CN104266805A - 恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置，包括气密性测试箱体、测试系统，气密性测试箱体上开设有测试开口，被测试件安置于测试开口上，测试系统包括有数字调节器，测试开口与被测试件之间浇筑有软性的封胶环，密封环、测试开口、被测试件以及封胶环共同合围成充气腔，数字调节器根据压力变送器测得的气压调整气动调节阀的开度以及充压控制阀的开度使气密性测试箱体内的气压与被测试件设计压强相等，且充气腔内的气压与气密性测试箱体内的气压相近。本发明具有结构简单、使用方便、自动化程度高、能定量计算被测试件的气密封性、降低非测试性的气体泄漏的优点。
Description
技术领域
本发明涉及气密门检测的技术领域，尤其涉及核电站气密门气密性的检测，具体的说，是一种恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置及其检测方法。
背景技术
为保证核电站机组的正常运行，我国目前在建的核电站对气密门的气密性均需要经过严格检测才能投入使用，但是前期建设的核电站，其配套的气密门均由国外进口与其相应的气密试验均在国外进行，对于已国产化的核电气密门气密试验项目来讲，要检验气密门的气密性能是否满足核电设计要求，与之相配套的气密试验装置技术还是空白，而目前经国家授权的国内检验机构暂无适合于气密门气密性试验的装置，因此急需一种气密门的试验装置以及与该试验装置相配套的实验方法。
现在国外已有的气密门实验装置，采用的检测方法是在测试箱体内充入与设计压强相同或者稍高的气体，然后等待观察测试箱体内的气体泄漏速度和泄漏量，最后得出被测试件的气密封性能。但是，这种检测方法并不准确：充入测试箱体的气体压力会随着时间的推移逐渐降低，不能在一个固定的压强下对气密门的密封性进行测试，因此，只能感性地得出被测试件的其密封性，无法定量地计算。
此外，除了被测试件的漏气情况之外，被测试件与检测装置之间的连接处也存在漏气现象，影响测量的精确度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种结构简单、使用方便、自动化程度高、能定量计算被测试件的气密封性、降低非测试性的气体泄漏的恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置及其检测方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置，包括气密性测试箱体、测试系统，气密性测试箱体上开设有测试开口，被测试件安置于测试开口上，其中：测试系统包括有数字调节器、高压空气送气装置和箱体状态监测装置，高压空气送气装置包括空气压缩机，空气压缩机通过第一管道与气密性测试箱体连通，第一管道上依次连接有气动调节阀和气体质量流量计，气体质量流量计上配合有能累计气体流量的流量积算仪，测试开口与被测试件之间浇筑有软性的封胶环，封胶环的外环面与测试开口胶合为一体件，封胶环的内环面与被测试件胶合为一体件，封胶环的外侧形成有密封环，密封环的外环面与测试开口密封固定，密封环内环面与被测试件密封固定，密封环、测试开口、被测试件以及封胶环共同合围成充气腔，空气压缩机通过第二管道与充气腔连通，第二管道上连接有充压控制阀，箱体状态监测装置包括有压力变送器，压力变送器与气密性测试箱体以及充气腔连接并测量气密性测试箱体以及充气腔内的气压，压力变送器、气动调节阀以及充压控制阀均与数字调节器信号连接，数字调节器根据压力变送器测得的气压调整气动调节阀的开度以及充压控制阀的开度使气密性测试箱体内的气压与被测试件设计压强相等，且充气腔内的气压与气密性测试箱体内的气压相近。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的气动调节阀的开度器与第一管道气动连接，气动调节阀以流经气动调节阀开度器的高压气作动力源进行开闭动作。
上述的高压空气送气装置包括有气体缓冲罐，气体缓冲罐安装在空气压缩机与气动调节阀之间的第一管道上。
上述的高压空气送气装置包括有过滤式减压阀，过滤式减压阀安装在空气压缩机与缓冲罐42之间的第一管道上以及缓冲罐42与气动调节阀之间的第一管道上。
上述的气密性测试箱体上安装有能显示出气密性测试箱体内气压的U型计。
