真空截止閥的性能試驗 上海申弘閥門有限公司 二、之前介紹蒸汽截止閥熱損失,現(xiàn)在介紹真空截止閥的性能試驗真空閥的試驗 (一)真空閥的性能試驗方法 真空閥的性能試驗主要是測量真空閥的漏氣速率和通導能力。漏氣速率測量方法為關閉檢漏法。在滿足閥門性能要求的前提下可采用其他檢漏方法(如氦質譜檢漏法)。以下介紹的試驗方法( JB/T6446-2004)適用于各種高、低真空閥性能試驗。 1.關閉檢漏法試驗裝置 試驗用真空系統(tǒng)是由機械泵、擴散泵、真空閥、管道、輔助容器、盲板、試驗罩、流量裝置、針閥、真空計和壓力表等組成,如圖1—49所示。 圖1-49關閉檢漏法試驗裝置 1前級泵2一波紋管3-電磁帶充氣閥4一前級管路5-管道閥6-旁抽管路7擴散泵a-閥門I9一旁抽閥IO-輔助容器1l-壓力表l2、I6-盲板13-針形闐14-被試閥門15-真空計規(guī)管 1)選用的擴散泵內徑必須大于或等于被試閥門的公稱尺寸,建議按表1—53選用。 2)機械泵的規(guī)格根據(jù)高真空油擴散泵確定。 真空截止閥的性能試驗表1- 53擴散泵的選用 3)測量通導能力用的試驗罩和流量裝置按相關規(guī)定確定,其試驗罩內徑應與被試閥門內徑相同。 4)用于試驗罩、被試閥門、油擴散泵之間連接的管道,其結構形式和尺寸按各種閥門形式自行設計,但不得影響閥門的性能試驗。 5)輔助容器的容積規(guī)定如下: 公稼尺寸小于或等于lOOmm的閥門,其輔助容器的容積應大于1L: 61 公稱尺寸在150rnm以上的蝶閥,其輔助容積取閥于體積的6~3倍; 公稱尺寸150mm以上的其他各種閥門,其容積能滿足閥門漏氣試驗需要,可不另加輔助 容器,如需要則自行考慮。 6)管道、盲板和輔助容器的內表面均應鍍鉻或鎳,以防銹蝕和減少放氣。 7)閥門試驗用的儀表有電離真空計、熱偶真空計(或電阻真空計)、壓力表和秒表等。所用真空計必須經(jīng)過國家規(guī)定的校準單位進行校準。 2.關閉檢漏法測量漏氣速率 1)用關閉檢漏法測得的漏氣速率,實際上是閥門的漏氣速率和放氣速率之和,故試驗時應對試驗裝置進行充分的真空除氣。閥門漏氣速率分為: ①閥門開啟漏氣速率。閥瓣開啟時在輔助容器上測量的漏氣速率。 ②閥門正向漏氣速率。閥瓣關閉,閥體內(即閥瓣上部)通人大氣后測量的漏氣速率。 2)漏氣速率按下式計算: 口=r Ap 式中Q——漏氣速率(Pa.。。/。): 弘~被測容器的容積( Il13): Ap-相鄰兩次測量的壓差(P。): △”一壓力增加Ap時所需的時間(。)。 3)輔助容器漏氣速率(Qo)的測量如圖1—50所示,測量方法及步驟如下: 8.必須做好試驗前的準備工作并保證清潔。 b.將輔助容器抽到極限真空后,繼續(xù)抽氣4h以上,關閉閥門I,在客器的真空度降到不低于13.3 Pa時,選取卻,記錄△£,真空度讀數(shù)取兩位有效數(shù)字即可,將多次測量結果用下式 計算: Qo= voA/p 式中Q。——輔助容器的漏氣速率(P。.ni3/。): vo——輔助容器的容積與閥門I的閥瓣上部容積之 和(m3)。 取Qo的zui小值作為輔助容器的漏氣速率。 4)閥門開啟漏氣速率(口開)的測量如圖1-51所示,測量方法及步驟如下: 8拆掉盲板,裝上被試閥門,在裝閥時,要嚴格注意清潔度要求。 b.將輔助容器抽到極限真空后,繼續(xù)抽氣4h以上,關閉閥門I,在容器的真空度降到不低于13. 3Pa時,選取Ap,記錄△‘,真空度讀數(shù)取兩位有效數(shù)字即可,將多次測量結果按上式計算出Qo(取zui小值)。 