核电厂安全壳氦质谱检漏方法的可行性分析

安全壳是“核”与公众之间的最后一道安全屏障,其密封性至关重要,核电厂需要定期执行安全壳密封性试验。为提高核电厂安全壳泄漏检测的精度和效率,探索一种安全壳泄漏定位检测的新方法,即通过将氦气作为示踪剂按照一定比例充压到安全壳内,利用电厂辐射监测系统(KRT)在安全壳厂房周围的分布特点,检测出从安全壳内部泄漏出来的气体量分析判断泄漏区域,并通过现场试验验证该方法的可行性及氦气用量。实践证明,氦质谱检漏方法可用于核电厂安全壳检漏工作。

基于氦气质谱法的动力电池包热管理模块密封性检测系统

根据动力电池包热管理模块密封性检测要求,提出一种基于氦气质谱法的动力电池包热管理模块密封性检测系统。为避免氦气泄露污染,先利用低氦进行大漏粗检,再利用氦气进行精检;通过氦气回收和氮气清扫等工艺,降低检测成本,提高检测可靠性;采用双真空箱交替工作模式,提高检测效率。经实验验证,最小检测漏率小于1.5×10^(-6)mbar·L/s,满足动力电池包热管理模块密封性检测要求。

吸枪法氦质谱检漏技术快速测定氮气中氦含量研究

利用吸枪法氦质谱检漏仪对天然气生产装置检漏现场氮气中氦含量进行快速测定,建立吸枪法氦质谱检漏仪对氮气中氦含量准确测定的方法,并考查了分析方法性能,该方法具有良好的线性关系及较低的检出限,重复性好,准确度高,准确可靠。

面向凝汽器检漏需求的多工质泄漏研究

凝汽器作为核电站重要的冷却设备,其密封性直接关系核电站的安全运行。本文模拟凝汽器真实工况(真空侧7500Pa,压力侧110kPa),基于四极质谱仪搭建了实验系统,研究了不同量级漏孔(氦气等效漏率为10^(-7)~10^(-1)Pa·m^(3)/s)下氦气、空气、SF6三种气体介质的漏率。结果表明,在凝汽器工况下,所研究量级范围内气体介质漏率与介质种类无关,只与标称漏率有关。

真空氦漏孔校准方法的研究

本文介绍了一种不带氦气源的真空氦漏孔的校准方法,可实现-100~1000kPa压力、(10^(-10)~10^(-4))Pa.m^(3)/s漏率范围内的真空氦漏孔的校准,扩展不确定度U_(rel)=10%(k=2)。适用于真空氦漏孔日常的校准工作。

钻屑瓦斯解吸仪仪器因素对K_(1)值的影响分析

为了保障钻屑瓦斯解吸指标K_(1)值测量准确,对K_(1)值的测定原理进行了研究,提出钻屑瓦斯解吸仪开发需要把握的关键要素有煤样质量G、煤样自放气开始至启动瓦斯解吸仪时的暴露时间t_(0)和各测点压力值p_(i)。基于影响K_(1)值测定结果的核心要素,从仪器结构、电子电路设计及理论算法等方面进行了分析,确定出开发环节影响仪器测量精度的因素,并提出了应该减少t_(0)误差、加快启动时间,重视漏气与堵管结构和算法等方面的设计建议,可供瓦斯解吸仪仪器开发者借鉴和参考。

综采工作面破碎带注浆加固应用研究

针对山西平朔井工一矿14112综采工作面158号支架至215号支架之间出现的片帮和漏顶问题,结合现场地质特点,选择了适宜注浆材料,制定了合理的注浆加固方案,并对注浆加固效果进行了评估。该项目选用硅酸盐改性聚氨酯材料和聚氨酯两种材料结合使用的方式,并采用三循环注浆方案,以解决该工作面出现的片帮和漏顶问题,为设备回撤通道提供安全保障。应用结果表明,通过材料和工艺的双向控制,第一循环共消耗63 t注浆材料,经过4刀煤之后,开展了第二次和第三次的循环注浆,未发生片帮、漏顶现象。

