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氣瓶檢測之氣瓶氣密性試驗

 
氣瓶氣密性試驗
在各種氣瓶定期檢驗國家標準發布以前,氣瓶檢驗機構的習慣作法是可燃、有毒、高純、稀有氣體氣瓶在定期檢驗中要進行氣瓶的氣密性試驗,氣瓶定期檢驗國家標準發布后,要求不論檢驗何種氣瓶均要求進行氣密性試驗。
氣瓶在使用中如果泄漏,勢必影響其使用效果,如果氣瓶內的介質屬于化學性質非常活潑的氣體有毒氣體以及污染環境的氣體,就會給操作者及其周圍的環境帶來危害。因此,必須保證氣瓶良好的密封性能。
目前,無論是氣瓶的產品標準,還是氣瓶的定期檢驗標準,對于氣密性試驗規定的非常簡單。這是因為目前對泄漏的研究比較零散,很難做到定量分析,很難用數學公式予以表達。既便國際標準(O4705)也缺乏可靠、精確、有效的檢測評定方式。此外,用壓縮空氣或惰性氣體來代替真實氣體作氣密性試驗,能否真實反映使用中氣瓶的實際狀況,尚無定論。
1.氣瓶的泄漏分析
1.1內外壓差是氣瓶泄漏的動力源
根據分子運動論可知:定容狀態下的氣體運動變量的變化取決于單位時間內氣體量的多少,也就是說氣瓶貯存氣體的壓力與外界壓力的差值是氣體運動的原因。而且,氣體本身還具備擴散與滲透的物理特性。
瓶在使用中發生泄漏,極少數是發生在焊接氣瓶的母材上(含無縫氣瓶瓶體),部分發生在焊縫及熱影響區內,絕大多數是發生在瓶閥與瓶口螺紋的結合處。所以,在氣瓶內外壓差成為必然的時候,防止氣瓶泄漏只有裝配工藝,特別是應在密封填料的選擇上下工夫,目前氣瓶在裝配瓶閥時一般使用的是聚四氟乙烯生料帶。

1.2氣密性試驗方法
氣瓶的氣密性試驗一般分成兩種
種是浸水法,指充有規定壓力壓縮氣體的受試瓶浸入水槽中檢驗氣瓶氣密性的方法。將氣瓶浸沒于水中,緩慢轉動氣瓶,觀察有無氣泡產生。適用于氣瓶整體或任何部位的氣密性檢驗。
另一種是涂液法,在氣瓶上的待查部位可涂上試驗液,觀察此處有無氣泡連續逸出。指充有規定壓力壓縮氣體的受試瓶的某些部位上涂以試驗液檢驗氣瓶氣密性的方法。適用于檢驗氣瓶瓶閥螺紋連接處、瓶閥閥桿處、易熔合金塞或氣瓶局部部位的氣密性的方法。
1.3氣密性試驗要求
(1)氣密性試驗所用介質可為空氣、氮氣或其它與氣瓶盛裝氣體性質不相抵觸的、對人體無害的、腐蝕和非可燃性氣體(對盛裝氧氣或氧化性氣體的氣瓶,必須用不含油脂的氣體)
(2)試驗壓力應等于氣瓶公稱工作壓力,不準超壓試驗。
(3)采用浸水法對氣瓶進行檢驗氣密性試驗要求將氣瓶整體浸入水槽中,水槽內壁為白色,使氣瓶任何部位離水面最小深度大于5cm,且緩慢轉動氣瓶,在不少于1min的保壓時間里,觀察有無氣泡連續逸出(逸出為不合格)。
(4)采用涂液法時將待查部位涂上試驗液,觀察有無氣泡連續逸出(逸出為不合格)。保壓時間不少于1min。
這兩種方法,都是靠有無氣泡來判斷氣瓶是否泄漏。所以,氣泡的產生條件以及氣泡判別靈敏度的理論分析,便成為一個根重要的問題。
氣瓶泄漏后,要使水中產生氣泡逸出,就必須使氣瓶泄漏壓力大于壓差(△P)、大氣壓力和氣泡形成處靜水壓力三者之和。而是否能夠看到氣泡,這要取決于視覺的可見度和檢驗員的責任心。一般來說氣泡直徑2~10mm是可見的。
如采用涂液試驗,重要的是肥皂水(或洗滌劑溶液)的發泡能力。因為涂液法試驗是利用肥皂水或洗滌劑溶液具有發泡能力的特性,具體一點說是利用肥皂水或洗滌劑溶液表面張力小于水的表面張力的特性。
肥皂水或洗滌劑溶液的發泡能力,主要取決于焦榕酸和松脂的溶解程度。用肥皂水或洗滌劑溶液檢漏,只要氣瓶的泄漏壓力大于△P就可以產生氣泡,一般高于浸水法兩個數量級。
2.氣瓶氣密性試驗有效性評價
氣瓶檢測的氣密性試驗中,一般不燃氣體氣瓶,用壓縮空氣作試驗介質,但可燃氣體氣瓶用壓縮空氣作為試驗介質是有條件的,即必須采取有力措施(例如,蒸汽吹掃、焚燒等),使瓶內可燃氣體殘氣濃度(即CmHn體積濃度)小于4‰,否則,必須用氮氣作為試驗介質。這主要是瓶內可燃氣體,如果沒有清除干凈,就使用壓縮氣體作介質進行氣密性試驗,這實質上是人為的使可燃氣體與空氣混合。值得人們吸取教訓的是,這種混合氣體在壓力很高情況下,要以在沒有明火(在靜電的作用下)的條件下,發生化學反應爆炸。由于這種爆炸是在氣瓶定期檢驗過程中發生的,因此,受害的都是氣瓶檢驗人員。事故的發生,不但給社會和人身的安全造成不可彌補的損失,而且,嚴重地影響了氣瓶定期檢驗的科學性、公正性。
在氣密性試驗中,使用壓縮空氣或氮氣作為試驗介質,是否能夠反映真實氣體的泄漏情況呢,通過計算和實際測試,其數據表明,以壓縮空氣或氮氣作為試驗介質和真實氣體比較,還是有差異的實測數據與理論計算相吻合。為此,在人為因素影響較大的氣密性試驗中,檢驗員應加強檢驗責任心,提高檢驗技術水平,以彌補試驗條件的不足。
氣密性試驗必須在噴漆前進行,這是因為氣瓶瓶體上的泄漏,特別是焊接氣瓶焊縫上的針孔泄漏很微弱,有時用肥皂堵上都能達到暫時不漏。為此,涂裝以后再進行氣密性試驗,其泄漏處就難已發現,使氣密性試驗喪失其有效性。

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