大型容器的检漏技术(1)时间:2008-11-13 来源:北京真空电子技术研究所编辑:曹辉玲文献下载：[检漏方法]大容器的检漏技术本文是我俩和同仁们一起从事检漏工程近十年的经验总结，也是我们在大连鞍钢新轧—镀锌钢板线(1650m3容器)、湘潭江南机器厂—电子束焊机(30m3)、西安629厂—真空淬火炉(60m3)、天津无缝钢管厂——钢管退火线(400m3)。
北京生物工程电子显微镜(40m3)、西安红旗厂——真空熔炼炉(80m3)、包头稀奥科——真空感应炉(1500吨)、上海铅笔厂——真空烧结炉(40m3)、沈阳造币厂多层镀膜机、保定变压器厂——变压器生产线、北京四季青散热器厂——散热器(86米长、重4吨)、北京电力试验研究中心——各种大型变压器(十余台)、各火力发电厂真空凝汽器(几十台)、北京长辛店实力源公司——多弧镀膜机、河南南阳中光宇集团——光学镀膜机等等近百台、线(大于10m3)。
工作中遇到形形色色的困难问题，用各种方案比对的结果。
一、大容器应用设备的最大漏率与相关参数大于20m3=20000L的工程容器称为大容器。
表1列出大容器应用设备的最大漏率与相关参数。
二、目前国内外常用的大容器检漏方法1、喷吹法：排气空间可进行单层或双层检漏。
(如图1)2、氦盒法(如图2)3、氦罩法(如图3)■用边界下面泵、试验排气■用氦气覆盖所有的或部分试验边界νν■用氦检漏仪检测漏孔或测量总漏率。
这种试验是可作为最普通的喷吹探漏4、负压分流法：目前国内外常用的大容器检漏方法，氦质谱负压分流法，如图4所示，有三种不同连接方式图4 负压分流法的3种连接方式1)、负压分流法须解决的几个问题：1.1 质谱室工作压强，即氦质谱检漏仪最大入口压强20—1000Pa。
1.2 针伐控制质谱室工作压强，使仪器灵敏度大大下降还能检查出漏孔。
1.3 检漏仪接在被检系统上什么位置有利于提高检漏灵敏度，氦质谱检漏入口最大的氦抽速为0.2~1.2l/s。
1.4 检漏时如何依据反应时间、喷枪移动速度决定采用的检漏程序。
2)、三种不同连接方式的辅力系统设计应保证2.1 短时间排出检漏气体，维持检漏仪工作真空度。
2.2 抽除检漏体和管道内的油气、水汽及其他解吸和蒸发气体以获得检漏环境。
2.3 缩短示漏气体讯号(在检漏上)的响应时间、消除减少氦本底。
3)、氦质谱负压分流喷吹法的检漏灵敏度qmin=( SD¬¬+SP/ SD) Qmin其中：SD¬¬为检漏仪支路对氦的抽速SP为分流泵对氦气的抽速Qmin为氦质谱检漏仪的有效灵敏度因此，辅助系统的设计决定了检漏灵敏度，除上述辅助系统设计应考虑问题之外，还应注意检漏系统的有效抽速，高、低真空的抽气时间，前级泵主泵的抽速匹配，辅助分流泵与检漏仪的抽速匹配和管路流导。
二、目前国内外常用的大容器检漏方法1、喷吹法：排气空间可进行单层或双层检漏。
(如图1)2、氦盒法(如图2)3、氦罩法(如图3)■用边界下面泵、试验排气■用氦气覆盖所有的或部分试验边界νν■用氦检漏仪检测漏孔或测量总漏率。
这种试验是可作为最普通的喷吹探漏4、负压分流法：目前国内外常用的大容器检漏方法，氦质谱负压分流法，如图4所示，有三种不同连接方式图4 负压分流法的3种连接方式1)、负压分流法须解决的几个问题：1.1 质谱室工作压强，即氦质谱检漏仪最大入口压强20—1000Pa。
1.2 针伐控制质谱室工作压强，使仪器灵敏度大大下降还能检查出漏孔。
1.3 检漏仪接在被检系统上什么位置有利于提高检漏灵敏度，氦质谱检漏入口最大的氦抽速为0.2~1.2l/s。