上述的空气压缩机、气体缓冲罐、过滤式减压阀之间的第一管道上均设置有阀门，气体质量流量计与气密性测试箱体之间的第一管道上设置有阀门。
一种如权利要求恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置检测气密性的方法，包括以下步骤：
步骤一、将被测试件安置于测试开口处，然后对被测试件和测试开口的连接处喷胶，喷涂完毕后等待胶体凝固，进行二次补胶，形成封胶环，确保胶体将被测试件和测试开口形成密封；
步骤二、在封胶环外侧安装密封环，将第二管道进入密封环、测试开口、被测试件以及封胶环共同合围成充气腔中；确认各阀门和电路处于关闭状态后，打开空气压缩机，开启各阀门，接通各仪表电路；
步骤三、通过数字调节器输入预定的压力值，数字调节器调整气动调节阀的开度以及充压控制阀的开度，使气密性测试箱体内的压力向预定的压力值变化，充气腔中的压力和气密性测试箱体内的压力同步变化，使封胶环两侧的气压基本平衡；
步骤四、当气密性测试箱体内的压力在预定的压力值左右经过数个震荡周期后趋于稳定，开始测量气密性测试箱体的泄漏量，流量积算仪计数；第一管道持续向气密性测试箱体内充气补偿气密性测试箱体的泄漏量使气密性测试箱体内的压力恒定；
步骤五、经过预定时间后读取流量积算仪的数据，计算安装了被测试件的气密性测试箱体的泄漏量，进而确定被测试件密封性是否满足要求。
步骤四中当气密性测试箱体内的压力在预定的压力值左右经过三个震荡周期后开始测量气密性测试箱体的泄漏量。
步骤五中安装了被测试件的气密性测试箱体的泄漏量计算方法如下：
=-
式中：
：安装了被测试件的气密性测试箱体的泄漏量；
：不安装被测试件，气密性测试箱体进行封闭，测出的试验压力下装置的附加泄漏量；
：安装被测试件后，测出的试验压力下气密性测试箱体的空气泄露量。
步骤五中的预定时间为1小时。
与现有技术相比，本发明通过压力变送器、数字调节器、气动调节阀构成闭环控制系统。采用PID控制系统控制气动调节阀的开度，来调整进气量，使气密性测试箱体的压力稳定至试验预设的压力值，通过气体质量流量计测量出流入气密性测试箱体的压缩空气的瞬时流量值，通过流量积算仪显示规定试验时间内流入试验箱体压缩空气的累计量。
高压空气送气装置主要由空气压缩机、气体储罐构成，通过过滤式减压阀，为系统提供稳定的气源。
压力变送器用来测量气密性测试箱体内的压力值，并把压力信号转换成电信号，电流大小为4mA至20mA，传送给数字调节器。
数字调节器接收压力变送器的压力值，和用户输入的预设压力值进行PID运算，将结果传递给气动调节阀。
气动调节阀以压缩空气为动力源，接收数字调节器的电信号，调整阀芯开度，控制进气量。
气体质量流量计用来测量流入试验箱体的瞬时流量，把时实数据传送给流量累计器。
流量累计器用来显示流入试验箱体的累积流量。
本发明采用PID控制系统，数字调节器进行数据的实时采集和处理，减少测试人员和人工计算量。通过流量累计器能进行泄漏量的定量判断，而非定性判断。用“恒压法”代替“压降法”进行测试，可以在测试范围内任意压力值下进行测试。测量结果更为精确和贴合实际。测量泄漏空气的质量，进行泄漏量大小的比较，避免了空气因压强、温度、湿度等因数对测试值影响。
本发明的一个特点是能极大地减小非测试处的气密性测试箱体漏气量。当被测试件安装在气密性测试箱体上时，不仅被测试件本身会有一定的泄漏量，被测试件与气密性测试箱体连接处会有一定的漏气情况，导致测量不准，而本发明采用对充气腔内充入与气密性测试箱体内等压力的气体，使密封处内外压相近，能极大地改善非测试性的气体泄漏的情况，本发明采用的是软胶密封，具体的讲，是玻璃胶。
本发明具有结构简单、使用方便、自动化程度高、能定量计算被测试件的气密封性、降低非测试性的气体泄漏的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是图1的A部结构放大图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
图1至图2所示为本发明的结构示意图。
其中的附图标记为：气密性测试箱体1、U型计11、测试系统2、数字调节器3、高压空气送气装置4、第一管道4a、第二管道4b、空气压缩机41、气体缓冲罐42、气动调节阀43、气体质量流量计44、流量积算仪45、过滤式减压阀46、箱体状态监测装置5、压力变送器51、被测试件6、封胶环7、充气腔71、充压控制阀72、密封环8。
