Vakuumudstyr lækningsdetektion og fejldetektion

Vakuumudstyr lækningsdetektion og fejldetektion

Med den løbende udvikling og opdatering af teknologi bliver vakuumudstyrets typer og strukturer mere og mere diversificerede. For at sikre produktionenes sikkerhed og effektivitet kombineres forskellige udstyrsstrukturer for at stille forskellige krav til lækagedetektion og fejldetektering af udstyr. Analyser de traditionelle og nyeste testteknikker og midler, og fremfør anvendelsesomfanget og nøglepunkterne i henhold til den aktuelle applikation, så produktions- og brugerenhederne kan vælge de passende testmetoder og instrumenter bekvemt og hurtigt.

Med den kontinuerlige udvikling af videnskab og teknologi og forbedring af produktkvalitetskravene har anvendelsen af vakuumudstyr i forskellige brancher været hidtil uset forfremmelse. Vakuumrelateret udstyr er vidt brugt inden for rumfartsimuleringstest, nuklear industri, rumion-kollisionstest, vakuumvarmebehandling af mekaniske dele, vakuumsvejsning af nye dele, vakuummetallurgi, biofarmaceutisk og vakuumfrysningstørring og konservering. Uanset udstyrsproduktionsvirksomheder eller brug af virksomheder er udstyrets sikkerhed og pålidelighed at sikre normal produktion under de tidlige forhold. Tidlig detektion af lækager og udstyrs placering af udstyr bliver nøglen til at fjerne skjulte farer. Med den løbende opdatering og udvikling af teknologi i de senere år er der flere og flere testmetoder og teknisk udstyr til rådighed, og felterne og industrierne er mere omfattende.

Baseret på produktionspraksis i de seneste år og sporing af relateret teknologiudvikling i ind-og udland analyserer dette papir omfattende de vigtigste teknologier og principper for lækedetektion / fejl på nuværende tidspunkt og opsummerer fordele og ulemper ved forskellige lækdetektering / fejldetektering teknologier under forskellige vakuumudstyr og driftsbetingelser for at skabe teoretisk grundlag for personale med behov for lækagedetektering og fejldetektering.

I henhold til vakuumudstyrets forskellige skalstruktur kan vakuumudstyr opdeles i to typer: dobbeltkappestruktur (vandkølet) og enkeltlagsstruktur (ikke-vandkølet). I dette tilfælde kan defekten føre til vandlækage eller luftlækage. Både vandlækage og luftlækage vil medføre stor skade på produktionstesten og selve udstyret, især for den vakuum ved højtemperatur varmebehandlingsovn, kan forekomsten af vandlækage føre til menneskers sikkerhedsulykker, som man skal være meget opmærksom på .

1. Typer af mangler
Defekt på udstyrshallen kan generelt opdeles i flere typer . I form af ovennævnte mangler vil følgende blive uddybet ud fra to aspekter:
(1) lækagedetektion af lækagepunkter gennem kropsmaterialerne.
(2) fejlregistrering for indre defekter i kroppen.

Figur 1 lækage ved svejsesøm

Fig. 2 lækage af bearbejdningsfejl

2. Lækagedetektion og fejldetektion af vakuumudstyr

Generelt set skal vakuumudstyret testes for tæthed, før det forlader fabrikken, og det dannede lækage kan findes i tide, som kan løses ved svejsning. For trykbeholder (opbevaringstanke, tank, gas-slukkeovn med højt tryk osv.) Skal anvende metoden til røntgenstråledetektering, tidligt til at placere manglerne ved den mellemliggende inspektion, men for trykbeholdere i vakuumudstyr skal sand inkludering og svag defekt eller ikke lækker defekter såsom svejsepulje for tynd, foretages normalt ikke inspektion, dette er til brug af udstyr efter den sikre skjulte problemer, så behandle denne form for fejl bør også teste, fjerne så snart som muligt.

De almindeligt anvendte detektionsmetoder er metode til positivt tryk, metode til negativt tryk og røntgenstråledetektering, magnetisk pulverfejldetektering, ultralydsfejldetektering, permeabilitetsfejldetektering, hvirvelstrømsfejldetektering, gammastrålefejldetektion, parafin test, termisk infrarød billeddannelsesfejl detektion, faset array-instrumentfejldetektion, farveinspektion og fejldetektering.

