检漏技术

检漏技术（精选10篇）

检漏技术 篇1

摘要：本文介绍氦质谱法真空箱检漏技术的原理, 以及在工业产品泄漏检测的实际应用效果, 同时提出了提高检测限的方法途径。

关键词：氦质谱检漏仪,真空箱,漏率值

氦质谱检漏仪主要是运用磁质谱理论和逆扩散理论及质谱分析方法, 用氦气作为探索气体制成的检测仪器。灯丝加热发射出来的电子经过加速, 在电离室内与残余气体分子和经被检件漏孔逆扩散到电离室的氦气相互碰撞使其电离成正离子, 这些离子在加速电场作用下进入磁场, 由于洛伦兹力作用产生偏转, 形成圆弧形轨道, 其旋转半径

式中:

R——离子偏转轨道半径 (cm)

B——磁场强度 (T)

U——离子加速电压 (V)

M/Z——离子的质荷比 (离子的质量与电荷的比值)

由上式可知, 当R、B为固定值时, 改变加速电压可使不同质量的离子通过磁场和接收缝到达接收极而被检测。被检测的气体是固定的 (He气) , 即质荷比M/Z是已知的, 因此只要调整好加速电压, 使He离子能通过接收缝到达接收电极, 而使其他离子不被接收, 接收电极接收到的He离子流经过放大后用于指示漏率。其他离子被全离子检测极接收, 经校准后用于指示质谱管内总压强以便对灯丝实施保护。

由于能按工况条件检漏, 检测灵敏度高氦气对被检工件无污染﹑易清除等优点, 氦质谱法真空箱检漏技术已广泛用于有密封要求的工业产品及其零部件的检漏。本文介绍该项技术的原理与应用, 讨论影响检测极限的因素给出改进方法。

1 工作原理

工作原理如图1 所示:将待检漏工件放入真空箱内, 工件与氦气源管道密封连接, 盖上箱盖, 开阀V1 对真空箱抽真空, 若在预先设定的时间内达不到规定的真空度, 则视为有大漏, 系统报大漏, 更换工件。若能抽到预先设定真空值, 开阀V2, 对工件抽真空, 当工件和真空箱都到指定压力后, 检漏仪会自动启动, 然后关闭V1 和V2, 打开V5 对工件充入氦气 ( 此值可设定) , 对工件进行泄漏检测。当工件有泄漏时, 工件内的氦气就通过漏孔泄漏到真空箱内, 从而被连接在真空箱上的检漏仪检测到。整个检测过程是全自动的, 系统最终自动判断工件是否合格并显示漏率值。

微漏检测完成后, 根据用户需要系统可以自动进入回收程序。回收完成后, 系统关闭V1、V2、V3 和V5 并暂停检漏仪, 同时打开V6, V4, 对真空箱和工件破空放气, 将工件取下, 结束本次检漏, 如图1 所示。

2 漏率报警值的计算

此时显示的是在某个充气压力下的氦气漏率, 需将其转换还原到工件实际工作状态下 ( 工况) 工作液的漏率, 以判断是否在合格产品允许的范围内。

2.1 将液体漏率换算成汽漏率

根据阿伏加德罗定律, 在标准状态下 (PO=1.01325×105Pa, 温度TO=273K) , 1 克分子M (mol) 任何物质均占有体积VM=22.41383升。故室温T下液体年泄漏率Q (g/y) 对应的汽漏率

例如, 家用电冰箱20-30 年使用寿命, 允许制冷剂R22 ( 分子量86.5) 1 克/ 年泄漏率, 按上式可计算出QV= 8.94×10-7Pa.m3/s 。

2.2 转换为充氦检漏时的对氦气的漏率

假定在常压或正压下, 漏孔泄漏的气流特性为粘滞流, 流量与漏孔两端的压力平方差成正比, 与流过物质的粘度系数成反比, 则氦气的漏率

式中:

C——充入试件的氦气含量 (%) ;

QV——工作液的汽漏率 (Pa.m3/s) ;

ηL——工作液的粘度系数 (/Pa.s) ;

ηHe——氦气粘度系数 (/Pa.s) ;

P2, P1——工件充氦气的压力和真空箱内压力 (MPa, 绝对压力) ;

P4, P3——工件工作时的内部压力和外部大气压 (MPa, 绝对压力) 。

一般电冰箱工作时, 压缩机内部R22 平均汽压力为1.0MPa ( 表压) , 对压缩机检漏时充氦压力1.5MPa ( 表压) , 氦气含量50%, 则1克/ 年R22 汽漏率对应的氦漏率QHe=6.2×10-7Pa.m3/s 。

2.3 如果是液体 (非汽) 直接自工件的漏孔泄漏, 则可先将其转换为该漏孔对空气的漏率

式中:

K——基数, 水为100, 四氯化碳55, 乙醇66, 苯37;

QLiq——液体漏率 (cm3/s ) ;

P1, P2——漏孔入口高压力和出口低压力 (mbar) 。

再根据粘度系数反比的关系, 将空气漏率转换为对氦气的漏率。而其它液体的KLiq, 可借助水的KH2O和粘度系数的关系进行转换:

3 典型应用

表1 所列, 是我公司这些年在真空箱检漏技术上应用的典型案例, 可以看出, 该项技术对容积相差很多的大小工件均适用。

4 讨论

目前的真空箱检漏技术已能满足绝大多数工业产品的密封性检测要求, 做些改进, 还可以进一步提高检测极限, 检出更微小的漏。

因为在关闭V1 阀后, 有漏工件泄漏的氦﹑真空箱内壁和工件外表释放气体中的氦 ( 本底) 都在上升, 微小的泄漏氦往往被淹没在本底中。提高检测极限, 就是在预设的检测时间內, 增高氦分压, 减低放气本底, 即提高信噪比。

所以, 实际的检测系统在关闭主抽泵阀门V1 后, 真空箱还须连接一个与检漏仪沟通的低抽速泵 ( 维持泵) , 使氦本底不至上升过快。此时, 真空箱内工件泄漏氦气的分压

式中, qHe是工件的氦气漏率, S是维持泵对真空箱的抽速, V是工件与真空箱之间的容积, 时间常数 τ=V/S决定氦分压上升的速度, 而趋于稳定的最终氦分压为qHe/S 。

(1) 保持内壁和工件外表的清洁和干燥, 是减小本底的有效办法。水是真空的大敌, 水分子的极性吸附, 使其难排除, 会延长抽空时间, 降低检漏节拍。

(2) 减小容积V, 加大抽速S, 即减小时间常数, 赶在放气本底坐大之前, 尽快建立起稳定的高于本底的氦分压。加大抽速S, 会减低氦分压 (qHe/S) , 减小容积V则是纯利, 故真空箱大小要按工件量体裁衣, 亦可在真空箱与工件之间放置填充物, 减少真空箱的有些内容积, 提高检漏节拍和检测精度。

(3) 提高真空箱的真空度, 这是减小本底的最有效办法。因为真空度高低直接决定本底大小, 现在的低真空泵能抽到1Pa左右, 本底在10-7Pa.m3/s量级, 若用高真空泵对真空箱抽真空, 提高真空箱的真空度到10-3Pa , 可望降低本底到10-9Pa.m3/s, 最小检测漏率下延约2个量级。但在高真空下, 关阀V1 后本底上升更明显, 要选择合适抽速 (S) 的维持泵, 在氦信号与本底之间折中。

参考文献

[1]Varian Co., INTRODUCTION TO MASS HELIUM SPECTROMETER LEAK DETECTION, Palo Alto, Califonia 94303, USA, 1980.

[2]LH Co., 电冰箱工业检漏手册 (中译本) , 1989.

[3]LH Co., VACUUM VADEMECUM, 1998.

