烘箱在真空腔體檢漏中的應(yīng)用
郭衛(wèi)強
（新萊潔凈應(yīng)用材料股份有限公司，江蘇 昆山 215331）
摘要：真空檢漏在真空腔體及配件生產(chǎn)中是比較關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，有時候要占用很長的檢漏時間，影響檢漏效率及交貨的及時性，根據(jù)這幾年的生產(chǎn)經(jīng)驗，減少真空腔體的水分對縮短真空檢漏時間及提高效率有很大的作用，我下面從真空氦氣檢漏儀部件及檢漏原理，水分對真空腔體抽真空的影響及運用烘箱箱去除腔體水分提高抽真空效率來提高真空檢漏的效率做如下幾個方面的闡述。
關(guān)鍵詞：真空腔體;水分；氦氣檢漏儀；烘箱；飽和蒸汽壓。
氦質(zhì)譜檢漏儀在工作過程中首先是對試驗對象進行抽真空，來形成壓差，使外部氦氣穿過漏孔進入檢漏儀，檢漏儀利用內(nèi)置氦質(zhì)譜儀測量進入檢漏儀氣體氦分壓并將測量結(jié)果轉(zhuǎn)化為漏率顯示，顯示值單位一般采用漏率顯示。氦檢質(zhì)譜儀可查找漏點位置并測定漏率（通過漏孔的氦氣流量）。因此氦檢漏儀是一臺氦流量計。下面我們介紹一下真空腔體的氦檢漏系統(tǒng)，如圖1
1.試驗對象（真空腔體或真空系統(tǒng)）
2.檢漏儀
3.氣瓶
4.真空泵
5.示蹤氣體噴槍
我們公司采用的測漏方法一般為局部檢漏，大致流程如下：
1.按照圖1，把真空泵，檢漏儀及真空腔體連接起來。
2.準備好充滿氦氣的氣瓶及氦氣局部氦氣噴槍。
3.對真空腔體或真空系統(tǒng)抽真空，使真空腔體或真空系統(tǒng)的工作壓強達到檢漏儀工作壓強。
4.啟動氦氣檢漏儀，向懷疑真空腔體或真空系統(tǒng)泄露的地方噴氦氣。
5.漏入真空腔體或真空系統(tǒng)氦氣被真空泵抽出，并由檢漏儀將其轉(zhuǎn)換成電氣信號顯示，這樣就可以找到漏率很小的漏點并測定其漏率。
以上為氦氣檢漏的大致過程，如果腔體內(nèi)表面及內(nèi)空間水分很大，會影響到檢漏工藝流程第3步。即對真空腔體或真空系統(tǒng)抽真空，由于水分的存在，真空腔體或真空系統(tǒng)的真空度很難抽到我們檢漏需要的工作壓強，或則需要較長的工作時間才能抽到氦氣檢漏儀工作的工作壓強，檢漏一般工作壓強要小于10pa,烘箱在真空檢漏中主要是提高抽真空的效率，減少水氣的釋放，從而縮短真空腔體真空檢漏抽真空的時間，提高真空腔體或真空系統(tǒng)真空檢漏的效率，下面我們會闡述水汽是如何影響抽真空的。
水分對真空腔體檢漏主要水在不同的壓強下會以不同的狀態(tài)存在，既水在壓力很小的情況下是以氣態(tài)的狀態(tài)存在的，這個壓強的臨界點就是水的飽和蒸汽壓，下面我們對水的飽和蒸汽壓作下了解，水的飽和蒸汽壓即為在密閉的條件中，在一定的溫度下，與液體處于相對平衡的蒸汽所具有的壓強成為飽和蒸汽壓。水在不同的溫度下有不同的蒸汽壓，并隨著溫度的升高而增大。
假設(shè)我們真空檢漏的溫度為常溫，取常溫的溫度為25攝氏度，計算一下真空腔體內(nèi)部的水的飽和蒸汽壓，
根據(jù)表查出水在25攝氏度的Antonine常數(shù)
A=8.10765,
B=1750.286,
C=235.000,
取常溫T=25,