聚四氟乙烯密封圈密封性能研究

试验研究了聚四氟乙烯密封圈压缩量、检漏时间等因素对密封性能的影响;利用数值模拟方法研究了氦气在聚四氟乙烯密封圈中的渗透过程及密封圈尺寸对该过程的影响;分析探讨了含氦渗透率较高材料容器的检漏问题。研究结果表明,试验中容器检漏测得的漏率主要是聚四氟乙烯密封圈对氦气的渗透产生的,充氦到检漏之间的时间过长使得氦渗透漏率较大,导致容器的漏率不能满足设计指标;缩短充氦到读取检漏值的时间,在氦气还未渗透通过密封圈前就检漏可获得界面、漏孔泄漏导致的漏率,增大密封圈渗透方向的厚度可显著增加该时间。

真空计量标准的研制与应用

兰州物理研究所研制了一系列真空标准装置,可用于真空规、方向规、分压力质谱计、真空漏孔和正压漏孔的校准。其静态膨胀法真空标准装置、动态流量法真空标准装置及超高/极高真空校准装置是用于真空规校准的三套基础标准,覆盖的校准范围为(10-10～105)Pa;程控式真空规校准装置适用于工业部门,其校准范围为(10-4～105)Pa;为实现质谱计的校准,研制了一台具有三路相同独立进样系统的分压力质谱计校准装置,标准分压力通过磁悬浮转子规以两种不同的方法进行测量,该校准装置可实现(10-7～10-1)Pa范围内的分压力校准;为实现真空漏孔的校准,研制了恒压式气体微流量标准装置和固定流导法气体微流量标准装置,恒压式气体微流量标准装置的校准范围为(10-8～10-2)Pa·m3/s,固定流导法气体微流量标准装置的校准范围为(10-10～10-5)Pa·m3/s,漏孔漏率的校准通过比较被校漏孔和标准气体微流量计在一台四极质谱计上引起示漏气体离子流的大小计算得到;为实现正压漏孔的校准,研制了一台正压漏孔校准装置,采用定容法和定量气体动态比较法对正压漏孔进行校准,校准范围为(5×10-8～10-1)Pa·m3/s;研制了一台定向流真空校准装置,实现对方向规的校准和非平衡态分子流的研究,装置的校准范围为(10-7～10-1)Pa。

氦质谱检漏仪入口压力与显示值的关系研究

文中首先从理论上推导出检漏仪的入口压力与显示值的数学关系表达式,其次通过试验验证了该表达式的正确性。与此同时,提出了一种测试检漏仪线性性能的新方法。研究结果表明:检漏仪的入口压力与显示值是线性关系;当温度和测试气体的浓度一定时,该线性关系的斜率是检漏仪的本质属性,只与检漏仪自身的参数有关。

氦质谱背压检漏方法研究

阐述了氦质谱背压检漏的特点及目前存在的问题,在此基础上提出了改进建议。深入探讨了预充氦背压法测得的测量漏率与等效标准漏率的关系,指出预充氦背压法可用于检测压氦背压法检测不到的小漏孔,给出了等效标准漏率对测量漏率具有的双值均在分子流范围时的鉴别方法。

氦质谱检漏仪现场校准方法研究

目前,用户采用单只标准漏孔对氦质谱检漏仪进行校准,由于受检漏仪线性范围的影响限制,不能对其全量程范围进行校准。为了满足对氦质谱检漏仪全量程范围内的现场校准,将一系列不同量级漏率的薄膜渗氦型标准漏孔分别接入氦质谱检漏仪,得到一组标准漏孔检漏仪示值,通过对标准漏孔漏率值与检漏仪示值的关系曲线进行数学拟合,得到氦质谱检漏仪全量程测量范围示值与漏率值之间的拟合公式。其校准过程简单,能够提高氦质谱检漏质量。

测试氦质谱检漏仪线性的一种新方法

根据氦质谱检漏仪中机械泵的抽速在某真空范围内恒定的特性,首次提出了一种考察检漏仪线性能力的新方法,并通过试验验证了该方法的合理性。该方法通过调整检漏仪的入口压力来改变进入检漏仪的气体流量,对于氦气浓度恒定的混合气体则可以改变进入检漏仪中的氦气流量,从而改变检漏仪的输出读数;通过分析检漏仪的入口压力与最终输出读数间的关系考察检漏仪的线性能力。结果表明:该方法简便、成本低廉,测试范围涵盖了工程常用的漏率范围。