检漏技术 篇2

1、目的

建立水针车间安瓿灭菌检漏岗位标准操作规程，使操作达到标准化、规范化。

2、适用范围

本标准适用于水针车间安瓿检漏灭菌岗位。

3、职责

操作人员对本标准的实施负责，车间主任、QA检查员负责监督检查。

4、操作前的检查准备：

4.1 工序负责人从车间质检人员处领取加盖控制号的空白《灭菌检漏工序生产前检查记录》、《灭菌检漏工序生产记录》、《灭菌检漏工序清场记录》、《灭菌检漏工序日清洗记录》以及空白状态标识。4.2 将以下记录和文件置于工作现场 《灭菌检漏岗位标准操作规程》 《灭菌检漏工序生产前检查记录》 《灭菌检漏工序生产记录》 《灭菌检漏工序清场记录》 《灭菌检漏工序日清洗记录》 《设备使用、维修记录》

4.3 按顺序检查传递窗、灭菌车架、灭菌柜腔室、灭菌前后区域、暂存间、地漏应无遗留物。

4.4 检查洁具、地面、地漏、台面、门窗、内墙、灯罩、顶棚，送回风口应清洁。

4.5 灭菌水、色水检查与配置：

4.5．1 假期后第一天上班，将色水储水罐加满纯化水，然后加入规定级别的染料是色水达到规定颜色。

4.5．2 在连续生产情况下生产前应检查色水时期保持规定颜色，储水罐应满罐。若水位达不到要求应及时补加纯化水至满罐。

4.5．3 每天上班前对灭菌水进行检查，应保持满罐，4.6 启动压缩机，使压力上升到需要值，然后打开压缩气阀。

4.7 将蒸汽管道内的冷凝管排放干净，然后打开与灭菌连接的蒸汽源开关，并检查其压力是否达到规定压力。

4．8 打开用户水源、备用水源、去离子水源阀门开关，为程序进行做准备。4.9 打开真空泵水阀，备用电源、去离子水源阀门开关，为程序进行做准

备。

4.10 检查灭菌柜门封条是否完好，门开关是否正常，收回《设备待用》、《已清洁》标识，换上《设备运行中》，《生产运行中》状态标识。

4.11 根据生产计划核对当班的生产品种、规格、批号、数量应与生产传票相符。

4.12 将灭菌检漏设备的检查情况写到《设备使用、维修记录》中。4.13 填写《灭菌检漏工序生产前检查记录》，收回上批《清场合格证》副本，附在本批生产前检查记录上，工序负责人检查后在记录签名确认。

4.14 接通动力电源和控制电源。5． 装车和进柜操作

5.1 将传递窗传出的待灭菌半成品装上灭菌架，每层按规定放规定的盘数，并挂上《待灭菌》状态标识。

5.2 待灭菌车架装满后取下《待灭菌》状态标识，将灭菌车架推入灭菌柜内待灭菌。灭菌检漏操作

6.1 启动灭菌检漏程序

6.1.1 关闭密封门，在触摸屏主菜单画面上按压“参数设置”按钮，设置灭菌参数，并由另外一名操作工核对确认无误。

6.1.2 启动程序前，请先要设置“操作员号”和“产品批号”，选取所需要运行的程序后，触摸“启动”键，程序开始自动运行。

6.2 抽真空进蒸汽阶段：

6.2．1 灭菌程序启动，真空泵进行抽真空，当内压力低于压力下限时，蒸汽由夹层进入内室，当内室压力大于压力上线时，内室停止进蒸汽，灭菌进入升温阶段。

6.2．2 当灭菌温度高于或低于设定温度时，程序会自动调节蒸汽阀，使温度处于设定值。

6.3 灭菌阶段

6.3．1 当温度高于或低于设定温度是，程序会自动调节蒸汽阀，是温度处于设定值。

6.3．2 当灭菌时间大袋设定值15分钟后，程序转入排压阶段。6.4 排压阶段．

6.4．1 大小蒸汽阀自动关闭，清洗水进水阀自动调节蒸汽阀，循环泵运行。当柜内水位降至下水位后，冷却排水过程结束，程序进入真空检漏阶段。

6.5 真空检漏阶段

6.5．1 排水阀自动关闭，循环帮停止运行，真空泵、真空阀启动，自动抽真

空，当室内压力真空下限时停止抽空，进色水阀自动打开，进内室色水，当压力高于真空限度8KPa是真空泵自动再次启动，使室内压力在进色水和色水检漏阶段一致保持在真空限度附近。当色水注满值水位时，进色水阀，真空泵关闭，压缩空气打开，排色水阀，循环泵启动，将色水排除值下水位后，排色水阀关闭，要压缩空气打开，排色水阀，循环泵启动，将色水排出至下水位后，排色水阀关闭，真空检漏过程结束。

6.6 清洁阶段

6.6．1 备用说进水阀、循环水泵开启，排水阀打开，开始一次清洗。6.6．2 结束后，开始为此清洗。

6.6．3 二次清洗洗水排出经备用水管道回备用水罐，程序进入干燥阶段。6.7 干燥阶段

6.7．1 排水阀、压缩空气阀自动关闭，循环泵自动停止运行，真空泵、真空阀启动，自动抽真空干燥，系统程序结束。

6.8 打印本批次灭菌趋势和报表，每批灭菌产品应有完整的温度、压力、时间记录及完整的温度、压力曲线图。出柜操作

7.1 灭菌结束后，待室内压力回零后，开灭菌柜的后区门。7.2 从灭菌柜中拉出已灭菌好的注射液半成品车架置于灭菌车上。7.3 从灭菌车架上写下注射液半成品周转盘置于挂有《已灭菌》状态标识的周转车上。

7.4 将空的灭菌车架推至灭菌前区暂存待用，关闭灭菌对后区门，打开灭菌柜前区门，切设备控制电源和动力电源。

7.5 关闭蒸汽阀，供水阀门以及压缩空气阀门。

7.6 当本批次分2次或2次以上灭菌时，其灭菌柜次编号在批次后用“-1”“-2”表示。

7.7 灭菌后取样

7.7．1 灭菌结束后，质检员开机《成品清验单》，由药品检查中心人员取样。每柜取样20支。

8记录

8.1 灭菌操作过程及时将升温时间，达温时间、灭菌维持过程检查3次，结束时间填写到《灭菌检漏工序生产记录》中，并计算总时间（升温到结束）、破损数、工序负责人核对后签名确认。设备运行过程中，操作人员要随时检查设备运行状况，填写《设别使用、维

修记录》。

10.异常情况处理：

10.1 灭菌柜使用过程中，如果停电，分阶段做如下处理: 10.1.1 如果再升温过程中停电，应立即打开手动排气阀，让其自然冷却，待来电后重新进行灭菌。

10.1.2 如在灭菌过程中停电，应立即打开收到那个排气阀，让其自然冷却，待来电后重新进行灭菌。

10.1.3 如在建立过程中停电，应在来电后重新检漏。

10.1.4 如在清洗过程中停电，可将产品出柜检查，如清洗不干净，应人工清洗。

10.1.5 若停电时间较长，超过产品工艺规定时间（即从脱碳结束到最后一次灭菌达到温度时间超过12小时），应上报车间，按规定做报废处理。

10.2 灭菌过程中要注意观察灭菌的评价温度及各探头的温度，灭菌评价温度不低于设定温度温度且误差不得高于1摄氏度，各探头温度与平均温度不得超过1摄氏度，如果超过此范围要及时上报车间，按照《过程偏差的调查管理》处理。

10.3 所用设备不能正常运转，影响生产及产品质量应填写《偏差及异常情况报告》，交车间主任并通知质监员，请维修人员修理。

10.4 蒸汽、冷却水无供应时，应及时通知相应岗位人员及时供给。11清洁清场：

11.1 清除安瓿检漏灭菌器内遗留药品。11.2 将废弃物装入废物贮器传出室外。11.3 按安瓿检漏灭菌器清洁规程进行清洁。

11.4 灭菌检漏室按“灭菌检漏岗位清洁规程”进行清洁。

11.5 清场结束填写“灭菌岗位清场记录”及“设备清洁消毒记录”，并由QA检查确认清场合格后，签发“清场合格证”。

汽车排气转接管检漏气动装置 篇3

我把想法告诉了爸爸，他高兴地鼓励我：“办法总比困难多，我们一起做好吗？”有爸爸作后盾，我有了发明的勇气。

一、设计原理

通过异步全自动气控，给汽车排气转接管注入2.5至3个标准大气压的气体后浸入水中进行气密性检测。

二、制作过程

我和爸爸认真分析后，决定设计制作一个可以让排气转接管密闭的全气动平台，在其两端各设计一个密封胶块，其中一个随异步气缸活动，另一个固定。从固定端的一侧向内注入2.5至3个标准大气压，异步气缸实现气动移位，以方便安放与取出。最终全套装置入水进行气密性检测。

说起来容易做起来难，在制作过程中我们遇到了不少问题。

问题1：最初制作时采取单鞍放置，排气转接管不能水平固定，出现上下摆动的现象。

解决办法：设计制作左右双鞍，放置排气转接管时就能水平固定。

问题2：原来打算在左右双鞍各设计四个孔，以加强检测时的稳定性，但检前安放与检后取出均不方便，降低了检测速度。

解决办法：在左右双鞍两侧设计两个梯形鞍，方便检前安放与检后取出。

问题3：排气转接管左、右端密封不严。

解决办法：增设橡胶垫，调整凹槽取向。

问题4：最初设计在左鞍安置一个单向气缸，结果取出时不能自动归位。

解决办法：在左鞍安置一个有双向异步气道的活塞气缸，检测前实施左气道进气，气缸内活塞右移，紧压待检气管；检测后右气道进气，气缸内活塞左移，从而实现待检气管无障碍取出。