2.1 positivt trykmetode

Metoden med positivt tryk er at forsegle og oppustes det detekterede udstyr, så dets indre tryk er højere end det ydre atmosfæriske tryk, som kan bedømmes ved hjælp af trykfaldsmetoden, vand-nedsænkningsdetektion og fastpunktsdetektion.

A. Bedømmelse efter trykfaldsmetode: under betingelse af fuldstændig forsegling af alle kontaktflader, kan størrelsen på lækage-mængden bestemmes ved at måle trykændringer med trykinstrument, og derefter kan udstyrets lækage udledes, men lækageret kan ikke placeres klart.

q = (P1-P2) / ΔT

Hvor P1 - - trykværdi inde i udstyret i starten af testen efter inflation, Pa; P2 - trykværdi inde i udstyret ved afslutningen af testen, Pa; Δ T - test total tid T2 - T1, h
For at foretage en mere nøjagtig kvantitativ vurdering af udstyrets lækagestørrelse kan det også konverteres til lækagehastighed.

qL = q × V / 3600

Hvor, V - volumen af vakuumudstyr, L

Ifølge forskelligt udstyr er den krævede lækagehastighed ikke den samme, hvilket er egnet til kvalitativ vurdering af lækage af store containere, og det er vanskeligt at detektere mikrolækage.

B. Detektion af nedsænkning af vand: når trykket i udstyret når positivt tryk, nedsænkes det i vand og bedømmes placering og størrelse af lækage ved at observere bobleforholdene. Det er velegnet til detektion af små komplekse hulrumstætninger og kan bestemme placeringen af lækage punkt mere nøjagtigt. Derfor kaldes denne metode også boblemetode. For stort udstyr, der kræver stort nok vandtank, er udstyret til løft og håndtering relativt vanskeligt, personaleobservationer er ikke let at lukke og betjene, og metoden til at være opmærksom på styringen af inflationstrykket, lavt tryk med mikro-tragtet producerer ikke bobler, for meget pres på selve enheden og driftspersonalets sikkerhed skjulte problemer, bør være i overensstemmelse med konstruktionen af testbeholderen for at bestemme passende trykområde. På samme tid, for dobbeltlagsomslagskonstruktionen, er det kun for at bestemme, om der er lækage, der vil strømme bobler fra indløbs- og udløbsrøret, og det kan ikke være tydeligt om væggen i det specifikke lækage.

C.Fixed-point test: Når det positive tryk er nået inde i udstyret, overtrækkes alle grænseflader og svejsninger med sæbevand. Når der er lækage, finder man åbenlyse bobler. Størrelsen og hyppigheden af bobler kan bruges til at lokalisere lækage og bestemmelse af lækage. Denne metode er især velegnet til strukturen af dobbeltmantlet overvågning (som vist i figur 3), generelt kun indløbsudløbet på grund af strukturen ved at blokere en åbning, til en anden mund, der fylder det positive tryk, til udstyr inden i og udenfor alle grænseflader i svejsningen og pladen tragtet til nøjagtig vurdering, og denne form for struktur kan være inflationstrykket er relativt højt, mere praktisk til observation, og betjeningen er enkel, ingen andre købte komponenter og testudstyr.

Fig. 3 dobbelt jakke ovn krop

2.2. Metode med negativt tryk

Metoden med undertryk er at støvsuge udstyret under betingelse af tætning, hvilket er det modsatte af metoden med positivt tryk. Lækagedømmelse og bestemmelse kan afsluttes ved hjælp af trykstigningshastighedsmetoden, acetone-lækagedetektionsmetoden og helium GMS lækagedetektor.

A. metode til presstigning. Bedøm lækagemængden kvalitativt ved at beregne hastigheden for trykstigning

q = (P2-P1) / ΔT

I formlen P1 - vakuumgrad 15 minutter efter stopning af ekstraktionen af vakuumkammer, Pa; P2 - vakuumgrad inde i udstyret ved afslutningen af testen, Pa; Δ T - test total tid T2 - T1, h

På grund af de forskellige driftsbetingelser for udstyr og krav til vakuumgrad, kan P1 være forskellige størrelsesordener forskellige, hvilket bestemmer formen for vakuumekstraktionssystem. På samme tid, for forskellige former for ovn bør fuldt ud overveje effekten af udgassing (især grafit kulstof filt og aluminiumsilikat fiber porøst termisk isoleringsmateriale), foreslå at tage grænse og bageovn, hastigheden af trykstigning test igen, kan bedømme lækage og ved beregning, men kan ikke foretage en klar positionering for tragtposition.

