，再向桶内充入压缩空气，观察有没有气泡产生。生产线上一般采用水枪向卷边、焊缝上喷射皂液，观察有无气泡产生，以判断钢桶是否泄漏。气泡法检漏成本低、操作简单、定位准确，但检漏灵敏度低，生产效率也低，检测工人劳动强度也大，泄检率也比较高，检漏后还要对钢桶表面进行干燥处理，以防生锈。生产线上的气泡检漏法，检漏效率不能满足钢桶标准的气密检验时间要求，所以不仅不能达到100%的检漏率，以而且影响检漏速度和生产节拍。

近年来，由于氦质谱检漏具有灵敏度高、反应快、精确性高、安全性强等绝对优势，在国内钢桶行业的应用越来越广泛。

可用于钢桶检漏的氦质谱检漏仪，有两种不同的类型，一种是精确定位检漏，就是可以精确找到漏点位置，缺点是检漏效率低。另一种是不精确定位的整体检漏，只能检出漏桶，但不能精确定位，优点是检漏效率高，可跟随生产线速度全检。一般来说，这两种检漏方法配合使用最好，先在生产线上用整体检漏法检出漏桶，再对漏桶利用精确定位检漏法查出漏点。

一、精确定位检漏

精确定位检漏分三个过程，即抽空充氦过程、检漏过程、氦气回收过程。如图1所示。

图1 精确定位检漏流程图

如在生产线上运行该检漏系统，则必须满足以下基本要求：

1）检漏速度必须满足生产线的运行速度，即节拍要求；

2）有效最小可检漏率要低于产品允许的单孔漏率（一般为50倍）。

精确定位检漏系统原理图，如图2所示。

图2 精确定位检漏系统原理图

原理图中的所有压力计均为压力继电器，控制电磁阀的自动开和关。除了工作开始要手动按下“配气”和“回收”两个按钮外，其余过程全是自动进行的。

1、抽空、充氦过程

用快速接头将钢桶与抽空充氦系统连接，按下“配气”按钮，起动真空泵1和真空继电器后，电磁阀4和隔离阀自动打开，贮气罐2自动向贮气罐1中充气。当贮气罐1中的压力达到设定值后电磁阀4和隔离阀自动关闭，电磁阀1和2打开，真空泵1对钢桶抽气。当真空继电器压力达到设定值后，电磁阀1和2自动关闭，电磁阀3自动打开，贮气罐向钢桶内充氦气，充气压力由压力计1显示，这就完成了抽空充氦过程。钢桶充氦气后，拔下快速接头送入下一工位进行检漏。

如果在预定的抽气时间内（由专门的时间继电器设置）真空泵1不能将钢桶抽到预设的压力值（在真空继电器上设置），报警装置报警，说明钢桶有大漏，应立即拔下快速接头，将该钢桶从生产线上剔除，换上另一个钢桶进行新的抽空、充氦过程。

2、检漏过程

对已充好氦气的钢桶的焊缝和卷边，用氦质谱检漏仪的吸枪进行正压检漏。检漏仪上预置了产品的允许漏率值，超过该值判为不合格品。

3、氦气回收过程

检完漏后的钢桶进入氦气回收工位后，钢桶通过快速接头与氦气回收系统连接，按“回收”按钮，起动压缩机和真空泵2，电磁阀6自动打开，当钢桶压力高于压力计4设定的上限压力时，电磁阀7和8延时自动打开，同时开启时间继电器，真空泵2将钢桶中的氦气抽至压缩机入口，再由压缩机压向贮气罐中。当时间继电器达到预置时间后，自动关闭电磁阀7和8，氦气回收过程结束。

回收的氦气可通过隔离阀和电磁阀4送至充气系统再利用。当贮气罐2中的压力低于压力计3设置的下限值时，电磁阀5自动打开，由气瓶向贮气罐2中补充气体。当贮气罐2中的压力达到压力计3设置的上限值时，电磁阀5又自动关闭。

钢桶中的氦气回收后，检漏合格的空调器送入下一道工序，超过允许漏率的空调器离开生产线进行补焊，补焊好后返回抽气、充氦工位，重新进行抽空、充氦、检漏。

二、整体检漏

钢桶不精确定位的整体检漏，也分三个过程：抽空充氦过程、检漏过程和氦气回收过程。抽空充氦过程和氦气回收过程及其系统与精确定位检漏完全相同，这里不再介绍。而整体检漏过程与定位检漏不同，它采用钢桶内部充氦后放入真空室中进行抽空总检的方法。这个方法灵敏度高、反应时间短，能迅速测出钢桶的总漏率。但该方法不能确定漏孔的位置，因此一旦总漏率超出允许值，必须从生产线上剔除下来进行找漏。

图3 生产线上钢桶整体检漏系统

生产线用钢桶检漏系统如图3所示。它是具有两个真空室的系统，在一个检漏过程中可完成两个钢桶的检漏。系统由真空室、抽空机械泵、氦清除机械泵、氦质谱检漏仪、快速接头、电磁阀及管道检成。对于每一个已完成充氦的钢桶来说，其检漏过程包含插入、关闭、抽气、检漏、放大气、开启和取出等7个步骤。具体操作步骤职下：

1、插入

开总电源，超动检漏仪，当检漏仪正常工作后，开机械泵1、机械泵2，将充好氦气的钢桶放入真空室1中。

2、关闭

关闭真空室1的门，电磁阀1、电磁阀3自动打开，电磁阀2和电磁阀4关闭。

3、抽空

机械泵1和机械泵2同时对真空泵1抽气，抽气至规定时间，电磁阀1自动关闭，完成抽空过程和清除氦气过程。

4、检漏

检漏仪在10s内完成对钢桶的检漏，电磁阀3自动关闭。

5、放大气

检漏结束后，延时打开电磁放气阀1，在5s内完成对真空室1放大气。

6、开启

打开真空室1的大门。

7、取出

从真空泵室1中取出检完漏的钢桶。

到此完成一个检漏循环，同时在另一个真空室2中对另一个钢桶的检漏也正在进行中。

整个过程持续20s，完成两台钢桶的检漏。图4表示出两只钢桶检漏步骤的时间交替情况。

图4 两只钢桶检漏步骤的时间交替情况

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