问题5：在整机调试过程中，由于底盘不透明，操作人员无法精准定位，出现切割不准的情况。

解决办法：在底盘前制作一个反光镜，使可视效果大为改观；为了使之更具有科技含量和更广阔的操作视野，安装了可视成像系统。

三、作品完善

1.安装360°气动旋转平台，让平台不出水面就能定位虚焊点和沙漏口。

2.安装机械臂，实现待检管自动安放与取出。

供水管网检漏技术研究进展 篇4

漏失问题作为供水行业普遍存在的现象,引起了各国的重视。随着漏损问题的日益突出,不少供水公司开始成立专职、专业的检漏队伍,开始依靠科技进步,推动管理水平的提高。发达国家很早就开展了漏失检测技术及设备的研究、开发工作,并成立了相关学术研究机构。发展中国家也非常重视对此项工作的开展,并不断地进行检漏设备的开发和引进,来提高本国的检漏水平。

1 供水管网检漏仪器的发展

1)听漏棒。

最早出现的检漏设备是听漏棒,它只需要一个金属棒和一个接听头部,用于查听管件、消火栓或入户接口。随后出现了电子耳和薄膜听漏仪。

2)电子放大听漏仪器。

在薄膜听漏仪的基础上人们又开发出第二代漏失检测设备——电子放大听漏仪器,该仪器一般需要与听漏棒配合使用,由听漏棒圈出漏水管段后再利用其进行漏点的精确定位。

3)相关检漏仪。

将传感器置于漏点两端的阀门或消火栓上,来拾取漏水声,并通过发射机向主机传输信号,相关仪经过复杂运算和判断确定漏水声后,利用漏水声音传到两个传感器的时间差来确定漏水点。

4)自动记录仪。

20世纪90年代初,又研制成功了以GPL99,PERMALOG为代表的第四代检漏设备——泄露噪声自动记录仪。漏水噪声自动记录仪是由多台数据记录仪和精度器组成的整体化声波接受系统。

5)多探头相关仪。

多探头相关仪主要由主机、探头和软件组成,探头内置压电压缩式加速度传感器、A/D转换器、存储器及电源等,可记录漏水声信号,任意两个探头均可以进行相关分析,得漏水声到两个探头的时间差来计算漏损点到探头的距离以确定漏损点的位置,该产品不需工作人员有丰富的听漏经验就可以进行漏损点的精确定位,所以该产品是目前为止使用效果最优的产品。

2 供水管网漏失检测方法

1)被动检漏法。

被动检漏法是最原始也是比较经济的检漏方法,主要依靠专职人员进行巡查查漏和用户报漏两种方式。被动检漏法设备投资少、管理费少,具有广泛的社会性和群众性,但该方法以发现明漏为主,对暗漏一般无能为力,往往造成大量漏水后才能发现。

2)音听检漏法。

音听检漏法是借助声音监测器在选定的时区对某一供水小区的所有管线进行监听,并确定漏水地点的方法。音听检漏法可分为阀栓听音和地面听音两种,前者用于查找漏水的线索和范围,后者用于确定漏水点定位。音听法检漏的效率比较高,能够查出大多数漏损,其缺点是初期投资较大。

3)水平衡探测法。

水平衡探测法又称为经验法、三步法。第一步是利用夜间人们已经休息,关闭所有的用水器具,在供水管网正常条件下,检测总水表是否走动,或者在正常供水情况下,分片、分段逐级进行总干管与分干管测漏;第二步是检查下水道,帮助查找漏水区域;第三步是用各种测漏仪器精确定位。

4)区域装表法。

区域装表法是把供水划分为若干个用水小区,对用水小区除留一个(或两个)装有水表的进水管外,关闭与外界联系的阀门。在抄用户水表时,同时抄进水管水表。如果我们把该区用户水表和区域水表的抄表日期放在同一天,并使抄表时间差的因素缩小到相当小的程度,如果水表的精度达到要求,则两者之间的差值就是该区域在抄表间隔期间的漏失水量。

5)区域测漏法。

在深夜用水稀少的时候,关闭检漏小区与外界联系的阀门,仅留装有在线流量计的旁通管。测定一段时间,测得的最低流量可视为区内管网的漏水量。如果通过关闭区内阀门,对比流量变化,可确定漏失的管段。如果漏失水量未超过允许值,则认为符合要求,不需要在该区进行检漏;如果漏失水量超过允许值,则关闭部分阀门,缩小测漏地区,再比较缩小地区前后的最低流量。如果流量不变或在允许值内,则说明排除在外的管段漏失情况正常。如果差距较大,则说明该管段存在漏水。

6)区域装表兼区域测漏法。

同时具有区域装表法及区域测漏法装置。区域的装表在白天或一定时间间隔里起区域装表法的作用,当需要测漏时起区域测漏法的测漏水表作用。当进水量与用户水量之差较大时,用区域测漏法检漏。该法对流量的测定较高,既要求测流范围大,又要求其精度较高,为了能测得夜间最小流量,其最小流量感受度也要好。

7)收集式检漏法。

该方法对正常的输送管道,通过计算机、传感器组成监测系统,及时发现管道内壁腐蚀穿孔及外壁防腐层的损坏,并指出泄漏点。其技术要点必须是在承载流体的装置上,与流体最接近的装置外表面制作可以汇聚泄漏流体的空间。检测仪器具有检测管内泄漏及管外腐蚀物出现的功能,同时与中央控制室计算机连接成应答系统,当腐蚀物出现时,检测仪器发出报警信号,控制室收到讯号后发出报警指示,并在计算机屏幕上显示发生事故的地点及存储该点的处理档案。

8)红外线照相法。

自然界的一切物体都辐射红外线,但是温度高低不同的材料辐射的强度也不同。在冬天漏水现象会造成其邻近地区温度的上升,但在夏天则会降低邻近地区的温度,因此这也能成为另外一种勘测地下漏水的方法。目前常用的设备有:红外线测温仪、红外热电视和红外热像仪等。

9)示踪气体探测法。

该方法适应一切管道、槽缸,对于像供水管道、输气管道等直埋设施的漏点定位特别有效。氢气示踪法的基本原理是将5%的氢气和95%的氮气混合气体注入管道中,然后用氢气检漏仪在管道上检索,检测示踪气体,通过检测泄漏处冒出到地面的示踪气体准确定位泄漏位置。

3 管网漏损控制理论的研究

随着应用数学和计算机技术的发展,科学工作者在不断丰富和完善检漏方法和仪器设备的同时,也对城市供水管网的漏损建立了相应的数学模型,通过预测系统可以实现管网漏损预测;通过计算机故障诊断系统判断漏水区域或管段,结合现有检测技术确定漏损管段。

目前,基于软件的管道泄漏检测与定位方法均是基于在管道上安装若干固定传感器的情况下进行检测和定位的,该方法主要有基于模型的方法、基于信号处理的方法和基于知识的方法三种。近年来随着计算机技术的迅速发展以及管道监测控制与数据采集系统(Supervisory Control And Data Acquisition,简称SCADA)在管道上的应用,出现了以软件为主,软硬件相结合的检漏与定位方法的趋势,以实现多种检测方法的优势互补,通过计算机实时收集并处理管道数据(压力流量、温度、流速等),利用质量或体积平衡法、压力梯度法、实时模型法和统计决策法等进行管线泄漏检测和定位,而且随着SCADA系统在供水管网中应用,根据监测到的少量压力和流量数据进行泄漏实时检测和定位等方面的研究也不断涌现,并且已逐渐成为漏损检测技术的主要发展方向。Andersen J H建立了基于隐式状态估计理论检测泄漏的模型[1],天津理工大学的李霞将SCADA系统监测到的管网压力、流量特征变化和水力模型模拟的变化进行相关分析[4],提出了基于贝叶斯理论的城市供水管网泄漏在线检测与定位技术,开拓了泄漏检测的新思路。

4 结语

虽然国内外对管道泄漏检测和定位方法的研究已有几十年的历史,但由于管道拓扑结构的复杂性、管道输送介质的多样性、管道所处环境的多样性、泄漏形式的多样性及检测的复杂性,使得目前没有一种简单可靠、通用的方法解决管道泄漏检测和定位问题,特别是小流量的泄漏检测和泄漏点定位问题,而且现阶段,生产销售输水管道泄漏检测设备的国外厂家大量充斥中国市场,高昂的仪器购置成本,复杂的操作界面,相对制约了推广范围及应用效果。所以,加强管道泄漏检测与定位技术的研究与应用,提高管道供水管理水平,减少经济损失,具有重要的现实意义。

参考文献

[1]Andersen J H,Powell R S.Implicit state-estimation techniquefor water network monitoring[J].Urban Water,2000(2):123-130.