B. Aceton lækagedetektionsmetode: acetonmetoden kan bruges til at bestemme placeringen af lækapunktet, når vakuumgraden er mindre end 10 Pa. For at lette observation, normalt efter lang tid med at pumpe luft til vakuumtilstand, når trykket inde i udstyret langsomt ned (har nået udstyret kan tænkes som ultimativt vakuum), brug nålen til at acetone til at sprøjte grænsefladen og svejsepositionen, på dette tidspunkt blev vakuumgraden observeret når som helst, hvis der er tragtet, nå en tragtet position i acetone, på grund af virkningen af isolering af væsken, forhindrer den fortsatte lækage i atmosfæren, vakuumgraden vil stige hurtigt, men med det acetoniske inhalerede flydende udstyr inde i hulrummet, fordamper hurtigt forgasning, udstyret til vakuumgrad falder øjeblikkeligt, så ved denne metode kan identificeres mere tydeligt tragtposition. Da acetone er en væske, skal svejsesømmen på den lodrette jord sprayes under sprøjtning fra bunden op for at forhindre en hurtig strømning af væske til bunden af svejsesømmen, hvilket påvirker bestemmelsen af lækage punktet. Denne metode til vakuumudstyr, testomkostningerne er lave, men i betragtning af acetone kan have en vis korrosionseffekt på vakuumsystem, en lille mængde ved at bruge denne metode, skal være forsigtig, især i tilfælde af en diffusionspumpe, kan acetone producere forurening til oliekroppen, påvirke diffusionspumpens olieekstraktionsevne og levetid, operatører ønsker også at gøre et godt stykke arbejde i deres egen beskyttelse for at forhindre, at acetonen kommer i kontakt med den menneskelige krop.

C. Temperament af heliumspektrumanalysator: metoden er baseret på metoden med negativt tryk ved hjælp af et massespektrometer til lækagedetektion, der er mange typer af dens forbindelsestilstand, forfatteren i henhold til den faktiske anvendelse, til den mest generelle og lækagedetektion, den laveste måde kan metoden til at bestemme placeringen af tragt og bedømmelse af lækagen, detektionsprincippediagrammet som vist i figur 4 (sparer for lille hulrumskrop, vakuumsystemet, temperamentet af heliumspektrumanalysator direkte til hulrummet pumpes detektion af gaslækage).

Fig. 4 skematisk diagram over typisk lækagedetektion

Som vist i figur 4 er typisk vakuumudstyr, og dets arbejdsprincip: start består hovedsageligt af vakuumsystemets vakuumovn, vakuum til lækagedetektor ved målepunkt, efter åben lækagedetektor er lækagedetektoren i sig selv en gruppe bestående af lille molekylær pumpe og et mekanisk pumpesuccesystem, efter dets åbning også er involveret i ekstraktionen af ovnlegemet, på dette tidspunkt kan inspektionspersonalet, heliumgas bruges til at sprænge alle grænseflader i ovnlegemet og svejse, hvis der er tragt, når helium efter denne position, vil der være en lille mængde heliumgas sammen med luft ind i ovnen, igen ved vakuumrørsvejen væk, på dette tidspunkt vil der være en lille mængde heliumgas i lækagedetektoren, heliummassen spektrometer inde i detektoren registrerer tilstedeværelsen af helium og sender en alarm for at advare detektoren om, at der er en lækage nær stedet. På grund af den lave tæthed af heliumgas flyder den opad i atmosfæren. Derfor skal den øverste del af udstyret sprænges under gasblæsningstesten for at bestemme placeringen af lækagepunktet. Når der udføres lækagedetektion af dobbeltkappe, kan jakken bruges som et uafhængigt hulrum til vakuumdetektion for at realisere engangsdetektion af indre og udvendige vægge. Da moderne lækagedetektorteknologi er tilstrækkelig til at gøre vakuumsystemets luftlækage meget mindre end systemets luftudladning, afhænger størrelsen af vakuumpumpe, som kræves af vakuumsystemet, hovedsagelig af størrelsen på luftudladningshastigheden for det anvendte materiale i vakuumsystemet. Derfor er vakuumpumpens pumpehastighed forskellig for forskellige typer foringsmaterialer.