1.4 检漏时如何依据反应时间、喷枪移动速度决定采用的检漏程序。
2)、三种不同连接方式的辅力系统设计应保证2.1 短时间排出检漏气体，维持检漏仪工作真空度。
2.2 抽除检漏体和管道内的油气、水汽及其他解吸和蒸发气体以获得检漏环境。
2.3 缩短示漏气体讯号(在检漏上)的响应时间、消除减少氦本底。
3)、氦质谱负压分流喷吹法的检漏灵敏度qmin=( SD¬¬+SP/ SD) Qmin其中：SD¬¬为检漏仪支路对氦的抽速SP为分流泵对氦气的抽速Qmin为氦质谱检漏仪的有效灵敏度因此，辅助系统的设计决定了检漏灵敏度，除上述辅助系统设计应考虑问题之外，还应注意检漏系统的有效抽速，高、低真空的抽气时间，前级泵主泵的抽速匹配，辅助分流泵与检漏仪的抽速匹配和管路流导。
2.5 吸入器在漏孔停留的时间——移动速度吸入器端部如对准漏孔，停留一定时间，与吸入器毫不停留，从漏孔处很快扫过，其收集的氦气量就大不相同。
下图为吸入器探尖离漏孔为1毫米时，它的移动速度(毫米/秒)与漏率表读值的关系。
从实验结果得出吸入器的移动速度以不超过10毫米/秒为宜。
此外，不同的吸入器端部结构，与检漏环境对检漏效果的影响为图所示(1)只有一小部分氦气进入吸入器，大部分散逸至空气中；(2)如在吸入器端部装一个杯形收集器，吸入氦的量可增多，但加长了讯号衰减时间；(3)如在检漏正有强通风，会将漏出的氦气吹走，而降低了进入吸入器的氦气量。
图7 吸入器在不同情况下的吸入效果2.6 被检漏孔的形状，吸嘴的形状和尺寸；吸枪相对于漏孔的夹角；吸枪吸气能力；环境中大气浓度及其稳定性等等的影响。
3、大型油浸变压器、电抗器、互感器的检漏技术变压器是电力系统中一个重要环节，由于它对电能的经济运输，灵活分配和安全使用具有重要意义。
因而它的维护检修就显得极为重要，特别是在线检测。
变压器在生产中虽然经过试漏(GB6451-86规定)，但由于运输的颠簸或碰撞，有的到安装地点渗漏了，有的虽暂时没泄漏，但在运行中经风吹日晒等自然腐蚀，油箱长期处于正压或负压状态，也会导致渗漏油，因此对变压器在现场检测就显得极为重要。
解决渗漏油问题。
首先必须定量确定渗漏油漏孔的大小，在寻求最佳检漏和堵漏工艺，材料方案，达到逐步解决变压器渗漏油的目的。
目前国内外对油浸变压器的标准没有明确量的规定，一般认为渗漏的标准是有油迹者为渗油，有油珠下滴为渗油。
按此标准来衡量我国产品和国外产品都有不同程度的渗漏现象。
作者通过四年多对50MVA/110KV、120MVA/220KV、180MVA/220KV大型油浸变压器上试验(现在仍在进行中)得出漏油，不渗漏油定量的基准，其漏孔(即任何密封面、焊接头)对于气体必须小于微米尺寸。
氦气经过实验证明是油浸变压器、互感器、电抗器理想检漏用的探索气体，氦质谱检漏经试验证明是行之有效的，从材料、部件、整机、运输、运转到检修，它将是必须工艺手段。
设计与制造各个工艺过程有“量”基准。
供电行业渗漏油老大难问题将得到彻底解决。
大型油浸式变压器、容器体积大、系统复杂、高噪声污染、一人操作。
为解决各工业大容器检漏与高压密封容器，我们设计制造“AH-1”型全自动吸枪式氦质谱检漏仪其特点：国内外最长15米吸枪，在吸枪上配置有可操作与控制的显示仪表。
它启动时间短、灵敏度高、反应时间快等。
AH-1型全自动吸枪式氦质谱检漏仪在大型油浸变压器检漏利用实例如图8，图8 变压器检漏现场经过工厂生产过程的油箱本体，工厂运输前充氦气的整体变压器；运输到现场充氦气的变压器；为检修的带有“有大褂”的变压器；检修过程中充油的变压器、电抗器、互感器；检修过程中有部分油的变压器；检修后未充油的变压器。