[2]唐秀家,颜大椿.基于神经网络的管道泄漏检测方法及仪器[J].北京大学学报(自然科学版),1997,33(3):319-327.

[3]朱东海,张士乔.城市给水管网爆管点动态定位的神经网络模型研究[J].水利学报,2000(5):1-5.

[4]李霞,王晓东,赵新华.基于贝叶斯理论的城市供水管网泄漏在线检测与定位[J].给水排水,2006,32(2):96-99.

检漏技术 篇5

减少供水管道漏耗的措施及管道检漏方法浅析

供水系统是城市中的基础设施,供水系统中的给水管道是其重要的`组成部分,对其维护、管理的好坏,直接影响着供水企业的服务质量、经济效益和管理水平.因此,采取有效措施,确保给水管道的畅通,减少管道漏耗,是目前急需解决的问题.

作 者：孙国权 作者单位：哈尔滨南岗供水公司,黑龙江,哈尔滨,1500001刊 名：黑龙江科技信息英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(7)分类号：U4关键词：供水管道 降低漏耗 措施

检漏技术 篇6

目前,荧光示踪检漏技术在柴油机出厂试验的泄漏测试中还没有普遍应用。柴油机泄漏检测主要还是对柴油机在测试过程中,在普通可见光下以人眼观察是否有泄漏点。这种做法主要有两个弊端:一是泄漏点难以观察,容易造成误判;二是在试车座台上冲洗柴油机后,带来柴油机表面锈蚀等一系列问题。为了解决以上存在的问题,在柴油机泄漏测试中运用荧光示踪检漏技术是提高检测效率和检测精度的重要手段。

1 荧光的简介

1.1 什么是荧光

一般来说,我们所说的光就是指可见光。光是一种电磁波能量,而可见光是电磁波谱中的能被人眼感受的部分,其波长范围仅仅占据电磁波谱的非常窄的一部分。一般以波长与频率来评价光的不同,光的波长与频率呈反比例关系,波长越短意味着其频率越高,相应的能量越高;波长越长其频率越低,相应的能量越小。光强、光通量、亮度也是评价光源或反射光功率大小的重要指标,见图1。

荧光是利用短波长的光或射线(称为激发光)来照射可以发光的材料,得到一种波长更长的介于可见光范围的单色光,停止照射时,这种光线马上或逐渐消失,这种受到激发而产生的光被称为荧光。为达到最佳的效率,激发光与荧光材料的吸收光谱尽可能地重叠在一起,也就是频率重叠,达到物理上的所谓“共振”效果。一般激发光的能量总是高于荧光的,而且基本上位于可见光与紫外线的边缘位置。一般激发光能量较高,对人眼有一定刺激和伤害。

荧光是可见光中的单色光或某一波段的混合光。为了保持检测的可靠性和高度的选择性,所以用于检测为目的的荧光要保持单色性能。

1.2 荧光的最佳颜色

人眼对不同波段的单色光的视觉灵敏度是不同的,见图2。人眼在明视觉条件下,感觉最灵敏的位于555 nm附近的黄色光;人眼在暗视觉条件下,感觉最灵敏的位于510 nm附近的绿光,这些光事实上也是人眼在可见光范围内感觉最舒服、最柔和的光。因此对于使用人眼来检测的荧光最好是“黄色光”或“黄绿色光”。

但是在实际的荧光示踪检测中,可能出现不可有效控制的黄色或黄绿色荧光性干扰。通常这些颜色的荧光存在于检测环境中的有机材料 (如油漆、密封胶等 ) 之中。在这种情况下,就需要换成其它波长范围的颜色光作为荧光示踪检漏的指示剂。

1.3 荧光材料的分类及特点

常规的荧光材料很多,从化学成分的角度分为无机荧光材料和有机荧光材料。从化学稳定性的角度来说,主要分为化学活性和化学惰性两类。化学活性也就是通常意义上人们所说的“有毒”、“有害”的概念。化学惰性则是指不会对人和常规材料造成任何超过标准的损害。化学活性的荧光材料基本上包含所有的无机荧光材料和大多数有机荧光材料。化学惰性的荧光材料只包含极少数有机荧光材料。应用于示踪检漏技术的荧光材料不仅需要无毒、无害,而且需要适应相应检测环境的特点。

2 荧光的示踪检漏

2.1 荧光示踪检漏的特点和方法

荧光示踪检漏方法的最大特点就是将光学、化学结合起来,利用荧光与检测面之间的强烈的光强度的反差。最大限度地利用人眼对光线变化极其敏感的特点,达到检漏的目的。按照工艺的不同,荧光示踪检漏分为荧光示踪渗透检漏和荧光示踪压差检漏。柴油机的机油循环系统和水循环系统的荧光泄漏检测为渗透检漏。

荧光示踪渗透检漏的方法非常简单,首先将荧光示踪剂按照合适的比例与系统介质调和,然后加入到系统内,给系统介质施加上合适的压力或开机运行,保持一定时间。再用特定波长的激发光照射检测位置,人眼带荧光增强保护眼镜后,对检测位置进行观察。此时泄漏点被激发出非常明亮清晰的荧光,从而准确判断所有泄漏点。

荧光示踪渗透检漏具体应用时主要包括以下设施:荧光材料、激发光源、保护或施工的工具。荧光材料必须与相应的检漏灯即激发光源配合使用,这样才能激发出强烈的荧光。激发光的光强度高,会使人眼睛不适。因此,在用人眼睛观测荧光时,需要配戴专用的可以截止激发光的眼镜。而荧光增强保护眼镜的另一个重要作用就是过滤掉检漏灯的单色光和其紫外线等,以防止干扰检测,同时眼镜还含有部分荧光材料,能将部分检漏灯光转换成波长和荧光波长相同的光。因此可以增强荧光的强度和检测的灵敏度。

2.2 影响荧光示踪检漏的因素

由于荧光示踪检漏技术是利用光学的方法达到检测的目的,因此下列因素会影响检测效果。

a. 示踪剂的类型和固有亮度。应用于不同介质的示踪剂必须试验确定其相容性和亮度,避免示踪剂与检测介质相溶后影响发光效率。

b. 荧光示踪剂本身的分子直径的大小适当,需要与被检测介质匹配,避免出现误判。

c. 使用合适的示踪剂浓度比例。荧光强度不是与浓度成正比的。在低浓度下成正比,但到达一定浓度后,随着示踪剂浓度的增加,荧光强度反而会持续下降,直至消失。

d. 环境的光的强度。在进行荧光检测时必须保证周围环境中的可见光的强度不能太强,否则荧光高灵敏度的特点就不能得到体现。

e. 使用合适功率的检漏灯和与之匹配的荧光增强保护眼镜。应选用波长与荧光示踪剂匹配的检漏灯和眼镜,最大限度增强荧光效果。

f. 被检测部位背景的亮度及颜色影响。如被检测件表面反光强烈,应喷涂薄层的白色显像剂。一般情况下深色的背景会吸收部分荧光,如果背景是黑色就会降低荧光的强度。必要时也可以喷涂薄层的白色显像剂。

g. 某些含有荧光性材料会干扰检测。因此要避免含有荧光材料的物质(如油漆、润滑油脂、密封胶等)接触被检测工件,或彻底去除后再检测,或者改用新型的其它颜色的荧光示踪剂。

h. 检漏灯及灯光的使用。检漏灯与检测位置之间的距离要合适,应保持灯光处于与被检测部位近似垂直但稍偏,并且检漏灯的发射光照不进眼睛的角度。而对于视力不可见或狭小的检测位置,检漏灯不能照射到的情况下,可以通过小镜片反射等方式检测。

i. 荧光剂加入系统的时间影响。对于密闭的系统,从示踪剂开始加入到检测的时间保持合适的水平,可以取得最大的效益。对于渗透型的检测,应该根据被检测系统的厚度和材料,在加压或系统正常工作的情况下保证足够的渗透时间。

j. 根据不同的被检测介质,选择相应的示踪剂。不同的介质对相同的示踪剂的渗透性能是不同的。

k. 系统的压力差影响。在保证被检测工件安全的情况下,应该保持一个比较高的内外压力差,或者直接在系统正常工作情况下进行泄漏检测。

l. 温度的影响。系统及检测部位或检测液的温度会对检测灵敏度产生一定的影响,一般温度的增加可以缩短检测的时间。

m. 施工工艺的影响。应保证在未进行可能产生覆盖涂层或粉末的生产工艺前进行荧光示踪检漏的操作。有时利用压差法检漏时,系统内某些部位会无荧光示踪剂,此时应采取措施将荧光示踪剂施加到所有部位。

