去年给苏州一家光伏组件厂做售后,他们的层压生产线抽真空一直达不到工艺要求——工艺要求层压腔静态真空度稳定在10Pa以内,结果开机抽40分钟,真空度还卡在80Pa降不下来。厂家自己的机修换了腔体的大密封,紧了所有法兰螺丝,折腾了半个月还是不行,产能卡了一半,急着找我们过去。其实这个问题本质就是系统漏,核心就是用对真空系统检漏方法,找对漏点问题就解决了。
很多新手一碰到真空度不达标,扛着氦检仪就到处喷,浪费大量时间。实际上80%的系统漏都有大漏点,用简单方法就能先筛出来,第一步要先区分是真空泵本身效率下降,还是真的系统漏。
区分的方法就是行业最常用的静态升压法:先把系统抽到你能抽到的最低压力,然后关闭真空泵和腔体之间的截止阀,停止抽气,观察真空计的压力变化。如果关阀后压力迅速上升,说明是系统漏;如果压力基本稳定,那就是真空泵本身的问题,比如泵油污染、转子磨损、抽速下降,直接修泵就行,不用瞎找漏。
我们当时给这个光伏厂测,关阀后10分钟压力从70Pa涨到了130Pa,远超光伏层压系统要求的≤5Pa/10min的保压标准,确定是系统漏,排除了配套鲍斯干泵的故障,不用拆泵浪费时间。
接下来粗检找大漏,最实用的就是肥皂水法:给系统充入0.05-0.1MPa的干燥氮气,在可疑的法兰、焊缝、接头位置刷肥皂水,起泡的位置就是漏点。我们当时刷完就找到一个进口法兰的连接螺丝松了,紧完再测保压,10分钟压力涨22Pa,虽然好了很多,但还是达不到标准,说明还有隐蔽的微漏,这时候就要上细检的方法。
这里说个常见误区:肥皂水法只能用在常压侧的外漏检测,不要让肥皂水进到高真空系统内部,进去之后很难抽干净,会一直持续放气,反而影响真空度读数,后续处理非常麻烦。
工业现场找微漏,最常用的就是丙酮检漏法和氦质谱检漏法,各有适用场景,我给分清楚。
先说丙酮检漏法,很多中小工厂没有氦质谱检漏仪,用这个方法就能解决大部分问题,原理很简单:丙酮粘度低,容易穿过微小漏孔进入真空腔,进入后会改变真空腔内气体的热传导系数,电离真空计的读数会出现明显波动,以此就能判断漏点位置。
具体操作就是先把系统抽到1-10Pa的低真空,然后用注射器把丙酮慢慢喷在可疑位置,盯着真空计读数,只要读数出现明显波动,喷的位置就是漏点。我们当时在这个光伏案例里,喷到层压腔的充气阀阀芯位置的时候,真空计读数一下子跳了18Pa,直接锁定漏点:阀芯密封件有一个肉眼看不到的微裂纹,因为长期频繁开关、冷热交替裂了小口。
丙酮法的优点很明显:不需要专用设备,成本几乎为零,适合现场应急;缺点也很突出:精度不够,小于10-4Pa·m³/s的漏点测不出来,而且丙酮易燃易爆,还可能污染腔体,绝对不能用在半导体、制药这些对洁净度要求高的行业。
再说氦质谱检漏法,这是目前高要求真空系统最靠谱的检漏方法,精度能达到1×10-9Pa·m³/s,几乎所有微漏都能找出来,而且氦气惰性无毒,不会污染系统。这里说一个很多老手都容易犯的错:喷氦气的时候习惯从上往下喷,其实不对,氦气密度比空气小很多,喷完会往上飘,如果漏孔在下方,从上往下喷氦气根本飘不进去,自然测不出来。正确的操作应该是从下往上喷,可疑点一个一个来,喷完等几秒钟看检测仪的响应就行。
我们接触过十几个行业的真空系统,不同场景的漏率要求不一样,选对方法效率差很多,我整理了常用场景的选型逻辑:
这个光伏案例里,我们找到充气阀的密封裂纹之后,换了一个新的氟橡胶密封件,再测保压,10分钟压力上涨只有2Pa,开机抽20分钟真空度就稳定在6Pa,完全符合工艺要求,整个过程从上门到解决只用了3个小时。苏州嘉科做真空设备维修十几年,碰到过八成以上的真空度不达标问题,都是系统漏点导致的,不是真空泵本身坏了。
更多现场维修案例可以参考www.nvsvs.com。很多用户碰到真空度降不下去,第一反应就是泵坏了,直接花几万块换泵,其实大部分时候只要找对检漏方法,几百块换个密封就能解决问题。日常维护每半年做一次保压检漏,就能提前发现漏点,避免生产线突发停摆,很多隐蔽漏点都出在阀门密封、动密封这些易损位置,优先查这些位置能少走很多弯路。
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