代入公式得出 在密閉的真空腔體中，25攝氏度時水的飽和蒸汽壓為23.755mm汞柱，換算成Pa單位為3165Pa,所以在密閉的真空腔體或真空系統(tǒng)中25攝氏度時水的飽和蒸汽壓為3165pa,知道了水在真空腔體的飽和蒸汽壓為3165pa,在腔體剛密閉的時候水氣壓力的趨勢，腔體內(nèi)的壓強還是與外部壓強一樣，是一個大氣壓，伴隨著真空泵的啟動，內(nèi)部壓強的下降，水還是以液態(tài)存在，等真空腔體內(nèi)部的大氣壓小于或等于水的飽和蒸汽壓3165pa時，水開始轉(zhuǎn)化為水氣，來維護真空腔體內(nèi)飽和蒸汽壓，所以就會有源源不斷的水轉(zhuǎn)化為水氣，下面就是密閉真空腔體內(nèi)部水的壓升曲線圖，如圖2
在不考慮腔體泄露的情況下，表面水汽壓升曲線圖b,曲線b水平段的壓力即為水蒸汽的飽和蒸汽壓，在腔體內(nèi)水蒸汽的壓力低于飽和蒸汽壓，水就繼續(xù)蒸發(fā)成水汽，在一定的溫度下，假設(shè)室溫是25攝氏度，在抽真空過程中，在腔體內(nèi)壓力小于水的飽和蒸汽壓3165pa以后，水不斷蒸發(fā),這時候我們抽真空抽走的都是水汽，所以在真空泵工作很長一段時間后，發(fā)現(xiàn)真空室內(nèi)壓降并不明顯，或者下降比較慢，直到水蒸汽被大部分抽走的時候，壓降才會有明顯的變化，所以在南方陰雨天氣中，抽真空的時候，很難達到氦氣檢漏儀的工作壓力，就是水在低于飽和蒸汽壓容器中，水分一直在釋放蒸汽，真空度很難下降的原因。
通過水分在真空腔體測漏中影響，知道水分是如何影響抽真空的，為了提高抽真空的效率，減少抽真空的時間，我們在實踐中在用烘箱去除水分，下面我們介紹一下烘箱的工作原理及我們實際的操作流程
我們公司使用的烘箱為熱風循環(huán)干燥箱，其主要部件為
1.烘箱腔體，烘箱腔體外層用A3冷壓碳鋼板制作，內(nèi)殼為304不銹鋼，夾層之間用硅酸鋁纖維填充，形成可靠地保溫層；
2.加熱管，加熱管安裝在底部的風道內(nèi)
3.PID雙數(shù)顯智能控溫系統(tǒng)
烘箱是采用加熱管加熱空氣，通過風道循環(huán)烘烤腔體內(nèi)物體，溫度可調(diào)，來干燥物體，
下面我們介紹一下烘箱干燥腔體的過程，
（1）把清洗完成的真空腔體放入烘箱中，關(guān)閉箱門。
（2）打開烘箱旁邊的電源總開關(guān)
（3）打開加熱管電源，鼓風機電源，調(diào)整溫控溫度為100攝氏度，保持加熱1小時
（4）關(guān)閉加熱管電源，鼓風機電源，打開烘箱門，冷卻真空腔體
（5）轉(zhuǎn)移到烘烤后真空腔體到真空檢漏車間，安裝圖1組裝測漏系統(tǒng)
通過上述工作流程，真空腔體的水分已經(jīng)完全蒸發(fā)掉，水的放氣的問題就得到了解決，能大大提高抽真空的效率，根據(jù)真空腔體的壓升曲線圖（圖2）可知去除水分壓升，抽真空的曲線圖如圖2大致如下，可根據(jù)真空泵的功率不同，有水分的真空的真空腔體的壓降圖可能是不一樣，每種不同功率不同真空泵來抽，可能得出的真空腔體抽真空的壓降圖不同的。
曲線a 代表去除水分真空腔體抽真空的真空腔體內(nèi)部的壓降圖 如圖2曲線a
曲線b 代表沒有去除水分的真空腔體抽真空腔體內(nèi)部的壓降圖 如圖2 曲線b
可以看出真空腔體用烘箱去除水分后，再真空檢漏能大大提高抽真空的效率
通過這幾年的工程實踐，采用烘箱干燥過的腔體，能大大提高抽真空的效率及真空漏氣的檢出率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了檢漏儀的使用壽命，烘箱在真空檢漏中作用可以推廣到其他真空件檢漏中，特別中國南方濕氣比較重的區(qū)域。
（1）王正列.物理化學(第四版). 北京：高等教育出版社.2001（2）達道安.真空設(shè)計手冊（第三版）.北京:國防工業(yè)出版社.