2.3 应用于柴油机荧光示踪剂的特点

荧光示踪剂属于液体化学品,而荧光示踪剂最大的要求就是既达到检漏的目的,又无损系统的性能。因此应用于柴油机泄漏检测的荧光材料必须是化学惰性的有机型荧光材料,它必须满足以下要求:

a. 在相当高的温度范围内,对常规的金属材料要求无腐蚀、不会发生化学变化。

b. 在相当高的温度范围内,对大多数高分子材料、橡胶材料不会发生溶胀、腐蚀等物理、化学变化。

c. 对大多数特定环境下的化学物质应无化学变化。

d. 分子结构应无任何带有电荷的活性基团,无任何易于被氧化、还原的基团。

e. 针对不同系统特定介质(如机油、燃油和水)的相溶性应该非常良好。

3 荧光示踪检漏技术的试验及应用

一般柴油机出厂试验的泄漏检测存在两个问题,分别是泄漏点难以观察,容易造成误判;易引起柴油机表面锈蚀。针对这两个问题,进行了荧光示踪检漏的相关工艺试验,验证荧光示踪检漏技术在特定生产环境条件下应用的可行性。主要进行了以下几个试验环节,并取得了相应的试验结论:

3.1 荧光剂选型试验

分别对A,B,C三个公司的荧光剂产品进行试验,目的是考察不同厂家、不同型号的荧光剂在特定环境中的使用效果,选取最合适的荧光剂型号,各产品的荧光效果见图3、图4、图5、图6。

试验结论如下:A产品的荧光颜色与密封胶荧光颜色相似,难以辨识泄漏点;而其它两种荧光剂使用效果都很好,能准确辨识泄漏点。由于C产品价格最优,所以选择了C产品进行接下来的试验验证。

3.2 荧光剂浓度试验

分别选用0.1%,0.15%,0.2% 三种浓度比例进行试验,以确定最佳的使用浓度,使荧光检测效果和成本达到最佳,见图7。

试验结论如下:浓度过低时荧光效果非常不明显,当浓度比例在0.15%~0.2% 以上时,能够得到比较好的荧光效果,且荧光强度随着浓度的增加而增强。

3.3 荧光剂耐久循环试验

对添加了荧光剂的柴油机进行100 h长跑试验,试验后拆检各轴瓦、铜套,检查是否有异常腐蚀或磨损的现象。拆检结果表明,荧光剂对柴油机机油系统各零部件没有损伤。

3.4 荧光剂暗室检测试验

使用检漏灯和保护眼镜分别在自然光线环境下和暗室环境下检漏,测试环境光对检测精度的影响。试验结论如下:在自然光环境下也可以使用荧光检漏,但在暗室环境下荧光检漏效果更好。目前已经在生产环境下增加了暗室,进一步提高了泄漏检测精度和检测效率。

3.5 荧光剂清除试验

当采用荧光剂检测到产品有泄漏时,需要对产品进行返工处理。返工后需要将原泄漏的荧光效果清除,以便于下一次泄漏检测能够正常进行,见图8。所以需要寻找一种能有效去除荧光效果的产品。经过试验,选用755安全清洗剂能有效去除荧光效果。

4 总结

使用荧光示踪检漏技术来检测柴油机泄漏点,不仅对试车效率和产品质量有大幅提升,而且对柴油机各系统均无损伤。随着对荧光示踪剂认识的加深,相信我们在柴油机台架试验中对荧光示踪剂的试验、试用后,会逐步在全公司内进行大批量使用。

关于自来水管网的检漏技术的分析 篇7

一、常见的自来水供水管网的检漏仪器

1、采用听音棒

在检漏自来水供水管道的所有仪器当中, 听音棒是一种最简单的检漏仪器, 具有构造简单、灵敏度较高、方便携带的特点, 而且不会受到周围环境的限制。听音棒适合所有类型的自来水管道检漏, 漏口喷出的水所带动水管周围的介质发生相互的碰撞及摩擦的声音就是听音棒要检测的对象。具体的检漏方法是这样的:相关的技术人员在闸门、地面、消防栓上把听音棒的一端放在相应的表面上, 从听音棒的另一端听到相应的漏水声音, 相关人员在听漏的时候最好沿管线进行。

2、使用电子放大检漏仪

电子放大检漏仪是主要采取数字信号处理技术的一种仪器, 它一方面具有很好的抗环境干扰的能力, 另一方面还能实现分析数字频率、数字的滤波、记录相应的瞬时值和最小值, 使用这种仪器对自来水管网进行连续的监控, 可以有效区分漏水和短时用水。

3、采用示踪检漏仪

采用示踪检漏仪检漏自来水管网的原理为:用探头将气体注入相应的上游管道, 而且要保证气体达到相应的浓度, 这样气体就会随着管道不断的向前流动, 如果气体经过了渗漏地段, 那么相应的气体压力就会降低, 从而逸出管道, 而且可以随着相应的覆盖层上升到地表面, 这时候再检测气体的浓度, 那么浓度的最高点就是自来水管网的渗漏点, 但这种仪器不适合那些比较复杂的地下管网环境。

4、采用多探头相关仪

多探头相关仪主要是由主机、探头及软件组成的, 在探头内设置相应的压电压缩式传感器、存储器、A/D转换器、电源等等, 从而可以把相应的漏水声信号记录下来, 技术人员可以对任何两个探头进行一定的分析, 根据漏水声音到两个探头之间的时间差进行有关漏损点的探头的距离计算, 就能知道相应漏损点的位置, 就算相关的工作人员没有十分丰富的听漏的经验, 也可以利用此种仪器进行精准定位, 所以这种仪器受到了广泛的欢迎。

5、应用相关检漏仪

在自来水管网漏点的两端阀门或者消火栓上设置声音的传感器, 它可以有效识取漏水声, 然后发射机传输相应的信号到主机, 利用相关仪进行比较复杂的运算, 判断并确定相应的漏水声, 然后根据相应漏水声音到达两个传感器的时间差确定自来水管网的漏水点位置。

二、自来水管网漏失检测的方法

1、被动检漏的方法

这是一种比较传统的方法, 同时也是一种比较经济的检漏方法, 主要以相关的检漏人员及市民的义务报警作为依据, 一般情况下只是发现明漏, 不能发现暗漏, 所以这只是一种辅助的检漏方法, 不是主要的检漏方法。

2、音听检漏的方法

这种方法主要根据声音监测器在一定的时区内, 对某个小区的供水管线进行监听, 进而确定漏水点的一种方法。地面听音及阀栓听音为音听检漏的两种主要类型, 前者用于确定漏水点, 后者用于查找漏水的线索及范围。音听检漏法具有效率高的优点, 可以查出大多数的漏损, 但是初期的投资相对比较大。

3、水平衡探测的方法

水平衡探测的方法又叫做三步法。第一步就是在夜晚人们休息的时间中, 关闭所有的用水器, 检测相应的总水表在自来水管网正常的条件下能否走动;第二步就是检查相应的下水道, 进而有效查找漏水的区域;第三步就是利用各种各样的测漏仪器精确定位相应的漏水点。

4、区域测漏的方法

这种方法也是趁夜间人们休息的时候, 关闭相应检漏小区同外界联系的阀门, 只留下在线流量计的旁通管。经过一定时间的测定, 测出来的最低流量可以当做小区内自来水管网的漏水量。利用关闭区内阀门的办法, 对比相应的流量, 从而有效确定漏水的管段。如果漏失的水量未超过相应的规定值, 那么就不必对该小区继续进行检漏工作, 如果漏失量超过了相应的数值, 那就要关掉小区内的部分阀门, 不断缩小检测的区域, 之后再对比缩小区域前后的流量变化, 如果相应的流量没变或者是在相应规定的范围之内, 那么这段管段的漏失情况就是正常的, 一旦差距太大, 就充分说明相应的管段有漏水点。

5、示踪气体探测的方法

这种方法适合所有的管道, 特别是定位供水管道等直埋设施的漏点。在相应的管道中注入95%的氮气和5%的氢气, 之后再相应的管道上利用氢气测漏仪进行相关的检索, 检测示踪气体, 最后检测从泄漏处冒出地面的示踪气体, 进而确定漏水的位置。

