在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)時(shí),明明步驟都對,結(jié)果卻反復(fù)出錯?工業(yè)生產(chǎn)中,產(chǎn)品剛下線就出現(xiàn)密封失效問題?大概率是氣密性檢查環(huán)節(jié)出了紕漏。
氣密性檢查作為保障密閉系統(tǒng)安全性、可靠性的核心步驟,廣泛覆蓋化學(xué)實(shí)驗(yàn)、汽車制造、電子封裝、醫(yī)療器械等多個場景。但很多人要么只會一種基礎(chǔ)方法,要么被專業(yè)術(shù)語搞得暈頭轉(zhuǎn)向。
一、氣密性檢查到底查什么?
本質(zhì)上,氣密性檢查就是通過模擬實(shí)際使用環(huán)境,判斷密閉系統(tǒng)是否存在氣體泄漏,核心原理圍繞“壓力變化”展開——要么向系統(tǒng)內(nèi)充入氣體(正壓)、要么抽成真空(負(fù)壓),通過監(jiān)測壓力、流量變化,或借助輔助手段定位漏點(diǎn),最終確定密封性能是否達(dá)標(biāo)。
這里要明確一個關(guān)鍵:泄漏不是“有或無”,而是“是否在允許范圍”。不同場景對泄漏率的要求天差地別,比如普通管道允許微量泄漏,而航天器件、精密電池則要求近乎零泄漏。
二、從基礎(chǔ)到專業(yè),按需選擇
1. 實(shí)驗(yàn)室場景:低成本、易操作的3種方法
適合化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置、小型容器,無需專業(yè)設(shè)備,新手也能快速上手。
熱脹冷縮法(最常用):針對啟普發(fā)生器、反應(yīng)釜等密閉發(fā)生裝置。關(guān)閉所有閥門,用手掌或熱毛巾捂住容器外壁,讓內(nèi)部氣體受熱膨脹——若導(dǎo)管口有氣泡冒出,說明漏氣;移除熱源冷卻后,導(dǎo)管內(nèi)形成穩(wěn)定水柱且不下降,則氣密性良好。注意避免高溫燙傷,加熱后需冷卻至室溫再觀察,防止溫度波動誤判。
液差法(長頸漏斗專用):適用于過氧化氫制氧氣等帶長頸漏斗的裝置。關(guān)閉止水夾,向漏斗中加水至液面高于漏斗頸下端,若液面穩(wěn)定不下降,說明密封完好;若持續(xù)下漏,大概率是止水夾未關(guān)緊,或漏斗與容器接口松動。
吹氣法(局部快速排查):針對小型裝置或?qū)Ч苓B接處。將導(dǎo)管末端浸入水中,向?qū)Ч軆?nèi)吹氣,若有連續(xù)均勻氣泡冒出,說明連接處不漏氣;氣泡間斷或無氣泡,需重新緊固接口,必要時(shí)涂抹凡士林密封。
2. 工業(yè)場景:高精度、規(guī)模化的檢測方案
面對汽車油箱、電子元件、航空器件等需求,基礎(chǔ)方法精度不足,需借助專業(yè)設(shè)備和技術(shù)。
壓力衰減法:工業(yè)主流方法,向被測物充入壓縮氣體(如50kPa),穩(wěn)定后關(guān)閉氣源,監(jiān)測壓力變化。若30秒內(nèi)壓力衰減≤50Pa(可按需調(diào)整閾值),則合格,適合汽車缸體、電池外殼等剛性密封件。優(yōu)點(diǎn)是操作快、成本適中,缺點(diǎn)是易受環(huán)境溫度干擾。
差壓法(高精度首選):將被測物與無泄漏的標(biāo)準(zhǔn)參考物同時(shí)加壓,通過差壓傳感器對比兩者壓力差。能有效排除溫度波動影響,精度可達(dá)±0.1% FS,常用于精密電子元件、醫(yī)療器械的檢測,核心是確保參考物與測試件容積匹配。
示蹤氣體法(微小泄漏克星):向被測物充入氦氣、氫氣等示蹤氣體,用質(zhì)譜儀或嗅探探頭檢測外部濃度,靈敏度極高,可達(dá)10?? Pa·m3/s,適合航天器件、半導(dǎo)體封裝等對密封要求極高的場景。缺點(diǎn)是設(shè)備昂貴,僅用于高端需求。
氣泡法(漏點(diǎn)快速定位):將加壓后的被測物浸入水中,或涂抹肥皂水,通過氣泡位置和頻率判斷漏點(diǎn)——?dú)馀菰矫堋⒃酱螅孤┰絿?yán)重。適合管道接頭、閥門等可視部位,優(yōu)點(diǎn)是直觀廉價(jià),缺點(diǎn)是僅適用于小件、防水工件,細(xì)微泄漏可能漏檢。