真空截止閥的性能試驗

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二、之前介紹蒸汽截止閥熱損失，現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)機械泵的規格根據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。所用真空計必須經過國家規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△￡，真空度讀數取兩位有效數字即可，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△‘，真空度讀數取兩位有效數字即可，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
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，真空度讀數取兩位有效數字即可，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（按設計規定），選取Ap，記錄At，真空度讀數取兩位有效數字，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系統和圖1—54系統的
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的裝置測出系統的有效抽氣速率5有。

式中．——閥門的導通能力(m3/。)；
    S有——系統的有效抽氣速率( 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系統和圖1—54系統的有效抽速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系統和圖1—54系統的有效抽速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系統和圖1—54系統的
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下抽至規定的真空度，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-規定的試驗壓力持續時間(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等因素有關。靜態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產生的擺動值apL和電子回路產生的擺動值[ 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以后可繼續噴吹。在P為10 - 21113時，不能連續噴吹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生凝結，因此，往往不能進行探測。這時，如果把試件經100 N150qC烘烤后再探漏，就能發現漏氣情況。
    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與本文相關的產品有美標鈦截止閥