氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou) 在鋁(lv)制板翅(chi)式(shi)換(huan)熱器生產(chan)中的應用(yong)

在板(ban)翅式(shi)換(huan)熱器的生(sheng)產(chan)中，隨(sui)著用(yong)戶(hu)對換(huan)熱器泄(xie)漏(lou)情況(kuang)的要(yao)求(qiu)愈來愈(yu)嚴格，氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)的使(shi)用愈來愈(yu)頻繁，本(ben)文介(jie)紹(shao)了(le)在(zai)板翅(chi)式(shi)換(huan)熱器進行氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)常用(yong)的方法(fa)及(ji)抽真空(kong)需(xu)要(yao)控(kong)制的因(yin)素。

　　在(zai)板翅式(shi)換(huan)熱器的設(she)計(ji)及(ji)制造(zao)過(guo)程(cheng)中，依據(ju)設(she)計(ji)圖樣或者(zhe)供(gong)貨(huo)合(he)同要(yao)求(qiu)進行氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)的情況(kuang)愈來愈(yu)普遍，積(ji)極(ji)的(de)探索(suo)鋁(lv)制板翅(chi)式(shi)換(huan)熱器的氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)的方(fang)法(fa)和控(kong)制要(yao)素(su)對板翅式(shi)換(huan)熱器的生(sheng)產(chan)制作具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)指導意義。泄(xie)漏(lou)是(shi)的，不漏(lou)則是相對(dui)的(de)。板翅(chi)式(shi)換(huan)熱器使用(yong)中，不但需(xu)要(yao)知(zhi)道(dao)有(you)無泄(xie)漏(lou)，而且還要(yao)知(zhi)道(dao)泄(xie)漏(lou)率有(you)多大。氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)完(wan)成(cheng)了對板翅(chi)式(shi)換(huan)熱器的漏(lou)率由(you)定(ding)性(xing)分(fen)析到(dao)量化考(kao)核(he)的轉變。

1、鋁(lv)制板翅(chi)式(shi)換(huan)熱器的結構(gou)及(ji)特點

　　鋁(lv)制板翅(chi)式(shi)換(huan)熱器由封頭(tou)、接(jie)管、板束(shu)體和(he)支(zhi)座組成(cheng)。板束體由(you)封條(tiao)、隔板(ban)、翅片(pian)和(he)導(dao)流(liu)片(pian)組成(cheng)。隔板(ban)將翅(chi)片(pian)夾(jia)在中間，封條(tiao)擋(dang)住(zhu)邊(bian)上，導(dao)流(liu)片(pian)前後分(fen)布，如(ru)圖(tu)1-1。介(jie)質(zhi)在(zai)隔板(ban)、封條(tiao)、翅(chi)片(pian)、導(dao)流(liu)片(pian)共(gong)同(tong)構(gou)成(cheng)的通道(dao)內流(liu)動。這樣壹層(ceng)壹層(ceng)通道(dao)疊加(jia)到(dao)設(she)計(ji)的高度。板翅(chi)式(shi)換(huan)熱器組裝完(wan)成(cheng)後送到(dao)真(zhen)空(kong)釬接爐(lu)中高溫釬接，使(shi)得隔板(ban)、翅片(pian)、封條(tiao)和(he)導流(liu)片(pian)接(jie)觸部(bu)分熔合(he)在壹(yi)起成(cheng)為(wei)壹個(ge)整體。

圖1 板(ban)翅式(shi)換(huan)熱器結構(gou)示意(yi)圖(tu)

　　板翅式(shi)的(de)換熱器基本(ben)結構(gou)特點為(wei)錯層(ceng)式(shi)、多股流(liu)，其緊湊、且換(huan)熱(re)面積大，焊(han)縫(feng)長(chang)度(du)大。

2、鋁(lv)制板翅(chi)式(shi)換(huan)熱器常用(yong)檢漏(lou)方法(fa)

　　板翅(chi)式(shi)換(huan)熱器的泄(xie)漏(lou)主(zhu)要(yao)有(you)外漏(lou)和(he)內漏(lou)兩種。無論采(cai)用何(he)種檢漏(lou)方法(fa)，其目(mu)的都(dou)是為(wei)了解決內外漏(lou)問(wen)題(ti)。

　　2.1、肥(fei)皂泡法(fa)