Denne metode har en høj detekteringsnøjagtighed og er velegnet til detektion af udstyr med strenge krav til lufttæthed. Den engangsinvestering af helium lækagedetektor er relativt høj, driftsomkostningerne til detektion er relativt lave, og der er ingen fysisk skade for detektionspersonalet. Derfor er det en ideel metode til detektion af lækage. Den nuværende lækagedetektor er fremstillet i Kina, som kan bruges til opstartdetektion med lavt vakuum, og den minimale lækagedetektionshastighed er nået 10-12 cc / SEC. Alarmpunktet kan også vælges manuelt. Gennem sammenligningen af de to forældrefunktioner, der er anvendt af forfatteren, med teknologiens fremskridt, er vakuumgraden for det aktuelle udgangspunkt nået 2000Pa, hvilket sparer vakuumekstraktionstiden meget inden detektion. I mellemtiden bliver volumen af lækagedetektoren mindre og lettere, hvilket gør det lettere at bære.

2,3, X, Y ray, neutronstråler, tre, de to første er vidt brugt i kedeltryksbeholder svejsning defekt, og andre industrielle produkter, strukturmateriale, og bruges kun til specielle lejligheder, neutronstråler røntgenstråler gennem bestråling objekter vil have et tab, efter forskellige tykkelser materiale til deres absorptionshastighed, sætte filmen på den anden side af objektet for at være lys, kan producere tilsvarende, fordi stråling intensitet og forskellige grafikker, gennemgå ark personale kan ifølge billedet for at bedømme, om objekter inden i manglen og arten af manglen kræver denne metode en relativt stor initial investering, evaluering af mennesker har også brug for visse erfaringer. Det tager lang tid at træne, og operatørerne er nødt til at udføre deres egen beskyttelse. For udstyr af sandwich-typen er stråledæmpningen i den sekundære penetration meget stor, kan ikke afbildes, den specifikke placering af defekten er vanskelig at bestemme.

2.4 Princippet for magnetisk partikelfejldetektering er: når emnet magnetiseres, hvis der er en defekt på overfladen af emnet, frembringes magnetflukslækage på grund af stigningen i magnetoresistensen ved defekten og det lokale magnetfelt vil blive dannet. Magnetpulveret viser formen og placeringen af defekten her for at bedømme eksistensen af defekten. Fordelene ved magnetisk partikelinspektion er som følger: det er meget effektivt til inspektion af defekter, såsom stålmateriale eller emneoverflader revner; Enkelt udstyr og betjening; Hurtig inspektionshastighed er praktisk til inspektion af stort udstyr og arbejdsemne på stedet; Udgifterne til inspektion er også lavere. Ulemper: gælder kun for ferromagnetiske materialer; Kun defektens længde og form kan vises, men det er vanskeligt at bestemme dens dybde; Nogle arbejdsemner, der har indflydelse på restmagnetisme, har stadig behov for afmagnetisering og rengøring efter magnetisk partikelinspektion. Derfor er denne metode ikke egnet til ikke-magnetiseret metal og struktur med dobbelt kappestruktur.

2.5, det grundlæggende princip for ultralydstest er brugen af ultralyds dyb penetrering af metalmaterialer ved hjælp af et tværsnit i et andet afsnit på kanten af grænsefladens reflektionsegenskaber af mangler, en metode til at kontrollere de dele, når ultralydstrålen fra overflade af sonden gennem metaldelene indeni, stødte på defekter med henholdsvis dele, når bundreflektionsbølgen, på skærmen danner pulsbølgeform i henhold til pulsbølgen S hape for at bestemme defektens placering og størrelse. Den nuværende ultralydsfejldetektor har været i stand til nøjagtigt at indikere defektens placering, bedømme svejsesømmens mangeltype ved at bedømme den kontinuerlige tilstand af defektpositionen og konfigurere forskellige typer sonder efter den forskellige overfladeformer af detekterede arbejdsemne (se fig. 5).