三、结论

自来水管网的检漏工作是一项比较专业的工作, 需要相关人员较高的专业素质及较强的责任心, 所以有关的工作人员必须深入学习相关的理论知识, 然后在实际工作中不断积累经验, 相关的管理部门更要建立健全相应的管理制度, 从而保证自来水管网检漏工作的正常进行。自来水管网的检漏技术有很多, 方法也很多, 相关的管理部门一定要结合自身的特点和管网的具体情况, 选择比较合适的仪器和方法, 从而提高工作效率, 保证满足人们的用水需求。

参考文献

[1]高伟:《供水管道检漏的基本内容及常规方法》, 《管道技术与设备》, 1999 (4) 。

[2]曲莹:《浅谈自来水管网检漏技术》, 《科技论坛》, 2010 (9) 。

检漏技术 篇8

1 铁路的供水特点和漏损情况

在供水方面, 铁路供水和市政供水存在着非常明显的差异, 城市供水呈现出了区域性的供水特点, 而铁路供水通常都是为铁路沿线各个单位提供相应的供水服务, 一般情况下铁路供水呈现出带状的分布趋势, 这种供水形式也使得整个单位所占用的管网面积比较大, 管网运行中的资源损失较其他方式要更大, 巡查过程中需要很长的周期, 严重的影响了工作效率, 此外, 在管理的过程中也没有丰富的经验, 专业队伍建设方面还存在着十分明显的不足, 这也成为了漏损状况出现的一个非常主要原因。

如果站在理论的角度上来说, 解决铁路的实际供水问题, 降低漏损危害的方法是多种多样的, 但是很多措施在执行的时候会受到很多因素的影响, 其可行性较低。铁路供水量不是很大的用户在地域的分布上呈现出非常强的分散性, 水源经常需要采取一定的方式来重新寻找和开辟, 这种供水方式和需水量之间无法相适应, 同时在供水的过程中也会产生非常高的费用, 由于用户分布集中性差, 所以实现集中处理的难度也大。其次是铁路的排水系统分布也比较分散, 在回收的过程中只能应用于较小的范围, 而且还要保证有充足的资金支持, 所以使用先进的技术, 建立一个完善的队伍和机制也是解决铁路水资源供需矛盾最为有效的短期途径。

最近几年, 铁路部门非常重视对漏损危害的控制, 相关责任人也不断的引进一些先进的技术和设备, 这些因素的改进使得铁道部门的节水效果得到了十分明显的提升, 很多地区的铁道部门也开始使用PE和PPR给水管网, 同时还配合了相关仪器对漏水现象进行仔细的检查和探测, 这样就很好的解决了水资源浪费的问题。

2 常见的几种检漏技术应用范围

2.1 声学检漏法, 这种方法大体上可以分成两大类, 一类是听印法, 一种是超声检漏法, 这种方法主要是使用在压力系统运行中出现内部液体泄漏或者是非压力状态下测试供水系统内部密封性这两种情况中。

2.2 气泡法。

这种方法通常也被人们称为皂泡法。在应用中是将充满空气且密封性良好的容器放置在一个干燥的环境当中, 同时在其表面涂上适量的肥皂水, 这样就可以有效的检查出系统的漏气现象, 这种检测方法对温度没有特殊的要求, 无论是在高温条件下, 还是在低温条件下都可以体现出非常好的效果。

2.3 放射性气体示踪检漏法。

这种方法主要的操作步骤就是将放射性示踪气体放置到一个检测容器当中, 在放置了一段时间之后, 马上将容器中残留气体吹净, 最后一步是将容器放在辐射探测器当中, 然后对放射性示踪气体的强度进行详细的检测, 从而也就能够检查出系统具体的漏气情况买这种方法在使用的过程中也存在着非常强的局限性, 一般情况下它只适合使用在漏孔比较小的隐患检测, 而对于漏孔比较大的情况无法对其进行有效的检测。

2.4 其他方法。

除了以上三种方法之外, 目前其他比较常用到的检测方法有氦质谱仪无损检漏法、荧光法、高频火花检漏法、卤素检漏法、氨检法 (显色检漏法) 、气敏半导体检漏法 (应用较为广泛) 以及渗液法 (最原始最简单) 等几种方法。这些方法每一种各有优缺点, 且应用范围各不相同, 应用过程中需要分清情况合理选择。

3 相关仪在不同铁路管线漏水探测中的应用

3.1 金属管线。

金属管道是铁路供水管网的最主要组成部分。这种类型管道相对于其他类型管道而言具有强度较高、承受压力较强的优点。但是由于是金属性质, 因此也不可避免的存在易腐蚀的缺点。在金属管线中运用相关仪进行检测能够取得非常好的效果, 主要是因为金属的传播性能比较好, 相关仪在采集噪音信号过程中能够采集到较为清晰的峰值, 整个测试结果相对比较准确。

3.2 非金属管线。

非金属管道由于具有较好的抗腐蚀性, 且耐压性也比较好, 使用年限相对于金属管线而言更长, 因此也是城市供水管网中使用较多的一种管道类型。但是, 相对于金属管道而言, 非金属管道的漏水噪音传声性比较差, 传播距离比较短, 在检测过程中, 传感器能够接收到的信号频率比较低, 相关仪检测时难度较大, 检测效果比金属管线要差。

3.3 大口径管线。

这种管线类型同样属于金属管线性质, 但是其管道的口径比较大, 在漏水出现后噪音的传播能力比较弱, 传播距离相对比较短。这种管道类型在使用相关仪测试过程中要非常讲究传感器的放置位置, 应尽量靠近漏水点并做好排除外界干扰的工作, 才能确保测试结果的精准。

4 相关测试实例分析

4.1 测试现场一 (双漏点) 。

某铁路线上一条管径为DN250mm给水管线怀疑有漏水, 两消防栓之间长700ITI, 采用Leak-finder相关仪进行相关定位, 结果出现两个明显的峰值, 判断是双漏点, 开挖后验证误差为50cm。

4.2 测试现场二 (UPVC管线漏水探测) 。

某铁路地区有条管径为DN300mm、管道总长300m的UPVC管线怀疑有漏水, 采用Leakfinder SN关仪进行相关定位, 将泄漏噪音进行放大倍增处理, 有明显的峰值显示, 判断为有泄漏, 经验证误差为70cm。供电段自从引进万能管线相关仪后, 对全段270km的给水管网进行了巡检和测试, 解决了很多环境复杂、干扰噪音大、测试距离长的漏水点, 提高了经济效益, 保证了铁路管网的正常供水。加强供水管网维护和科学检漏是铁路节水最经济易行的措施, 其关键是依靠科学的管理制度和先进的检测设备。同时, 建立专业检漏队伍, 应用科学的检测方法也是节水降耗的重要措施。

5 结论

铁路系统运行的过程中铁路供水系统所发挥的作用是不能忽视的, 为了提高铁路部门水资源的利用效率, 减少水资源的浪费, 采取有效的措施对铁路的供水管网进行检漏时当前铁路供水系统提高运行效率和运行质量的有效途径, 所以铁路的供水系统一定要引进一些先进的设备和技术, 这样才能提高检漏的整体质量, 保证铁路部门的正常运行, 提高铁路运行的经济效益。

参考文献

[1]宋有粮.管道检漏维修研讨[J].杨凌职业技术学院学报, 2009 (1) .

[2]梁刚.水管网检漏方法及技术运用[J].科技创新导报, 2009 (8) .

检漏技术 篇9

核电工程工艺复杂、系统繁多,对放射性物质释放量控制极其严格,其中核级管道系统安装质量直接关系到核电站的安全运行与人们的健康,在其安装完成后需要进行泄露性检测,以发现可能存在的微小泄漏,以保证工艺系统在运行期间的严密性。氦气检漏技术以氦气作为示踪气体的无损检测技术,相较于其他检漏技术具有灵敏度高、检测速度快、定位准确的特点,检测灵敏度可以高达10-12Pa.m3/s,响应时间可以缩短至3秒;此外,氦气还具有无毒、无破坏性和质量轻的特点,应用可靠安全。因此,氦气检漏技术非常适用于核电工程管道系统的泄漏性检测。

1 氦气检漏技术的主要方法

氦气检漏技术由于应用环境和应用对象不同,其分类方式也有所不同,按照检测过程中氦气的流向可划分为正压法检漏和真空法检漏,现分别介绍如下:

1.1 正压法检漏

正压法是对被检对象内充入一定压力的氦气或氦气混合气体(一般以氮气作为混合成分),在被检对象内外形成压差,当被检对象表面存在漏孔或缝隙时,氦气就会在压差的条件下通过漏孔或缝隙进入被检对象外表面,从而实现对被检对象的泄漏检测。按照泄漏氦气收集方式的不同,正压法又可分为正压吸枪法和正压氦罩法。

