氨氣檢漏法

在泄漏率一定時,顯影斑點的大小與所用指示劑、曝光時間及氨壓力有關。 如果用溴代麝香草酚藍顯影帶時,對於的漏孔,當氨壓為0.3MPa時,20s便可顯示出明顯的斑點。 對於的漏孔,出現明顯斑點的時間與氨壓的關係見表2。

套用場合

壓力檢漏法中的一種,主要用於對壓力容器或密封裝置進行檢漏試驗。

原理

把允許充壓的被檢容器或密封裝置抽成真空(不抽真空也可以,其效果稍差),在器壁或密封元件外面懷疑有漏孔處貼上具有對氨敏感的pH指示劑的顯影帶,然後再容器內部沖入高於0.1MPa的氨氣,當有漏孔時,氨氣通過漏孔逸出,使顯影帶改變顏色,由此可找出漏孔的位置,根據顯影時間、變色區域大小可大致估計出漏孔的大小。

設備與操作

氨檢漏的設備如圖所示,具體操作過程如下:
a.被檢件的清潔處理:對被檢件必須進行去渣、去銹、去油、清洗和乾燥,使漏孔充分疏通,並減少反應時間。
b.貼顯影帶:拿顯影帶時應戴乾淨的手套,不戴手套時必須保持手的清潔與乾燥,切忌用肥皂洗過而未徹底沖洗乾淨的手接觸顯影帶,否則會使顯影帶變色。如果使用濕的顯影帶,則必須用蒸餾水濕潤(自來水呈鹼性,易使顯影帶變色)。顯影帶要貼在可疑部位上,貼好後用透明的聚乙烯薄膜保護起來,並用膠布將薄膜邊緣同金屬部分密閉起來,使顯影帶與大氣隔離,防止大氣中的氨氣干擾,同時避免通過漏孔進入顯影帶上的氨氣迅速消失,以提高檢測靈敏度。顯影帶貼好後,先觀察一下是否存在有鹼性物質而使顯影帶變色。如有,應記下變色位置,以區別於漏氣造成的顯影。最後向被檢件內充入氨氣。
c.沖氨與排氨:將被檢件用耐壓橡皮管接到氨檢漏設備上,關好閥門S5及氨瓶總閥門,打開閥門S1、S3和S4,用機械泵抽真空。當被檢件的壓強抽到幾百帕斯卡後,關閥門S3和機械泵,然後關閥門S1,打開氨瓶總閥門,使氨氣慢慢沖入貯氣罐,當氨壓力達到0.2~0.3MPa時,打開閥門S1,使被檢件內獲得所需的壓力,然後關上閥門。充氣過程中要慢慢升壓並隨時觀察有無大漏孔存在。一經發現大漏孔應立即停止升壓,並及時採取措施排除大漏孔後再升壓。當氨壓升到所需數值時,定時觀察顯影帶的變色情況,如發現變色斑點,可更換顯影帶進行覆核。由於通過漏孔的氨氣流已很穩定,所以顯影會很快,因此覆核工作能很快完成。檢漏完畢後關閉閥門S1,打開閥門S5,用橡膠管把氨氣引入水槽或下水道中。由於氨極易溶於水中,這個過程可進行得很快。然後關閉閥門S5,打開閥門S3,用機械泵排氨,同時通過S2放入乾燥氮氣或空氣,對被檢件及管道等進行2~3次“沖洗”,使其中的氨氣儘量排除。

靈敏度

氨檢漏法的靈敏度與充氨的壓力、指示劑的靈敏程度和曝光時間有關。在泄漏率一定時,顯影斑點的大小與所用指示劑、曝光時間及氨壓力有關。表1給出了漏孔泄漏率為9.5\times10^{-6}cm^3/s、指示劑為溴酚藍時,氨壓、曝光時間與斑點直徑的關係。如果用溴代麝香草酚藍顯影帶時,對於7.9\times10^{-7}cm^3/s的漏孔,當氨壓為0.3MPa時,20s便可顯示出明顯的斑點。對於2.1\times10^{-6}cm^3/s的漏孔,出現明顯斑點的時間與氨壓的關係見表2。

表1不同氨壓力、曝光時間下的斑點大小(漏孔泄漏率為 9.5\times10^{-6}cm^3/s,指示劑為溴酚藍)

氨壓力/MPa

0.05

0.1

0.15

0.20

曝光時間/s

斑點直徑/mm

10

0.5

0.6

1.0

1.2

20

0.8

1.2

1.8

2.0

30

1.1

1.6

2.2

2.6

40

1.3

2.0

2.6

3.0

50

1.5

2.1

2.8

3.4

60

1.8

——

3.0

——

表2 可見明顯斑點的氨壓與曝光時間(漏孔泄漏率為 2.1\times10^{-6}cm^3/s,指示劑為溴代麝香草酚藍)

氨壓力/MPa

0.3

0.2

0.15

曝光時間/s

1

2

3

對最小可檢泄漏率進行理論分析與計算的結果表明,當充入0.15MPa的氨氣時,用溴酚藍做顯影劑,形成1mm直徑斑點所需的時間與泄漏率的關係列於表3中。
由表可見累積的時間越長,可檢泄漏率越小。
一般認為氨檢漏法的靈敏度為1\times10^{-8}cm^3/s,但也有文獻報導可檢出泄漏率為10^{-10}cm^3/s的漏孔。

表3 理論計算的曝光時間與漏率關係

曝光時間/min

1/60

1/6

1

10

60

600

1440

泄漏率/(cm3/s)

6.6×10?(-5)

6.6×10?(-6)

1×10?(-6)

1×10?(-7)

1.8×10?(-8)

1.8×10?(-9)

7.6×10?(-10)

優缺點及注意事項

氨檢漏法的優點是:

①裝置簡單、操作方便、易於掌握、便於普及;
②成本低,氨氣來源充足;
③由於氨氣能穿過被油、水阻塞的漏孔,因此可以適當降低對被檢件清潔程度的要求;
④檢漏靈敏度隨著氨壓力的升高及曝光時間的加長而提高,因此,只要被檢件允許,提高氨壓力並適當延長曝光時間,就可以檢出更小的漏孔;
⑤靈敏度與被檢件的容積大小無關,如果無特大漏孔,一次充氨便可以檢完所有的可疑泄漏點,因此該方法特別適合於大容器、大型複雜結構以及長管道的檢漏;
⑥可準確地找出漏孔位置。

氨檢法的缺點是:

①此方法雖能確定每個漏孔的位置,但很難給出準確的總泄漏率;
②氨對銅及銅合金有腐蝕作用,故不能對含有這些材料的設備進行檢漏;
③該方法只適用於耐高壓的容器的檢漏;
④氨氣對呼吸道和眼睛有強烈的刺激,嚴重時還會引起中毒、視力損傷乃至失明,故需特別注意防護;
⑤氨氣易燃易爆。

使用氨檢漏法應注意下述安全事項:

①試驗設備要牢固可靠;
②室內要有良好的通風設備,廢氨要妥善處理,防止污染環境;
③工作人員要戴防毒面具和風鏡;
④用氨檢漏法檢過漏的部件,如需補焊,必須保證其中的氨濃度低於0.2%,以防止爆炸和燃燒。

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