　　在對(dui)板翅式(shi)換(huan)熱器進行完(wan)強(qiang)度(du)試(shi)驗(yan)前，壹般(ban)對各(ge)介(jie)質(zhi)通(tong)道(dao)充入(ru)壓(ya)力值為(wei)0.1MPa-0.2Mpa 的幹燥、潔(jie)凈(jing)、無油的氣體，在換(huan)熱(re)器(qi)表面的焊(han)縫(feng)處(chu)刷(shua)壹(yi)定(ding)濃度的(de)肥皂(zao)水，如(ru)果(guo)存在(zai)泄(xie)漏(lou)點，會(hui)連(lian)續形成(cheng)肥皂泡或者(zhe)肥(fei)皂泡被吹(chui)飛(fei)。找出外漏(lou)點，並(bing)對所(suo)有(you)介(jie)質(zhi)通(tong)道(dao)卸壓後，進行補(bu)焊(han)返修。

　　2.2、氣密(mi)性(xing)試(shi)驗(yan)檢漏(lou)法(fa)

　　在對(dui)板翅式(shi)換(huan)熱器進行完(wan)強(qiang)度(du)試(shi)驗(yan)後(hou)，向所(suo)有(you)介(jie)質(zhi)通(tong)道(dao)充入(ru)幹(gan)燥、潔(jie)凈(jing)、無油的空(kong)氣或氮(dan)氣，使通道(dao)壓力(li)達到(dao)設(she)計(ji)圖樣中所(suo)要(yao)求(qiu)的氣密(mi)性(xing)試(shi)驗(yan)壓(ya)力，將(jiang)板(ban)式(shi)放(fang)入水池中穩壓30 分(fen)鐘(zhong)，判(pan)斷表(biao)面有(you)無氣泡出現，如有(you)氣泡，找出外漏(lou)點進行標記。

　　然(ran)後按(an)照先低壓通道(dao)後高壓通道(dao)的原(yuan)則，逐次(ci)放(fang)空(kong)被(bei)測(ce)通道(dao)，按(an)照相應(ying)的(de)檢漏(lou)工藝(yi)方法(fa)逐通(tong)道(dao)檢查(zha)，終判(pan)定(ding)是(shi)否(fou)存在(zai)內漏點，以及(ji)哪(na)組通道(dao)之間存在(zai)內漏缺(que)陷。

　　2.3、U 形(xing)管法(fa)

　　在對(dui)工件(jian)做完(wan)強(qiang)度(du)試(shi)驗(yan)、氣密(mi)性(xing)試(shi)驗(yan)，組焊(han)完(wan)畢(bi)後(hou)，利(li)用U 形管法(fa)對整體性(xing)能進行泄(xie)漏(lou)檢查(zha)。

　　將被(bei)檢通(tong)道(dao)的各(ge)管口使(shi)用悶(men)塞封口，只留壹個(ge)管口用(yong)橡膠(jiao)管連接(jie)到(dao)含有(you)壹(yi)定(ding)量水的(de)透(tou)明玻璃(li)U 形(xing)管，此時被檢通(tong)道(dao)內的(de)壓(ya)力與外界大氣壓持(chi)平，U 形(xing)管兩液(ye)面持(chi)平無高度差。其(qi)它介(jie)質(zhi)通(tong)道(dao)充入(ru)幹(gan)燥、潔(jie)凈(jing)、無油的空(kong)氣或氮(dan)氣，使通道(dao)壓力(li)達到(dao)設(she)計(ji)圖樣中所(suo)要(yao)求(qiu)的氣密(mi)性(xing)試(shi)驗(yan)壓(ya)力，經(jing)過(guo)壹(yi)定(ding)時間後，觀(guan)察(cha)U 形(xing)管兩直管內水平(ping)面的變化，若連接到(dao)通(tong)道(dao)壹側的水面低於通大氣壹側(水平(ping)面有(you)壹(yi)定(ding)的(de)高度差)，則判(pan)定(ding)為(wei)不合(he)格，反(fan)之為(wei)合(he)格。

3、氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)的應(ying)用

　　氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)小(xiao)可檢漏(lou)率達5×10^-12 Pa·m³/s，氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)的使(shi)用，使板(ban)翅(chi)式(shi)換(huan)熱器的檢漏(lou)由定(ding)性(xing)考(kao)察(cha)變成(cheng)了定(ding)量分析，對(dui)板(ban)翅式(shi)換(huan)熱器的選用(yong)具有(you)指(zhi)導(dao)意義。

　　3.1、氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)常用(yong)的操作(zuo)方(fang)法(fa)