c.閥門開啟漏氣速率按下式計算: 和(Pa.I113/s)。 Q’按下式計算: Q'= V開App 式中V開-被試閥門容積‰與v之和 ( m3)。 V開=V閥+ VO 5)閥門正向漏氣速率(QE)的測量方 法及步驟如下: a.閥門漏氣速率測試完后,關閉被試門,向被試閥閥體內通人大氣。 b.打開閥門I,抽到極限真空后,繼續(xù) 抽氣4h以上,關閉閥門I,在容器的真空度降到不低于13.3 Pa時,選取Ap,記錄At,真空度讀數(shù)取兩位有效數(shù)字即可,將多次測量結果按上式計算出Qo(取zui小值)。 c.閥門正向漏氣速率按下式計算: Q正=Q正- Qo 圖1-51 閥門開啟漏氣速率試驗裝置 1前級泵2-波紋營3-電磁帶充氣閥4前級管路5管道閥6旁抽管路7-擴散泵8閥門I 9-旁抽閥IO-輔助容器11-真空計規(guī)管12、14-盲板13被試閹門 式中Q正——閥門正向漏氣速率( Pa.m3/s); QiE -閥門正向漏氣速率與輔助容器漏氣速率之和(Pa.m3/s)。 Q釜按下式計算: Q毛=%等 式中%——被試閥閥瓣下部容積y_F與vo之和( 1113) vo= V下+% 6)閥門反向漏氣速率(Q反)的測量如圖1—51所示,測量方法及步驟如下: a.在被試閥門上裝上一個真窒計規(guī)管,在輔助容器上裝上針閥和壓力表。 b打開閥門I,抽到極限真空后,繼續(xù)抽氣4h以上,關閉閥門I及被試閥門,用針閥向輔助容器內通人一定壓力的氣體后(按設計規(guī)定),選取Ap,記錄At,真空度讀數(shù)取兩位有效數(shù)字,將多次測量結果用式(10—50)計算,取QE的zui大值作為閥門的反向漏氣速率。 Q反= v.App 式中Q反——閥門的反向漏氣速率( Pa.m3/s); y±——被試閥門闊瓣上部的容積( 1113)。 7)為了減小測試誤差,上述步驟3)、4)、5)中所取的初始值和壓差應一致。 3.閥門導通能力的測量 1)閥門導通能力的測量裝置如圖1-52和圖1-53所示。試驗裝置均按照有關的規(guī)定制作和測試。首先按圖1—52測定被選作閥門性能試驗用的油擴散泵的抽氣速率S泵。
2)閥門導通能力的測量。 a.當閥門的公稱尺寸和上述油擴散泵的進氣口內徑相同時,按圖1-52的裝置測出系統(tǒng)的有效抽氣速率5有。
b.當閥門的公稱通徑和上述油擴散泵進氣口內徑不同或因連接困難時,采用圖1-53和圖 1-54的裝置(管道可做成直管、錐管或過渡法蘭等),分別測出圖1—53系統(tǒng)和圖1—54系統(tǒng)的 有效抽速s暑、S箸,按式(7-48)計算被試閥門的導通能力: (二)真空密封試驗 上海申弘閥門有限公司主營閥門有:截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥 真空試驗通常在閥門常溫強度、密封試驗合格后進行。為了保證試驗的準確性,被測閥門應具有很高的清潔度和加工精細的密封面。 圖1一55是用靜態(tài)升壓法進行閥門真空密封試驗的示意圖。試驗時,先把被測閥門在升啟耐 2)閥門導通能力的測量。 a.當閥門的公稱尺寸和上述油擴散泵的進氣口內徑相同時,按圖1-52的裝置測出系統(tǒng)的有效抽氣速率5有。
