关键词:换热器封口焊密封精度氦质谱检漏

　　1前言

　　换热器是化工生产中应用很广泛的单元设备之一,约占化工设备总重量的40%。针对不同的化工过程,换热器的类型也多种多样,但目前主要采用间壁式的管壳式换热器。对这类换热器来说,换热管与管板的封口焊焊缝密封性是关系整台换热器性能的关键。该处密封不严,必然导致泄露,引起管程与壳程介质的混合,产生不良后果。因此生产厂家必须对该焊缝进行焊后密封性试验。

　　2传统检测法

　　换热管与管板封口焊全部完成后,清洁焊缝,并将换热器竖立,壳程充入氮气或干空气达到一定压力后,在焊缝处涂肥皂水,用肉眼观察是否有气泡产生来判断是否焊缝密封,此法俗称“气泡法”。这种方法虽然操作简单,价格低廉,不需要专用设备。但其灵敏度、可靠性、检漏精度等受环境和检测人员的影响较大,其检测精度仅能达到1×10-2Pa·ｍ3·ｓ-1。对一般设备基本满足精度要求。但随着产品的不断升级换代,特别是对一些重要换热设备,如四川为广东岭澳核电站一回路主系统生产的Ⅰ级设备蒸汽发生器(其外型高22m,直径约5m)。该换热器用“气泡法”无法满足密封性精度的要求,现改用国际上较先进的氦质谱检漏技术。

　　3.氦质谱检漏

　　氦质谱检漏技术是采用质谱分析原理,利用氦气作为示踪气体,反映到氦检漏仪上,以光信号和音响方式表达出来。

　　3.1专用设备氦检漏仪、真空泵、专用吸盘等。

　　3.2检测装置连接图检测装置连接图见图1。

3.3检测方法和步骤

　　首先将管板壳程侧表面和换热管末端、以及处于真空的区域进行干燥和清洁处理,除去油污、油脂、渗透探伤残余物和涂层,也就是说要求清除可能影响氦检漏检查的所有杂质。其检测步骤为:3.3.1启动抽真空装置使壳程获得低于1000Pa(10mbar)的真空度。3.3.2通过混合装置向壳程充满干空气和氦气(氦气含量为20%)的均匀混合物,其压力高于大气压力0 1MPa或为0 2+0 01MPa。3.3.3用四孔专用吸盘(图中杯型罩)罩在四个相邻管孔焊缝上,如有泄漏气体,经真空金属软管吸到探测仪,就会发出声光报警。再改用单孔吸盘对可疑焊缝进行逐个检查。3.3.4重复进行步骤3.3.3,直到所有焊缝都被检测。

　　3.4特点

　　此方法称为“吸盘法”。由于利用氦气作为示踪气体,不存在安全和污染问题,对人体也无任何损害。并且氦气穿透能力强,检测灵敏度高,其检测精度能达到1×10-12Pa·ｍ3·ｓ-1(传统方法仅1×10-2Pa·ｍ3·ｓ-1),可靠性强,是目前较先进的检测手段。

　　4结束语

　　氦质谱检漏技术目前并未普及,仅在一些特别重要的设备(如核设备)上应用。原因是此方法需购置专用设备,且设备安装较困难,吸盘操作更要特别小心。此外,目前尚无国家标准和部颁标准,基本上都是引进和借鉴国外标准,如法国NFA09 492。而且由于各个生产厂家产品的差异,我国在使用上经验不丰富。但是,从总体上说,随着化学工业的发展,化工过程越来越复杂,对化工设备的要求越来越高,以及国际化合作的日益广泛深入,要提高我国泄漏检测技术,氦质谱检漏技术仍然值得推广。