　　板式(shi)換(huan)熱器的體(ti)積(ji)及(ji)換(huan)熱面積較大(da)，如果(guo)單(dan)依靠氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)儀(yi)抽取(qu)真(zhen)空(kong)，其(qi)不能滿足檢漏(lou)口真(zhen)空(kong)度(du)的要(yao)求(qiu)，這樣需要(yao)另(ling)接(jie)抽真空(kong)機(ji)組。板翅式(shi)換(huan)熱器的氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)壹般(ban)采用(yong)噴(pen)吹(chui)法(fa)和鐘(zhong)罩法(fa)，如檢查(zha)內漏(lou)還可以(yi)采(cai)用吸(xi)入(ru)法(fa)進行檢漏(lou)。

　　3.1.1、噴吹(chui)法(fa)

　　該方(fang)法(fa)是將(jiang)被檢件(jian)接在(zai)檢漏(lou)儀(yi)的檢漏(lou)口，用(yong)儀(yi)器的(de)真空(kong)系(xi)統對其抽真空(kong)並(bing)達到(dao)真(zhen)空(kong)銜(xian)接與質譜管溝通(tong)，然(ran)後用(yong)噴(pen)槍向可疑(yi)漏(lou)孔噴吹(chui)氦(hai)氣。當有(you)漏(lou)孔存在(zai)時，氦(hai)氣就(jiu)通過(guo)漏(lou)孔進入(ru)質譜(pu)管被檢測(ce)。下圖(tu)2-1 是噴吹(chui)法(fa)原(yuan)理(li)示意(yi)圖(tu)。

圖2-1 噴(pen)吹(chui)法(fa)原(yuan)理(li)示意(yi)圖(tu)

　　3.1.2、鐘罩法(fa)—測(ce)總漏(lou)率

　　將(jiang)被檢件(jian)與儀(yi)器檢漏(lou)口聯(lian)接抽真空(kong)，在(zai)被檢件(jian)外面罩以充(chong)滿氦(hai)氣的容器(qi)，如(ru)被(bei)檢件(jian)有(you)漏(lou)孔，氦(hai)氣便由漏(lou)孔進入(ru)被檢件(jian)，終達到(dao)質(zhi)譜(pu)管被檢測(ce)。所(suo)測(ce)漏率是(shi)被檢件(jian)的總(zong)漏(lou)率，不(bu)能確(que)定(ding)有(you)幾(ji)個(ge)泄(xie)漏(lou)點和每個(ge)漏(lou)點的準確(que)位置(zhi)。下(xia)圖2-2 是(shi)噴吹(chui)法(fa)原(yuan)理(li)示意(yi)圖(tu)。

圖2-2 鐘(zhong)罩法(fa)原(yuan)理(li)示意(yi)圖(tu)

　　3.1.3、吸入法(fa)—檢測(ce)內漏(lou)

　　將被檢工(gong)件(jian)的壹(yi)個(ge)通(tong)道(dao)內充(chong)氣設計(ji)壓力(li)值大小(xiao)的氦(hai)氣與氮氣混合(he)氣，然(ran)後對(dui)與(yu)其(qi)相鄰(lin)的(de)通道(dao)抽真空(kong)並(bing)與儀(yi)器檢漏(lou)口相連(lian)，如(ru)果(guo)存在(zai)內漏，另(ling)壹(yi)通道(dao)內的(de)氦(hai)氣會(hui)進入(ru)抽真空(kong)的(de)通道(dao)，終達到(dao)質(zhi)譜(pu)管被檢測(ce)。下圖(tu)3-3 是吸入(ru)法(fa)原(yuan)理(li)示意(yi)圖(tu)。

圖3-3 吸(xi)入法(fa)原(yuan)理(li)示意(yi)圖(tu)

　　3.2、氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)的成(cheng)本控制

　　氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)相對(dui)於其他(ta)的檢漏(lou)方法(fa)，因(yin)使用(yong)抽真空(kong)機(ji)組及(ji)高純(chun)氦(hai)氣其經(jing)濟成(cheng)本居(ju)高不下。筆(bi)者(zhe)在(zai)生(sheng)產(chan)制造(zao)檢測(ce)中摸索(suo)出壹整套(tao)減少(shao)檢測(ce)費用(yong)的方法(fa)，使氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)具備(bei)了在(zai)板翅(chi)式(shi)換(huan)熱器生產(chan)中大規(gui)模使用(yong)的可能。

