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气瓶检测之气瓶气密性试验

 
气瓶气密性试验
在各种气瓶定期检验国家标准发布以前,气瓶检验机构的习惯作法是可燃、有毒、高纯、稀有气体气瓶在定期检验中要进行气瓶的气密性试验,气瓶定期检验国家标准发布后,要求不论检验何种气瓶均要求进行气密性试验。
气瓶在使用中如果泄漏,势必影响其使用效果,如果气瓶内的介质属于化学性质非常活泼的气体有毒气体以及污染环境的气体,就会给操作者及其周围的环境带来危害。因此,必须保证气瓶良好的密封性能。
目前,无论是气瓶的产品标准,还是气瓶的定期检验标准,对于气密性试验规定的非常简单。这是因为目前对泄漏的研究比较零散,很难做到定量分析,很难用数学公式予以表达。既便国际标准(O4705)也缺乏可靠、精确、有效的检测评定方式。此外,用压缩空气或惰性气体来代替真实气体作气密性试验,能否真实反映使用中气瓶的实际状况,尚无定论。
1.气瓶的泄漏分析
1.1内外压差是气瓶泄漏的动力源
根据分子运动论可知:定容状态下的气体运动变量的变化取决于单位时间内气体量的多少,也就是说气瓶贮存气体的压力与外界压力的差值是气体运动的原因。而且,气体本身还具备扩散与渗透的物理特性。
瓶在使用中发生泄漏,极少数是发生在焊接气瓶的母材上(含无缝气瓶瓶体),部分发生在焊缝及热影响区内,绝大多数是发生在瓶阀与瓶口螺纹的结合处。所以,在气瓶内外压差成为必然的时候,防止气瓶泄漏只有装配工艺,特别是应在密封填料的选择上下工夫,目前气瓶在装配瓶阀时一般使用的是聚四氟乙烯生料带。

1.2气密性试验方法
气瓶的气密性试验一般分成两种
种是浸水法,指充有规定压力压缩气体的受试瓶浸入水槽中检验气瓶气密性的方法。将气瓶浸没于水中,缓慢转动气瓶,观察有无气泡产生。适用于气瓶整体或任何部位的气密性检验。
另一种是涂液法,在气瓶上的待查部位可涂上试验液,观察此处有无气泡连续逸出。指充有规定压力压缩气体的受试瓶的某些部位上涂以试验液检验气瓶气密性的方法。适用于检验气瓶瓶阀螺纹连接处、瓶阀阀杆处、易熔合金塞或气瓶局部部位的气密性的方法。
1.3气密性试验要求
(1)气密性试验所用介质可为空气、氮气或其它与气瓶盛装气体性质不相抵触的、对人体无害的、腐蚀和非可燃性气体(对盛装氧气或氧化性气体的气瓶,必须用不含油脂的气体)
(2)试验压力应等于气瓶公称工作压力,不准超压试验。
(3)采用浸水法对气瓶进行检验气密性试验要求将气瓶整体浸入水槽中,水槽内壁为白色,使气瓶任何部位离水面最小深度大于5cm,且缓慢转动气瓶,在不少于1min的保压时间里,观察有无气泡连续逸出(逸出为不合格)。
(4)采用涂液法时将待查部位涂上试验液,观察有无气泡连续逸出(逸出为不合格)。保压时间不少于1min。
这两种方法,都是靠有无气泡来判断气瓶是否泄漏。所以,气泡的产生条件以及气泡判别灵敏度的理论分析,便成为一个根重要的问题。
气瓶泄漏后,要使水中产生气泡逸出,就必须使气瓶泄漏压力大于压差(△P)、大气压力和气泡形成处静水压力三者之和。而是否能够看到气泡,这要取决于视觉的可见度和检验员的责任心。一般来说气泡直径2~10mm是可见的。
如采用涂液试验,重要的是肥皂水(或洗涤剂溶液)的发泡能力。因为涂液法试验是利用肥皂水或洗涤剂溶液具有发泡能力的特性,具体一点说是利用肥皂水或洗涤剂溶液表面张力小于水的表面张力的特性。
肥皂水或洗涤剂溶液的发泡能力,主要取决于焦榕酸和松脂的溶解程度。用肥皂水或洗涤剂溶液检漏,只要气瓶的泄漏压力大于△P就可以产生气泡,一般高于浸水法两个数量级。
2.气瓶气密性试验有效性评价
气瓶检测的气密性试验中,一般不燃气体气瓶,用压缩空气作试验介质,但可燃气体气瓶用压缩空气作为试验介质是有条件的,即必须采取有力措施(例如,蒸汽吹扫、焚烧等),使瓶内可燃气体残气浓度(即CmHn体积浓度)小于4‰,否则,必须用氮气作为试验介质。这主要是瓶内可燃气体,如果没有清除干净,就使用压缩气体作介质进行气密性试验,这实质上是人为的使可燃气体与空气混合。值得人们吸取教训的是,这种混合气体在压力很高情况下,要以在没有明火(在静电的作用下)的条件下,发生化学反应爆炸。由于这种爆炸是在气瓶定期检验过程中发生的,因此,受害的都是气瓶检验人员。事故的发生,不但给社会和人身的安全造成不可弥补的损失,而且,严重地影响了气瓶定期检验的科学性、公正性。
在气密性试验中,使用压缩空气或氮气作为试验介质,是否能够反映真实气体的泄漏情况呢,通过计算和实际测试,其数据表明,以压缩空气或氮气作为试验介质和真实气体比较,还是有差异的实测数据与理论计算相吻合。为此,在人为因素影响较大的气密性试验中,检验员应加强检验责任心,提高检验技术水平,以弥补试验条件的不足。
气密性试验必须在喷漆前进行,这是因为气瓶瓶体上的泄漏,特别是焊接气瓶焊缝上的针孔泄漏很微弱,有时用肥皂堵上都能达到暂时不漏。为此,涂装以后再进行气密性试验,其泄漏处就难已发现,使气密性试验丧失其有效性。

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