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氦质谱真空检漏检测

氦质谱真空检漏检测

氦质谱真空检漏是一种高灵敏度的无损检测技术,通过追踪氦气示踪气体定位微小泄漏点。其核心在于利用质谱仪对氦分子进行选择性识别与定量分析,适用于真空系统、密封容器及管道的微漏检测。检测过程需严格遵循真空环境控制、氦气浓度梯度设置及信号响应校准等关键环节,确保检出限达到10⁻¹²Pa·m³/s量级。.

检测项目

氦质谱真空检漏主要针对以下典型场景实施:

真空设备密封性验证:包括真空镀膜机、粒子加速器、低温恒温器等核心腔体的整体泄漏率测试

压力容器完整性评估:适用于核反应堆压力壳、LNG储罐、高压气体管道的焊缝与法兰连接点泄漏定位

电子元器件封装测试:针对半导体芯片封装、MEMS器件、航天级电子组件的氦气渗透率测定

航空航天系统检测:涵盖航天器推进剂贮箱、生命维持系统管路、航空发动机燃油回路的微泄漏筛查

医疗器械密封验证:重点检测血液透析设备、人工心肺机等医疗装置的生物安全性密封指标

检测范围

行业领域典型对象泄漏率要求
核工业反应堆主回路管道≤1×10⁻⁹ mbar·L/s
半导体制造光刻机真空腔室≤5×10⁻¹² Pa·m³/s
航天工程卫星推进剂贮箱≤1×10⁻¹⁰ mbar·L/s
汽车制造燃料电池双极板≤1×10⁻⁷ mbar·L/s
能源行业海底油气管道焊缝≤1×10⁻⁶ mbar·L/s

检测方法

根据被测物特性选择以下标准化操作流程:

真空喷氦法(Vacuum Spray Method)

将被测件接入真空系统并抽至基础压力≤5×10⁻⁴ mbar

使用0.1-0.3 MPa氦气喷枪对可疑区域进行扫描式喷射

质谱仪实时监测氦离子流强度变化值ΔI≥5×10⁻¹¹ A时判定为泄漏点

吸枪法(Sniffer Probe Method)

向密闭被测件内部充注含5%氦气的混合气体至0.15-0.3 MPa表压

使用质量流量≤50 mL/min的吸枪探头沿外表面移动采集逸出气体

当质谱仪读数超过背景值3个数量级时确认泄漏存在

累积检漏法(Accumulation Method)

将被测件置于密闭测试舱内并抽至≤1×10⁻² mbar本底真空度

向被测件内部充入99.999%高纯氦气至工作压力1.5倍

监测测试舱内氦分压上升速率ΔP/Δt≥1×10⁻⁶ mbar/min时判定不合格

背压检漏法(Bombing Method)

将被测件置于高压氦气环境中(2-5 bar)保持4-24小时渗透时间

快速释放压力后转移至真空腔内进行残余氦气释放量测定

适用于多孔材料或复杂结构器件的整体泄漏率评估

检测仪器

核心设备技术参数要求:

质谱分析器:180°磁偏转式或四极杆型设计,质量数分辨率≥1 amu@m/z=4

真空系统:配置分子泵+机械泵组,极限真空≤5×10⁻⁷ mbar,抽速≥20 L/s(氮气)

检漏灵敏度:最小可检漏率≤5×10⁻¹³ mbar·L/s(He等效值)

检测流程

确定测试对象与安排:确认测试对象并进行初步检查,确定样品寄送或上门采样安排;

制定验证实验方案:与委托方确认与协商实验方案,验证实验方案的可行性和有效性;

签署委托书:签署委托书,明确测试详情,确定费用,并按约定支付;

进行实验测试:按实验方案进行试验测试,记录数据,并进行必要的控制和调整;

数据分析与报告:分析试验数据,并进行归纳,撰写并审核测试报告,出具符合要求的测试报告,并及时反馈测试结果给委托方。