　　3.2.1、檢漏(lou)口真(zhen)空(kong)度(du)的控制

　　根(gen)據(ju)NB/T 47006 鋁(lv)制板翅(chi)式(shi)熱(re)交換器中A.5 氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)和JB/T 7261 鋁(lv)制板翅(chi)式(shi)熱(re)換器中漏率要(yao)求(qiu)，檢漏(lou)口真(zhen)空(kong)度(du)壹般(ban)要(yao)求(qiu)為(wei)：1.33Pa。

　　在設計(ji)圖樣及(ji)供(gong)貨(huo)合(he)同中對檢漏(lou)口真(zhen)空(kong)度(du)有(you)明(ming)確(que)要(yao)求(qiu)的，按(an)照其要(yao)求(qiu)的檢漏(lou)口真(zhen)空(kong)度(du)進行檢測(ce);如果(guo)沒有(you)要(yao)求(qiu)，根(gen)據(ju)大(da)量的檢測(ce)經(jing)驗(yan)，將(jiang)檢漏(lou)口真(zhen)空(kong)度(du)控制在1.0Pa-15Pa，這(zhe)樣的壹(yi)個(ge)檢漏(lou)口真(zhen)空(kong)度(du)並(bing)沒有(you)降(jiang)低檢測(ce)的準確(que)性(xing)，但(dan)其(qi)抽真空(kong)所(suo)需的(de)電費能減少(shao)20%-50%。

　　3.2.2、工件(jian)幹濕(shi)度(du)的(de)控制

　　對壹(yi)批(pi)同尺(chi)寸(cun)規(gui)格的(de)4 臺(tai)的(de)板(ban)翅式(shi)換(huan)熱器進行氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)時，檢測(ce)各出工件(jian)通道(dao)的濕(shi)度(du)，做了記錄(lu)，然(ran)後挑(tiao)出2 臺進行烘幹(gan)和(he)氮氣置換，然(ran)後對(dui)所(suo)有(you)工(gong)件(jian)通道(dao)進行抽真空(kong)。進行對比(bi)後(hou)發(fa)現(xian)，達到(dao)同(tong)樣的真(zhen)空(kong)度(du)，沒有(you)進行烘幹(gan)和(he)氮氣置換的(de)工(gong)件(jian)其花(hua)費的(de)時間增加(jia)40%-60%。

　　3.2.3、氦(hai)氣的使用(yong)控(kong)制

　　板翅(chi)式(shi)換(huan)熱器的體(ti)積(ji)大(da)，焊(han)縫(feng)長(chang)度(du)大，氦(hai)質譜(pu)檢測(ce)時，需要(yao)大(da)量的氦(hai)氣。工業使(shi)用(yong)的高純(chun)氦(hai)氣，其成(cheng)本較高，壹瓶達幾千(qian)元，如果(guo)使(shi)用(yong)高純(chun)氦(hai)直接檢測(ce)其花(hua)費的(de)成(cheng)本大。在進行吸入(ru)法(fa)和鐘(zhong)罩法(fa)時，采用(yong)氦(hai)氣與氮氣的混合(he)氣進行檢測(ce)，能使氦(hai)氣的使用(yong)成(cheng)本下降(jiang)70%-80%。

　　3.2.4、抽真空(kong)管道(dao)口的(de)控制

　　對壹(yi)通(tong)道(dao)進行抽真空(kong)操(cao)作時，如果(guo)對(dui)進口和(he)出口同(tong)時抽，比(bi)對(dui)單壹口進行抽取(qu)時，節省(sheng)時間達60%-75%。減少(shao)了(le)抽取(qu)時間，降(jiang)低了經(jing)濟成(cheng)本。

4、結束(shu)語(yu)

　　正確(que)的(de)選擇(ze)檢漏(lou)方法(fa)、檢漏(lou)口真(zhen)空(kong)度(du)的大小(xiao)、氦(hai)氣的使用(yong)、工(gong)件(jian)幹濕(shi)度(du)的(de)控制、抽真空(kong)的(de)方式(shi)，不(bu)僅能夠獲得可靠的(de)檢測(ce)數據(ju)，而且能夠大(da)大降(jiang)低生產(chan)檢測(ce)成(cheng)本，氦(hai)質譜(pu)檢漏(lou)在板(ban)翅式(shi)換(huan)熱器的今(jin)後(hou)的(de)生產(chan)具有(you)重(zhong)要(yao)意(yi)義，換熱器的(de)性(xing)能指標(biao)有(you)了(le)量化的考(kao)評(ping)，對提升(sheng)板(ban)翅(chi)式(shi)換(huan)熱器的產(chan)品質(zhi)量具有(you)推(tui)動(dong)性(xing)作(zuo)用(yong)。