Fig. 5 ultralyddetektor

Sammenlignet med røntgeninspektion har ultralydinspektion fordelene ved høj følsomhed, kort cyklus, lave omkostninger, fleksibilitet, komfort, høj effektivitet og ufarlig for menneskekroppen. Ulempen er, at det kræver glat arbejdsoverflade og erfarne inspektionspersonale for at skelne mellem manglerne og ikke har nogen visuel opfattelse af mangler. Ultralydstestning er velegnet til inspektion af dele med stor tykkelse. Til glat plan eller detektering af større krumningsradius kan almindelig sonde bruges til svejsning af testning, overflade til det modsatte køn kan fremstilles i henhold til kundens testartikler af speciel sensor for at imødekomme kravene til alle former for arbejdsforhold, til de almindelige brugt materiale til test af ultralydsfunktioner i softwaren har indset det grundlæggende præfabrikation af materiale, indtil defektstørrelsen og alarmgrænsen kan indstilles.

2,6 faset array detektor er også en slags ultralydsbølge. Parametre af den primære ultralydstråle, såsom vinkel, fokusområde og fokusstørrelse, kan styres af software. Desuden kan strålen multiplexeres over en meget lang række (svarende til faset radarteknologi). Disse funktioner tilføjer et antal nye applikationer til faset array-teknologi, såsom muligheden for hurtigt at ændre strålevinklen uden at bevæge selve sonden, mens du scanner emnet. Faset array kan også erstatte flere sonder og mekaniske dele. Gennem intern software beregning og analyse kan den intuitivt vise placeringen og størrelsen af interne defekter i den grafiske grænseflade (som vist i fig. 6). Billeddannelsesnøjagtigheden og positionsnøjagtigheden forbedres meget, og betjeningen er relativt enkel. Udstyret kan flyttes efter ønske, og sonden kan placeres i enhver position og vinkel. På nuværende tidspunkt er købsprisen for denne type udstyr relativt høj, og driftsomkostningerne er lave.

2.7. Det grundlæggende princip for farvedetektion (penetration) fejldetektering er at bruge kapillaritet til at få gennemtrængningsvæske til at trænge ind i defekter, fjerne overfladegennemtrængningsvæske gennem rengøring og derefter bruge den kapillære virkning af billeddannende middel til at adsorbere den resterende gennemtrængningsvæske i mangler for at nå formålet af testfejl. Det kan kun bruges til at detektere defekter på overfladen og kan ikke detekteres for defekter med for tynd svejsning inde i overfladen eller porer i midten af pladen.

Fig. 6-fase kontrolleret fejldetektor

2.8 Detektering af hvirvelstrøm er at anvende princippet om elektromagnetisk induktion for at tilføje excitationssignal til sondespolen. Når sonden er tæt på metaloverfladen, genererer det skiftende magnetfelt omkring spolen induceret strøm på metaloverfladen. For plademetal er strømningsretningen for induceret strøm en koncentrisk spiralcirkel, formet som en hvirvel, kaldet hvirvel. Størrelsen, fasen og strømningsmønsteret for hvirvelstrømmen påvirkes af konduktiviteten af prøven. Virvelstrømmen skaber også et magnetfelt, som igen ændrer impedansen for testspolen (se figur 7).

Fig. 7 hvirvel nuværende testprincip

Så når lederoverfladen eller nær overfladefejl eller måling af metalmaterialeændringer, vil påvirke intensiteten og fordelingen af hvirvelstrømmen og forårsaget af ændringer i hvirvelstrømstestning af spolespænding og ændring af impedans ifølge ændringen kan indirekte vide af ledere defekter, hvis der er en ændring og ydeevnen af metalmaterialer. Samtidig skal formålet med virvelstrømforsøg være ledende materialer, og det er ikke egnet til at opdage dybe indre defekter af metalmaterialer, hvilket er begrænsningen af hvirvelstrømforsøg ved anvendelse. For det andet er hvirvelstrømforsøg stadig i det ækvivalente sammenligningstrin, og den nøjagtige kvalitative og kvantitative bestemmelse af defekter skal stadig udvikles og undersøges.

Denne metode kan bruges til at registrere manglerne i udstyrspladen. Det kan også bruges til svejsesømme, der automatisk svejses, og svejsepuljen er mere ensartet. For svejsesømme, der er svejset manuelt, er måleafvigelsen for denne metode imidlertid stor, hvilket påvirker vurderingen af svejsesømmen.