在试验过程中对充气压力、充气时间、充气浓度，检漏的联系方式、检漏的难易程度、反应时间、消失时间；现场操作的疑难、、经济性、可靠性、危险性，进行了全面评价，为了正确评价该技术的先进性、可靠性并对检漏效果，进行了跟踪检测。
结论是：该“漏”的“均漏”，在定标范围内，在短时期未渗“油”的也“漏“。
该方法检漏灵敏度高。
泄漏点定位准确，并可定量则量漏率。
对变压器与变压器油污任何损坏、污染、经济性好，快速准确能适应大生产与现场检修的检漏是供电行业检漏行之有效的方法。
4、大型容器的“氢检漏”大型容器中“氢检漏”与氦检漏不同之处是，探索气体，氢是最小最轻、最活泼、易爆炸、易燃。
工业上经常用它冷却如30—100MW发电机氢气冷却系统，合成氨的氮肥上产厂，其工作介质H2、N2、NH4、在高压密封容器的气压6个大气且密封性要求10-6~10-5Pam3/s。
图9 大连鞍钢新轧镀锌钢板线如图10所示是大连鞍钢新轧镀锌钢板线的在线生产，管道高22米长48米，总体积约1650m3，炉子段充氢气3%、氮气95%正压1.52mbar的检漏。
其检漏过程与氦检漏不同，首先调整氢峰、氢气量轻，其加速电压是氦的两倍，本底大，其检测灵敏度10-6mbarl/s或更低，在检漏过程中首先对被检件进行灵敏度的校准已确定漏的大小与准确位置。
校准灵敏度：注意工件的充气浓度、充气压力、应与标准值比对。
这样的大容积我们进行近四个工作日逐一检测，发现20多个大漏点，为停机堵漏创造良好的条件。
5、深埋地下天然气管道的检漏工程天然气管道的直径为200mm、300mm、400mm、500mm、660mm，市内埋设地下管道通常为0.8—1.2m，但是碰到河流、污水坑等环境时也有深埋7m，个别达9m。
部分在役管道破损严重极易导致腐蚀，穿孔，泄漏。
掌握这些破损情况，及时修复破坏点，消除隐患对提高天然气管网的安全输送能力，确保正常供气是至关重要。
天然气输气管道一般都有“先漏后破”，即先发生工作介质泄漏，而后随之发生爆炸，一旦发生爆炸会引起极大的破坏和伤亡事故。
因此天然气输气管道运行时泄漏越来越引起人们的重视。
国内外这方面进行工作可归纳为三个方面。
(1)研究如何提高输气管道制造质量，减少投入运行后产生“运行泄漏”。
(2)研究输气管道“运行泄漏”的监控技术。
(3)定期对运行管道进行检修，并将检漏作为检修的一个重要内容。
目前深埋地下天然气管道检漏方案是：材料与焊接质量检测(超声波加×射线法)—埋土—强度试验与冲洗(充压缩空气)—充天然气(静态升压法逐段检测)—合格。
其最小可检漏率(6.4个大气压)10-5pam3/5。
目前天然气泄漏200m主管线要100多人协同作战，约4个小时紧张工作才能排除隐患，其技术水平远远不能满足生产与人民生活要求。
目前广泛流行传感型气体检漏仪，灵敏度底，本底受环境干扰。
为配合实施陕京天然气检漏，作者采用了质谱法对深埋地下管道天然气检测，见图11。
图11 天然气管道现场实验证明，仪器灵敏度是很高的，天然气压力很小，漏孔很小的情况下，在地面上测试，在高漏孔1.5m的原半径内均能收到信号，如果采用地面上打孔方法，将探头伸入孔内测试效果更为明显。
天然气的输气压力升至5~65大气压，其检测深度和灵敏度可成倍增加。
质谱检漏仪最大特点是定性、定量、定位置、本底小、灵敏度高、无环境干扰。