式中.——閥門的導通能力(m3/。); S有——系統(tǒng)的有效抽氣速率( II13/。): 呋——油擴散泵的有效抽氣速率 b.當閥門的公稱通徑和上述油擴散泵進氣口內徑不同或因連接困難時,采用圖1-53和圖1-54的裝置(管道可做成直管、錐管或過渡法蘭等),分別測出圖1—53系統(tǒng)和圖1—54系統(tǒng)的有效抽速s暑、S箸,按式(7-48)計算被試閥門的導通能力: U2= S有S有/圖1-53閥門導通能力測量裝置(二) l一干燥劑2-石油3一滴管 4-試驗罩5-管道圖1-54閥門導通能力測量裝置f三)1干燥劑2一石油3-滴管4-試驗罩 5-管道6-被試閥門
(二)真空密封試驗 真空試驗通常在閥門常溫強度、密封試驗合格后進行。為了保證試驗的準確性,被測閥門應具有很高的清潔度和加工精細的密封面。 圖1一55是用靜態(tài)升壓法進行閥門真空密封試驗的示意圖。試驗時,先把被測閥門在升啟耐 2)閥門導通能力的測量。 a.當閥門的公稱尺寸和上述油擴散泵的進氣口內徑相同時,按圖1-52的裝置測出系統(tǒng)的有效抽氣速率5有。 b.當閥門的公稱通徑和上述油擴散泵進氣口內徑不同或因連接困難時,采用圖1-53和圖1-54的裝置(管道可做成直管、錐管或過渡法蘭等),分別測出圖1—53系統(tǒng)和圖1—54系統(tǒng)的有效抽速s暑、S箸,按式(7-48)計算被試閥門的導通能力: U2= S有S有/(s# -s~) 圖1-53閥門導通能力測量裝置(二) l一干燥劑2-石油3一滴管 4-試驗罩5-管道 圖1-54閥門導通能力測量裝置f三) 1干燥劑2一石油3-滴管4-試驗罩 5-管道6-被試閥門 (二)真空密封試驗 真空試驗通常在閥門常溫強度、密封試驗合格后進行。為了保證試驗的準確性,被測閥門應具有很高的清潔度和加工精細的密封面。 圖1一55是用靜態(tài)升壓法進行閥門真空密封試驗的示意圖。試驗時,先把被測閥門在升啟耐 2)閥門導通能力的測量。 a.當閥門的公稱尺寸和上述油擴散泵的進氣口內徑相同時,按圖1-52的裝置測出系統(tǒng)的有效抽氣速率5有。 由公式 式中 礦.——閥門的導通能力(m3/。); S有——系統(tǒng)的有效抽氣速率( II13/。): 呋——油擴散泵的有效抽氣速率 ( IT13/S)。 將已測出的s泵、s有值代A上式,即可求得閥門的導通能力。圖1-52閥門導通能力測量裝置(一) 1一干燥劑2一石油3滴管 4針閻5-試驗里 b.當閥門的公稱通徑和上述油擴散泵進氣口內徑不同或因連接困難時,采用圖1-53和圖 1-54的裝置(管道可做成直管、錐管或過渡法蘭等),分別測出圖1—53系統(tǒng)和圖1—54系統(tǒng)的 有效抽速s暑、S箸,按式(7-48)計算被試閥門的導通能力: U2= S有S有/(s# -s~) 圖1-53閥門導通能力測量裝置(二) l一干燥劑2-石油3一滴管 4-試驗罩5-管道圖1-54閥門導通能力測量裝置f三)1干燥劑2一石油3-滴管4-試驗罩 5-管道6-被試閥門
(二)真空密封試驗 真空試驗通常在閥門常溫強度、密封試驗合格后進行。為了保證試驗的準確性,被測閥門應具有很高的清潔度和加工精細的密封面。 圖1一55是用靜態(tài)升壓法進行閥門真空密封試驗的示意圖。試驗時,先把被測閥門在升啟耐狀態(tài)下抽至規(guī)定的真空度,再關閉被測閥門并使真空泵停泵放氣,開始檢測,直至測出在規(guī)定時間內的增壓Ap為止,然后計算閥門的漏氣速率。 使壓力增加Ap的漏氣速率為 Q=v等 式中Ap-測得的壓力增加值(Pa); At-規(guī)定的試驗壓力持續(xù)時間(s); v-一閥門被測部分的容積(m3); Q-漏氣速率(Pa.m3/s)。 