2.9 termisk infrarød billeddannelsesdetektering: den del, hvis bølgelængde er 2,0ms ~ 1000ms, kaldes termisk infrarød stråle. Alle objekter omkring os, der er over absolut nul (-273 ° c) udsender konstant varme infrarøde stråler. Derfor er termisk infrarød (eller termisk stråling) den mest udbredte stråling i naturen. Foruden universitetets eksistens har termisk stråling to andre vigtige egenskaber.

(1) termisk infrarødt "atmosfærisk vindue". På grund af denne funktion leverer termisk infrarød billedteknologi avanceret nattesynsudstyr til militæret.

(2) mængden af termisk strålingsenergi af et objekt er direkte relateret til temperaturen på dens overflade. Denne egenskab ved termisk stråling gør det muligt for mennesker at bruge den til at måle temperaturen uden berøring og analysere genstands termiske tilstand, hvilket giver en vigtig detekteringsmetode og et diagnostisk værktøj til industriel produktion, energibesparelse, miljøbeskyttelse og andre aspekter. Moderne termiske billeddannelsesapparater fungerer i det midtinfrarøde område (bølgelængde 3 mikron ~ 5 mikron) eller det fjerninfrarøde område (bølgelængde 8 mikron ~ 12 mikron). Ved at detektere infrarød stråling fra en genstand producerer den termiske billedbehandling et realtidsbillede, der giver et termisk billede af scenen. Og transformer det usynlige strålingsbillede til det synlige og klare billede af menneskelige øjne. Den termiske billeddannelse er meget følsom og kan detektere temperaturforskelle på mindre end 0,1 ℃ . Baseret på dette kan vi forstå det testede udstyr som en varmekilde og bedømme defekterne inde i materialet ved at analysere den termiske billeddannelse af overfladen.

I henhold til den termiske infrarøde billeddannelsesteknologi kan vi være på den indvendige overflade af udstyr og svejse termisk infrarød detektion og billeddannelse af svejsning og alle pladerne i pladetykkelsen eller sammensætningsændringerne, fra den infrarøde bølge er også med det omgivende, ved opvarmning den indvendige overflade, den svejsede smeltede pool er svage dele af temperaturen vil være højere end den omgivende temperatur, kan vises i den infrarøde billedmateriale.

Figur 8 svejsede defekte dele

Ved iagttagelse af emnets defekter som vist i fig. 8 på grund af påvirkningen af svejseoverfladenes fladhed og arbejdsemneoverfladen er det ikke let at observere lækagepunktet i fig. 9. Når detekteres ovnlegemet som vist i fig. 10 nedenfor, kan det viste røde område bruges som den centrale placering af skjulte farer. Gennem den faktiske billeddannelseinspektion af forskellige typer arbejdsemner er effekten tydelig, når emnet med større krumning eller bedre fladhed inspiceres. Defektpositionen kan tydeligvis observeres i detektorens grænseflade, og det er ikke let at bruge denne metode til komplekse overflader. Med hensyn til selve termisk billeddannelse er den relativt lille størrelse, enkel betjening, let at transportere, operatøren kan opdage håndholdt direkte, vigtigere er fordelen ved testen er kontakt, så det kan realisere online detektion, kan være vilkårligt placeret vinkel, høj detektionseffektivitet, kan også videodetektionsproces, give feltdetektion i realtid. De unormale punkter, der leveres af den termiske infrarøde billedbehandler, skal imidlertid også undersøges yderligere af detektoren. I mellemtiden er prisen på den termiske infrarøde billeddannelse relativt høj, og opløsningen og præcisionen for de indenlandske produkter skal forbedres. Ved overvågning af elektriske komponenter kan den lave virkningsgrad og store fejl i punkttemperaturmålingspistolen realisere den konstante overvågning væk fra farlige kilder.

Fig. 9 termiske billedresultater

Fig. 10 termiske billedresultater fra ovnlegemet

Baseret på ovennævnte forskellige fejldetekterings- og lækagedetektionsmetoder og -instrumenter vælger brugeren passende og økonomiske detektionsmidler og instrumenter hovedsageligt i henhold til egenskaberne og kravene til deres eget udstyr.