贮箱漏率正压检测方法

氦质谱检漏技术是目前国内外应用较多的一种先进的检漏技术。"贮箱漏率正压检测方法"是为适应航天贮箱结构复杂、漏率要求严格等特点而开发的一种氦质谱检漏方法。被检容器充正压,外部集气容器保持常压或抽成真空,实现正压差累积法检漏和压力真空检漏,消除了人为及环境因素影响,具有检测效率高、结果精确、安全可靠等优点。经测算该检测方法较传统方法可降低成本30%。

电磁铆接工艺在机翼整体油箱上的应用

针对锤铆、压铆工艺存在的不足,通过干涉量分布、疲劳寿命和气密耐久性等试验对几种典型铆接工艺进行对比,表明电磁铆接工艺不仅保证了较高的疲劳寿命,改善了劳动条件,提高了生产效率,而且能较好地满足气密性要求。在此基础上,制作了油箱试验件,测得实际检漏条件下的各漏源的漏率不大于10-6Pa.m3/s.该研究对于提高机翼整体油箱的制造质量具有重要应用价值。

双组元推进剂质谱检测实验研究

推进剂泄漏检测技术是关系到航天器正常运行和安全发射的关键技术之一。采用燃烧剂、氧化剂的双组元推进剂是航天器推进系统经常选用的燃料。质谱检测技术具有同时检测环境中这两种微量成分而不相互干扰的优点。文章简述了双组元推进剂的质谱检测装置， 给出对甲基肼、四氧化二氮的质谱实验研究方法及检测结果。

航天器氦质谱吸枪检漏法的不确定度评定

航天器的单点漏率测试往往采用氦质谱吸枪检漏法,因此,研究该方法的不确定度评定具有重要的工程实际意义。文中首次从不确定度的基础理论出发系统地研究了氦质谱吸枪检漏法的不确定度评定方法,并结合一个具体的案例给出了评价的详细步骤。该评价方法可以为航天器的总漏率测试法和真空检漏法的不确定度评定提供一定的参考依据。

超灵敏度质谱检漏实验的新结果

为适应对真空及压力器件密封性日益增长的要求 ,尤其是确保小体积密封真空器件的长期可靠性 ,研制了一套超灵敏度检漏系统。这套全金属的超高真空系统主要由分子泵、离子泵、无油前级泵、消气剂泵和高性能的四极质谱计等组成 ,由于采用了现代先进的真空技术 ,仅在几个小时内就可达到 10 - 6 Pa的工作压强。该系统有两种检漏模式 ,累积模式用于漏率小于 5× 10 - 1 2 Pa· m3/s漏孔的检漏 ,更大的漏率则用动态检漏模式。实验结果表明该系统的最小可检漏率可达 1× 10 - 1 5Pa· m3/s。

基于质谱分析的航天器工质原位检漏技术研究

航天器推进系统、热控系统、环控系统及流体回路系统有严格的泄漏指标要求,基于质谱分析的检漏方法存在本底信号干扰及重复性较差等难点,建立了工质原位检漏方法的理论模型,分析了质谱室直接进样与分流进样的特点,确定了分流进样的技术方案;通过试验,获得了大气环境取样条件下质谱室工作压力与本底信号的关系;同时,通过氦气、氪气、氙气等标准漏孔重复性试验获得了工质气体校准系数与本底信号的关系,并验证了系统检漏灵敏度满足航天器检漏要求。

低充氦浓度氦质谱检漏技术应用研究

为解决不允许抽真空和充压的密封装置的密封性能检测问题,开展了较低充氦浓度的氦质谱检漏模拟实验。实验采用通道型标准漏孔和模拟密封容器,在容器内的氦气浓度为0.5‰,1‰,3‰,5‰时分别实测了混合气体中氦气通过漏孔的漏率,基于混合气体以同种比分通过分子流漏孔的假设,不同浓度下测得的漏率结果与理论计算相比较;实验得出了在一定体积的空间内定点释放少量的氦气自由扩散至基本均匀分布所需时间。在实验的基础上,专门设计低充氦浓度检漏的标定装置,可降低因标准漏孔的氦浓度与检漏充氦浓度相差较大而引入检漏结果的不确定度。