①正压吸枪法

正压吸枪法采用检漏仪吸枪对被检对象外表面直接进行扫查,实现对泄漏部位的精确定位,如图1所示。该方法是一种即可以定性又可以定位的方法,检测灵敏度高、操作简单,适用于大型设备或系统的泄漏检测。

②正压氦罩法

正压氦罩法采用一个密闭的箱体将被检对象整体罩起来,然后使用检漏仪吸枪测量一定时间内氦罩内氦气浓度变化量,实现对被检对象漏率的精确测量,如图2所示。氦罩累积法的优点是可以实现对微小泄漏的检测,但对于检测部位较多则无法同时对漏点进行定位,比较使用于单一设备且表面积不大的被检对象。

1.2 真空法检漏

真空法是利用真空泵将被检对象内部抽成真空,然后在被检对象外表面施加氦气,当被检对象表面有漏孔时,氦气就会通过漏孔进入被检对象内部,再进入氦质谱检漏仪,从而实现被检对象泄漏检测。按照施加氦气方法的不同,可以将真空法分为真空喷氦法和真空氦罩法。

①真空喷氦法

真空喷氦法采用喷枪向被检对象外表面喷吹氦气,可以实现漏孔的精确定位,如图3所示。该方法是一种定性检测技术,操作简单,可以检测复杂和大型设备。

②真空氦罩法

真空氦罩法采用一个密闭的箱体将罩将被检对象整体罩起来,在罩内充满一定浓度的氦气,可以实现被检对象总漏率的测量,如图4所示。该方法可以直接测定被检对象的泄漏情况,但无法实现对泄漏位置的准确定位。

2 氦气泄漏技术在核电管道工程中的应用

构成核电工艺系统的管道工程长达数万米,而其中的核级管道系统由于关乎核电的运行安全,其施工质量要求极其严格,管道系统中的焊口、阀门填料函、仪表接口、设备接口、法兰连接处是最易出现泄漏的位置,而常规的气压试验或水压试验手段,对于微小的泄漏往往难以发现,氦气作为示踪气体具有极高的灵敏度且具有无腐蚀的特点,氦气检漏技术为核电工艺系统的泄露性检测提供了更为可靠的无损检测手段。现针对其具体的检测方法应用予以阐述。

2.1 检测方法选择

核电管道工程中的氦气检漏方法,考虑到管道系统分布广、检测点繁多,可主要选择正压吸枪法和真空喷氦法。在对管道系统进行氦气检漏前,应按照设计要求对被检对象进行充压或抽真空,然后使用氦质谱检漏仪进行检测。

2.2 检测先决条件

①检测人员

负责氦气检漏工作的人员应按《民用核安全设备无损检验人员资格管理规定》(HAF602)的要求通过培训、考核并确定相应的资格。取得1级检测资格的人员只允许实施检测操作(不包括判定),取得2级资格以上的人员允许检测的实施以及检测结果判定与编写报告。

②检验设备

用于检测的氦气质谱仪、计量器具和仪器等应进行标定且合格;确定好参考漏孔的安装部位,并将标准漏孔尽可能地安装在测试回路中对检漏仪响应最不利的部位。

③检测气体

示踪气体采用工业氦气,符合GB4844.2-1995,纯度≥99.99%;用于混合的气体采用工业氮气,符合GB/T8979-2008,纯度≥99.99%。

④检测环境

检漏仪工作条件应满足温度5℃~35℃、湿度≤80%,附件无强电磁场、无剧烈震动、无腐蚀气体,被检管道系统的内外表面均应清洗、除油脂、并充分干燥与清洁,确保无妨碍检测准确度的污物。

⑤被检管道系统

被检管道系统的管道及其组成件全部按设计文件完成安装并验收合格;常规的管道系统压力试压合格并完成系统吹扫。将被检管道系统的开口处及关联系统和测量装置使用阀门或盲板封堵,密封用材料应不含示踪气体。

⑥检测工作文件

检测前应编制相应的技术方案,明确被检管道系统边界、系统流程、封堵措施、检测方法、检测步骤与合格标准等;同时还应编制用于控制检测工作开展的质量计划,使检测过程与结果处于受控。

2.3 正压吸枪法检测方法

①系统充压

首次充压之前,应对管道系统部分抽真空,以尽可能去除管道内残余的水分和杂质气体。然后采用氦气-氮气混合气体作为加压气体,氦气的浓度在设计压力下的体积百分比应不低于10%,充气压力为被检系统的设计压力。

向管道系统加压时应逐级缓慢升压,首先向系统逐步通入体积百分比至少10%的纯氦气,氦气达到预定量后,再逐步充入氮气直至试验压力,然后保压时间至少30min以上。

②仪器校准

在将氦质谱检漏仪吸枪与仪器连接后、进行检测前的系统校准时,应将吸枪嘴在校准漏孔上扫查。扫查时,吸枪嘴与标准漏孔应保持3mm以内,对被检系统的扫查速率不应超过能检出标准漏孔泄露的速率。

在系统校准时,应观察出现一个指示信号以及使仪器输出达到稳定所需的时间,通常希望这个时间尽可能短,以减少确定泄露位置所需的时间。

③泄漏检测

检测场所应避免过度通风而使检测所要求的灵敏度降低。检测时使用喷枪嘴对被检表面进行扫查,距离保持在6mm以内,如果系统校准时采用更小的距离,则扫查时的距离不小于该距离。

检测时,应巡回检测系统内的所有管线和设备,包括设备法兰连接区、阀门填料函、螺纹连接处、排气阀、仪表管、管道焊缝等所有密封点。

计算被检位置的漏率Q,小于设计容许的最大漏率,则该区域认定为合格;否则,应进行标记返修。

2.4 真空喷氦法检测方法

①系统抽真空

要对被检测系统进行吹扫干燥,干燥的温度和时间要保证符合要求,温度应当<60℃,时间应当>2小时,干燥结束后要启动真空泵,将被检系统抽成真空。

②仪器校准

将真空泵的抽气速率保持稳定,在压力小于10Pa的状态下,连通检漏仪质谱室和被检测的系统,并将质谱仪调整到检测状态,对检测系统内的氦气本底数值进行测定。

将参考漏孔打开,使氦气进入被检系统之中,质谱仪会显示出氦峰的变化值,测定参考漏孔的数值和系统反应时间。然后关闭参考漏孔,记录质谱仪稳定的时间,并记录二次本底数值。

③检测

当系统在10Pa的状态下实施检测,用氦气喷枪向系统的检测部位引入氦气,并运用氦浓度仪设备测出密封部位的氦气浓度CHe,要使氦气浓度CHe≥10%,记录该浓度状态下的时间T1。

从T1时间段开始到检测确定系统是否泄漏的时间T2的过程中,T2的响应时间至少应当是系统反应时间的3倍,同时,其响应的时间应当至少持续10分钟,如果在T2时间段之内,检漏仪没有出现读数的变化,则证实这个检测部位没有泄漏的问题。相反,如果在这个T2时间段之内,质谱仪出现了读数变化,则说明被检测部位有泄漏现象。

3 结束语

目前,我国的核电建设事业正在蓬勃发展,“走出去”的步伐也在加快,核电建设质量是保证核电安全运行的重要环节。氦气检漏技术是一种高效、快捷、准确的无损检测方式,具有其他检测方法无可比拟的优势特征,氦气检漏技术在核电管道工程中的应用,为核电工艺系统安全运行提供了重要保障。此外,由于核电系统与设备的复杂性,氦气检漏技术应用时应充分了被检对象的结构和特征,依照相关的设计技术要求,选择有针对性的检测方法,方能实施更为准确、有效的检测。

参考文献

[1]解苑明,季维同,谢学涛.核电站蒸汽发生器泄漏监测——氮-16辐射监测仪概述[J].中国核电,2010(01).

[2]杨炯,谢圣华,钱征宇.核电厂凝汽器在役氦检漏技术[J].无损检测,2011(04).

