真空系统的漏气故障分析及检漏方法刘明

摘 要：本文重点介绍了真空漏气故障的主要原因和检测方法，可以快速准确的判断出漏气情况并进行维修。

关键词：真空；检漏

1 引言

真空设备的应用中，真空系统的真空不良故障是很常见的。如何才能避免这种情况的发生，或发生真空度不良时尽快找出原因解决问题，对使用厂家来说是很重要的事。

真空不良故障可能的原因有：抽气情况不良，即抽气系统本身的问题。放气，即真空系统或容器内部存在气体或气源。漏气，即真空系统或被抽容器存在漏孔或缝隙。下面，就分析一下真空系统的漏气原因。

2 真空系统的漏气原因

造成真空系统漏气的原因有很多，大致有如下几种情况。

1.设备壳体的材料上有气孔、裂纹等。铸件的材料比较容易产生这种情况。

2.焊接接缝位置的漏气。焊接时由于各种原因导致焊接的缺陷，会产生漏气。

3.密封面有划伤，或密封圈有划伤，也会造成漏气。

4.法兰变形，或者螺栓没有把紧，也能引起漏气。

5.金属与陶瓷的封接处，有时也会封接不严。

综上所述，真空系统的漏气是不可避免的。真空检漏的目的，是能尽快发现和解决系统中的漏气故障。

3 真空检漏的方法及计算公式

真空系统经过较长时间的抽真空后，达不到预期的真空度，或者真空室与抽气系统隔离后，真空室内的压力不断升高，如果真空泵工作正常，则可断定真空系统存在漏气现象或真空系统内部材料有放气（包括表面出气、渗漏、蒸气压等）现象。

在真空系统的操作中，应该对两者中的主要原因作出判断，以便采购正确的对应措施。

真空容器抽气时，系统内的压力变化由下面方程决定

a.小型真空容器等动态抽气系统

（1）动态升压法

当真空室抽气时，其压力下降到一定值后不再变化，即dP/dt=0时，公式（1）变为

由于一般情况下真空容器内的放气成分中含有部分可凝性气体，所以当对容器加液氮进行冷却时，压力会继续下降，得到新的平衡压力。如果加液氮冷却后压力没有明显下降，或与正常情况下比较，新的平衡压力有明显偏高，则可以判断有漏气。

（2）静态压升法

如果上述方法还不能确认，刚在加液氮冷却后，用真空阀门将待测系统与抽气系统隔离，此时系统的S=0，公式（1）变为

此时压力变化有两种情况。变化大则是漏气，变化小则是放气。

（3）利用残余气体分析器

当系统内残余气体中氧和氮的成分明显增大时，则系统有漏气现象存在。

b.中、大型真空容器静态检漏

对于一般的中、大型真空容器通常采用静态升压法来判断系统是否漏气。把真空系统抽到一定压强后，关闭阀门将真空泵与系统隔离，测量并绘制真空室内压力随时间变化的曲线，见下图。

若容器漏气或材料放气，容器中的压强将随时间而上升。由于容器的漏气与放气情况不同，其曲线也不同。

（1）直线A

系统内的压强长时间保持不变，说明系统正常，即不漏气，也不放气，不必进行检漏。

（2）直线B

系统内的压强开始上升很快，而后上升速度渐渐减慢而趋于平衡，这说明容器没有漏气。因为放气速率随压强的升高和时间的延长而降低，故曲线渐趋向于平衡。

（3）直线C

系统内的压力随着时间以斜率为ΔP/Δt的直线递增。这说明系统只有漏气而没有放气。

（4）曲线D

系统内开始压强上升较快，而后渐渐减慢，最后变成斜率为ΔP/Δt上升的直线。这说明容器即有放气，也有漏气的影响。曲线D前半部分由于放气作用而呈曲线，后半部分由于漏气作用而呈直线。可以认为是B和C的叠加。如果出现曲线C和D的情况，则判定系统有漏气。测算漏气率应该按直线部分计算。

4 关于检漏的一些要求

由于真空系统的多样性，因此检漏方法也各式各样，专业厂家也设计制造了许多专门用于检漏的仪器（检漏仪）。

1.对检漏仪的一般要求

（1）检漏灵敏度高，可以检出很小的漏孔；（2）反应时间短，可以提高工作效率；（3）能无损检漏，不使被检设备受到损坏和污染；（4）稳定性好，即保证足够长时间内灵敏度稳定可靠；（5）检漏时应洁净无油，满足一些特殊要求；（6）结构简单、操作维修方便，成本低。

2.对检漏人员的要求

（1）具有高度的责任心和认真的工作态度；2）具有丰富的检漏实践经验；（3）具有一定的机械结构、物理、化学、材料及焊接等方面的知识。（4）了解被检件结构及其运行工艺，熟悉所用检漏方法或仪器原理及性能；（5）掌握所用示漏物质的检漏特性。

另外，真空系统要做到绝不漏气是不可能的。只要漏孔的漏率足够小，即漏入的气体量无损于系统的使用和工艺性能，是可以容许的。

参考文

[1] 张以忱，《真空系统的检测技术》