上个月去苏州周边一家光伏拉晶厂处理故障,设备抽了两个小时,真空度始终停留在5×10^-2Pa,达不到工艺要求的1×10^-3Pa。现场维保已经换了三个密封圈,喷了半瓶肥皂水,漏点还是没找到,生产线停一天损失几十万,急得团团转。其实这种情况我碰的太多了,很多人检漏要么方法不对,要么顺序错了,越找越乱。今天就把我干了十几年总结的实用真空系统检漏方法整理出来,都是现场摸出来的经验,避坑实用。
很多人碰到真空度上不去,第一反应就是系统漏了,其实不对。我碰到过至少三成的“假漏”,问题根本不在系统密封,要么是真空泵本身极限真空下降,比如泵油乳化、旋片磨损、排气阀片损坏,抽速不够导致真空上不去;要么是系统内壁吸附的水汽、有机溶剂放气,不是漏。
所以第一步应该先把真空泵和系统断开,单独测真空泵的极限真空,如果泵本身能达到铭牌参数,那再确定是系统漏,接下来再检漏。如果泵本身就达不到,先修泵,省得白忙活。开头那家厂,一开始就是没做这步,围着系统查了大半天,后来断开泵测,泵本身没问题,才确定是系统漏,这一步省了后面很多时间。
不同行业的真空系统对漏率要求差很多,用的方法也不一样,不能一套方法用到底:
1. 低真空系统(大气压~10^-1Pa):适合气泡法+静态压降法
这类系统常见于食品真空包装、普通真空干燥、化工真空浓缩,对漏率要求不高,大多是大漏点。静态压降法是先确定有没有漏:封闭系统所有阀门,抽到工作压力后关闭泵阀,记录30分钟内的压力变化,一般要求静态漏率不超过0.1Pa/min,超过就说明存在漏点。找漏点用气泡法(也就是大家说的肥皂水法),系统抽到一定负压后,在可疑位置涂肥皂水,出气泡的就是漏点。
这里要注意,气泡法只适合找低真空系统的大漏点,绝对不能用在中高真空系统的密封面,肥皂水会残留在缝隙里,后续抽真空持续放气,很长时间都达不到要求的真空度。
2. 中高真空系统(10^-1Pa~10^-5Pa):优先选氦质谱检漏法
这类是工业里最常用的,比如开头说的光伏拉晶、半导体刻蚀、真空镀膜,对漏率要求很高,微漏就会影响产品良率,一般要求漏率控制在1×10^-9Pa·m^3/s以下,普通方法根本找不到微漏。
氦质谱检漏是目前精度和效率平衡最好的方法,常用的有两种操作方式:一种是喷吹法,系统抽到预真空后,用氦气喷吹可疑的密封面、焊缝,如果有漏孔,氦气会被吸入系统,检漏仪就能检测到氦气,直接显示漏率大小,非常精准。另一种是吸枪法,往封闭系统里充入1-2bar的氦气,用检漏探头在外部扫,漏出来的氦气会被探头捕捉,适合不能抽真空的压力容器检漏。
之前苏州嘉科给张家港一家光伏厂做年度运维,就碰到过拉晶线真空度不稳,用氮气打保压查了两天没找到漏点,换氦质谱喷吹,十分钟就找到法兰密封垫上的一道隐形划痕,就是这个微漏导致的。
3. 超高真空系统(10^-5Pa以上):氦质谱+烘烤除气复检
半导体薄膜沉积、离子注入这类超高真空系统,漏率要求到10^-12Pa·m^3/s,材料本身的放气会干扰检漏结果,所以检漏前要先给系统烘烤除气,排除放气的干扰后再用氦质谱检漏,不然很容易把放气误判成漏点,白忙活。
确定系统有漏之后,很多人会乱拆乱喷,其实漏点的出现是有概率的,按优先级找,效率至少翻三倍:
干了这么多年,见过太多不该犯的错,几个常见误区提一下:
第一个误区,乱喷肥皂水找微漏。除了刚才说的残留问题,肥皂水对直径小于0.1mm的微漏根本测不出来,哪怕漏了也出不了气泡,纯浪费时间。
第二个误区,漏点处理完不复测。换完密封垫、补完焊缝就直接开机,很多时候新密封件本身有砂眼,补焊没补全,开机还是漏,还要再拆一遍,反而耽误时间,处理完一定要复测漏率,符合要求再收工。
第三个误区,把系统放气当成漏。很多新系统或者长时间停机的系统,内壁吸附了大量水汽,抽真空的时候持续放气,导致真空度上升慢,很多人会当成漏,其实抽够足够时间,或者烘烤除气之后就好了,不用瞎找漏。
我干了十几年真空维修,最深的感受就是,真空系统检漏没什么玄学,核心就是从易到难,选对方法,别跳步骤。很多人追求快,上来就用最贵的设备找,结果反而没先排除泵的问题,白花钱又耽误时间。方法对了,哪怕是经验不多的维保,也能快速找到漏点。我们整理的不同行业真空系统故障排查案例,都放在www.nvsvs.com,有兴趣可以参考。
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