检漏技术 篇10

关键词：红外检漏,GIS,状态检修

引言

随着状态检修工作的不断深化开展,为进一步提高设备运行的可靠性,提升电网的安全运行水平,加强对设备运行的监测水平已迫在眉睫。以山西超(特)高压输变电分公司为例,目前所辖变电(开闭)站35k V及以上断路器、组合电器、互感器多数都为SF6充气设备。从近几年的缺陷来看,SF6气体泄漏问题已成为该类设备的主要缺陷,但由于检测手段和技术的局限性,此类缺陷的处理不仅严重影响了设备的正常运行,延长了设备停运时间,同时,也增加了人员现场作业时间。而SF6红外成像检漏技术的出现很好地解决了该问题,它不仅可以精准地发现设备泄漏点,而且方便携带、操作简单。可以说此项技术为SF6设备的状态检修工作提供了必要的在线检测手段,弥补了SF6设备在线检测上的一个空白。

1 SF6充气设备运行现状

SF6气体作为一种绝缘性和灭弧性极佳的介质,被广泛应用于各类高压电气设备中,SF6气体无色无味,发生泄漏不易被发现。目前,对SF6充气设备内压力变化的监视手段主要是利用气体密度继电器,一旦密度继电器压力值明显降低或报警,说明设备发生了严重的SF6气体泄漏,需立即查找泄漏点或进行补气,否则将严重威胁设备的安全可靠运行。但此时设备是在运行状态,不能马上停电,即使能够安排停电,因目前常规使用的检漏仪器多为手持便携式定性检漏设备,检修人员必须将检测设备直接接触泄漏点才能发现。而220 k V及以上电压等级的SF6断路器距地面很高,检修人员很难上到设备的顶部进行检测,同时还受环境条件的限制。对于GIS设备,虽可以带电检测,但每个隔室的气体密封部位很多,有些部位排列紧密,根本接触不到,给查找泄漏点带来很大难度,甚至存在查不出来的可能性,使设备带缺陷运行,随时泄漏随时补气的维持运行,直接损害了设备的内部绝缘,给电网安全可靠运行留下了极大的隐患。

2 SF6气体泄漏的危害

a)SF6充气设备内的气体压力值将直接影响到设备的绝缘性和灭弧性,因此,当SF6气体严重泄漏时会造成SF6断路器闭锁,从而发生断路器不能正常操作,GIS设备发生内部绝缘击穿等重大事故。

b)虽然SF6气体有很高的介质强度,属化学惰性气体,但在电弧、电晕、火花、局部放电等情况下易产生分解物,而大部分分解产物是不稳定的,与水分子发生化学反应会生成大量腐蚀性及有毒气体。其中氢氟酸会腐蚀设备部件,改变内部的电场分布,降低设备的绝缘水平,其它分解物当维修或清洁设备时,会直接威胁人员的安全。

c)SF6气体价格昂贵,成本逐年上升,大量补气会致使设备维修成本增加。

d)SF6气体作为6种受限制的温室气体之一,其单个分子对温室效应的影响为CO2的23 900倍,大量泄漏会污染和破坏大气环境,增加温室效应[1]。

3 常用检漏方法及红外检漏的优势

3.1 常用检漏方法比较

目前,SF6气体检漏技术一般采用定性检漏、包扎检漏、泡沫检漏等初级的检漏方式,都需要直接接触SF6设备。当检测带电设备的部位不满足安全距离时必须停电才能进行,且受环境影响较大,其准确性也存在很大的问题。以下为几种检测方法的分析与比较:

a)定性检漏:采用检漏仪,逐点进行检漏。工作量大,没有目的性,很容易错过漏点,同时,对安全距离不满足要求的带电设备无法检测,受外界环境影响较大。

b)包扎检漏:将充气设备包扎起来,经过一段时间后再采用检漏仪在包扎体内部进行检漏,检查包扎部位的漏气情况。工作量大,有些部位包扎困难或无法包扎,安全距离不满足要求的带电部位无法检测,同时,该方法属于局部面检测,不易快速找准泄漏点。

c)泡沫检漏:采用在检漏部位涂刷肥皂水,看其有无气泡产生。需要基本知道泄漏部位以后才能进行检漏确认,同时,对于安全距离不满足要求的带电部位无法检测。

3.2 红外检漏的优势

针对以上三种检漏方式中存在的不足,红外成像检漏技术采用高达0.025℃灵敏度的先进探测器,利用稳定的SF6气体对红外吸收极强,而空气对红外吸收较弱,两者的红外影像不同的特性,使通常肉眼无法看见的气体泄漏在红外探测器的帮助下变得可见,其主要优势如下:

a)可远距离进行红外检漏——避免了设备停电和保证了人身安全。

b)实现了由点检方式向整体检漏方式的突破——可以对SF6设备采用整体扫描、一次性成像的方式来完成,对于多漏点的SF6设备尤其方便。

c)响应速度快—平均每0.02ms成像一次。

d)灵敏度高——准确度达到0.001毫升/ms,即当漏点的泄漏率达到0.001毫升/ms时就可检出漏点。

e)受外界环境影响小——在风力4级以下、小雨天气、狭小空间均能进行检测。

f)携带方面——体积小、重量轻,大大减少了检测人员的工作强度。

由此可见,红外检漏成像仪适合在各种场合对SF6设备进行检测,相比其他几种检测方法优势极其明显。

4 红外检漏的实际应用

4.1 现场实际问题

山西吕梁500kV变电站GIS(ZF11-252k V)设备于2008年12月1日投运。2009年3月15日,运行人员发现2号主变侧220kV GIS间隔QS5气室压力表显示为0.48MPa,已低于该气室额定压力(0.5Mpa)。在设备不停电的状态下,检修人员利用便携式SF6检漏仪,对此GIS设备间隔的不同部位进行定性检漏、局部包扎检漏以及泡沫检漏。由于户外环境恶劣且个别部位安全距离不满足要求,故未能检测出泄漏位置,只能进行相应的补气工作(0.5MPa),之后继续跟踪监视气室压力变化情况。2009年5月10日,220kVGIS间隔QS5气室压力再次降低到0.46MPa,已接近报警压力0.44MPa,从设备气室压力的变化来看,初步判定为SF6气体泄漏缺陷。

4.2 根据规程要求计算

根据《国家电网公司设备状态检修规章制度和技术标准汇编》的规定,GIS设备年泄漏率小于1%[2]。

已知20℃时2号主变侧220k V GIS间隔QS5气室的额定压力为0.5MPa,为使不同温度下记录的气室压力值具有可比性,根据查理定律可知,一定质量的气体,当体积一定时,压力与温度成正比,

P1为现场环境温度下的气体压力值;P2为温度20℃时的气体压力值;T1为现场环境温度;T2为参考温度20℃。

通过计算可得温度为20℃时表1中P2的值,再由表1可画出其气室压力变化趋势(见图1)。

通过表1和图1可以清晰地看出2号主变侧220k V GIS间隔QS5气室压力随时间的变化情况。数据表明该气室SF6压力值2月份之前并未发生变化,从2月份至3月中旬突然发生变化,且变化趋势明显,初步判断该气室存在泄漏点。

压降法的年泄漏率计算公式[3]如下,

其中,

P1为压降前压力;P为压降后的压力;△t为压降经过的时间(月)。

截止至3月15日,通过计算公式可得,QS5气室年泄漏率为50.5%;

同时,由于3月15日补气后压力为0.5 MPa,截止至5月10日时压力降至0.46 MPa,同理可求得,QS5气室年泄漏率为53.3%。

由此可见,泄漏率已严重超过规程要求,QS5气室明显存在泄漏点,且泄漏速度有明显增加的趋势。

4.3 红外检漏技术在GIS设备上的应用

现场使用红外检漏仪器对2号主变侧220k V GIS间隔QS5气室进行检测后,发现该气室出线套管底部法兰连接处泄漏(见图2a及图2b),初步怀疑为法兰密封垫受损导致密封不严,气体向外泄漏。

设备经解体检修后,发现为密封垫未正确置于法兰密封槽内,由于受法兰面长期挤压致使密封垫严重变形失去密封作用,导致SF6气体泄漏。在进行相应处理后,设备恢复正常,至今未发现该气室泄漏。

5 红外检漏技术对状态检修工作的影响

状态检修是企业以安全、环境、效益等为基础,通过设备的状态评价、风险分析、检修决策等手段开展设备检修工作,达到设备运行安全可靠、检修成本合理的一种设备检修策略[2]。利用红外检漏技术可以有效减少设备停电时间和人员现场作业时间,节约由于SF6气体泄漏而产生的大量人、材、机具的成本。同时,及时有效地发现SF6气体泄漏,对环境保护极为有利。

6 结论

通过对四种SF6气体检漏方法的分析与比较,结合山西吕梁500kV变电站220kV GIS设备泄漏情况的检测,充分说明了红外检漏技术的优越性及其在状态检修工作开展过程中的重要性,为今后SF6充气设备的状态检测及泄漏处理提供了有力的保障。

参考文献

[1]李建基.高压开关设备实用技术[M].北京:中国电力出版社,2005:29.

[2]国家电网公司生产技术部.国家电网公司设备状态检修规章制度和技术标准汇编[S].北京:中国电力出版社,2008.