所有材料在真空中都有放氣的現(xiàn)象。試驗中測得的Ap是氣體滲漏和材料放氣兩種因素的結果。因此,計算出的漏氣速率Q實際上是真正的漏氣速率Qf與材料放氣率Qd之和。放氣率Qd與閥門材料、處在真空中的時間和閥門內腔表面的狀態(tài)等因素有關。靜態(tài)升壓法的靈敏度往往受材料放氣率Qd計算準確性的影響。 (三)檢漏試驗 1.檢漏試驗的程序 檢漏試驗的程序如圖1-56所示。 ①用氦或鹵素氣體測量泄漏在空氣中的氣體的方法。 ②把充人氦或鹵素氣體的試驗物放入真空容器中,然后測漏氣的方法。 2.檢漏試驗的種類 1)蓋斯勒管檢漏(工作壓力1000一lPa)。噴吹丙酮等氣體,根據(jù)放電顏色的變化判斷有 無漏氣,氣體的放電顏色見表1-54。 表1.54氣體的放電顏色 2)熱阻真空計、屯離真空計、質譜儀檢漏。 探頭檢漏法、氣罩檢漏法(檢漏試驗中用得較多)。噴吹丙酮、乙醇、丁烷、氦等氣體,根據(jù)指示壓力的變化,判斷有無漏氣。這是因為真空計對于空氣和上述氣體有著不同的靈敏度系數(shù)的緣故。 b.升壓檢漏法。在關閉抽氣閥后,測量真空容器[容積y( 1113)]的壓力P (Pa)隨時間(s)的變化情況。 設、捕量為Q (Pa.Il13/S)時,則 p(t)=號t+Po(t) 式中Po (t)——由抽出的氣體所引起的壓力變化。 在如圖1—57和圖1—58所示的雙對數(shù)圖中,由45。斜線部分求出Q。 3)氦探漏儀檢漏。 8.探漏儀的探測極限。作為氦氣分壓力測量的壓力平均擺動值[ 8p],由本底壓力pb產(chǎn)生的擺動值apL和電子回路產(chǎn)生的擺動值[ 8Pe]組成,即 [8p]= apb+[8p。] 設zui小的探測壓力卸為2[8p],連接口的抽速為s時,則zui小的探漏量△Q為市場上出售的探漏儀的探測極限,如圖1-57和圖1—58所示。 b.探漏儀與試件的連接見表1—55。 圖1—59表示,在表1—55序號1的連接方式情況下,當Q為10—9 Pa.m3/s、S為10一3m3/s、ph為10 -4Pa時對應y為10。31113和10 - 21113時的壓力變化情況。r分別為Is和lOs。由于Ap為2x10。7 Pa,所以,當y為10 -3m3時,噴吹0 2s以上就可以斷定有無漏氣,1.6s后,P上升到zui大值Pmax的80%,這時,停止噴吹2.1 s后再進行噴吹。若S規(guī)定為10 -4ni3/。,則r為lOs。這時,如果其他條件都相同,壓力會急劇上升,這就很容易判斷有無漏氣。但是,如果噴0.8s,當p(t)為8×10—7 Pa時就停止噴吹,則應過20s以后可繼續(xù)噴吹。在P為10 - 21113時,不能連續(xù)噴吹228以上,則無法判斷有無漏氣。為使p(t)達到zui大值p…的80%,必須噴吹16so這時,如果停止噴吹,則需過20。后才能噴吹。 4)微量漏氣的探測。 8.若漏氣量為10 -9Pa' m3/s,則大氣中的水氣將在漏氣部分產(chǎn)生凝結,因此,往往不能進行探測。這時,如果把試件經(jīng)100 N150qC烘烤后再探漏,就能發(fā)現(xiàn)漏氣情況。 b.把氣罩蓋在試件上,充人氦氣。這時,如關閉抽氣閥£(s),然后測量氦分壓力的增量 p,則可用積分法擴大微小漏量的測量范圍。 Q=pV與本文相關的產(chǎn)品有美標鈦截止閥
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