如图1至图2所示，
恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置，包括气密性测试箱体1、测试系统2，气密性测试箱体1上开设有测试开口，被测试件6安置于测试开口上，其中：测试系统2包括有数字调节器3、高压空气送气装置4和箱体状态监测装置5，高压空气送气装置4包括空气压缩机41，空气压缩机41通过第一管道4a与气密性测试箱体1连通，第一管道4a上依次连接有气动调节阀43和气体质量流量计44，气体质量流量计44上配合有能累计气体流量的流量积算仪45，测试开口与被测试件6之间浇筑有软性的封胶环7，封胶环7的外环面与测试开口胶合为一体件，封胶环7的内环面与被测试件6胶合为一体件，封胶环7的外侧形成有密封环8，密封环8的外环面与测试开口密封固定，密封环8内环面与被测试件6密封固定，密封环8、测试开口、被测试件6以及封胶环7共同合围成充气腔71，空气压缩机41通过第二管道4b与充气腔71连通，第二管道4b上连接有充压控制阀72，箱体状态监测装置5包括有压力变送器51，压力变送器51与气密性测试箱体1以及充气腔71连接并测量气密性测试箱体1以及充气腔71内的气压，压力变送器51、气动调节阀43以及充压控制阀72均与数字调节器3信号连接，数字调节器3根据压力变送器51测得的气压调整气动调节阀43的开度以及充压控制阀72的开度使气密性测试箱体1内的气压与被测试件6设计压强相等，且充气腔71内的气压与气密性测试箱体1内的气压相近。
气动调节阀43的开度器与第一管道4a气动连接，气动调节阀43以流经气动调节阀43开度器的高压气作动力源进行开闭动作。
高压空气送气装置4包括有气体缓冲罐42，气体缓冲罐42安装在空气压缩机41与气动调节阀43之间的第一管道4a上。
高压空气送气装置4包括有过滤式减压阀46，过滤式减压阀46安装在空气压缩机41与缓冲罐42之间的第一管道4a上以及缓冲罐42与气动调节阀43之间的第一管道4a上。
气密性测试箱体1上安装有能显示出气密性测试箱体1内气压的U型计11。
空气压缩机41、气体缓冲罐42、过滤式减压阀46之间的第一管道4a上均设置有阀门，气体质量流量计44与气密性测试箱体1之间的第一管道4a上设置有阀门。
按图1的方式连接所有气体和电路线路，检查各线路连接是否正确。图1中，实线代表连接线，箭头代表气体流向，虚线代表仪表信号线，加双斜线的实线为气动信号线。
将被测试件6安置于测试开口处，然后对被测试件6和测试开口的连接处喷玻璃胶，喷涂完毕后等待胶体凝固，进行二次补胶，形成封胶环7，确保胶体将被测试件6和测试开口形成密封；在封胶环7外侧安装密封环8，将第二管道4b进入密封环8、测试开口、被测试件6以及封胶环7共同合围成充气腔71中；连接好后，检查确认各阀门和电路处于关闭状态。
打开空气压缩机，工作10s以后，开启各阀门，接通各仪表的电路。
进行气密门的气密性检测时，试验样品门的压力值，通过数字调节器3进行输入（如：1000pa，2000pa，3000pa……）。数字调节器3调整气动调节阀43的开度以及充压控制阀72的开度，使气密性测试箱体1内的压力向预定的压力值变化，充气腔71中的压力和气密性测试箱体1内的压力同步变化，使封胶环7两侧的气压基本平衡；
通过数字调节器3表盘显示和U型计11的读数查看压力值的变化，当设定的压力值经过大约3个周期震荡后，压力值处于稳定，开始读数，通过流量积算仪45表盘上的累积量计算出1h的泄漏量。
检测数据处理
样品门在试验压力下的泄漏量 可按下面公式计算：
=-
式中：
——不安装试验样品门，试验箱体进行封闭，测出的试验压力下装置的附加泄漏量；
——安装试验样品门后，测出的试验压力下装置的空气泄露量。
根据测量结果判断门泄漏量是否满足要求。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置，包括气密性测试箱体(1)、测试系统(2)，所述的气密性测试箱体(1)上开设有测试开口，被测试件(6)安置于测试开口上，其特征是：所述的测试系统(2)包括有数字调节器(3)、高压空气送气装置(4)和箱体状态监测装置(5)，所述的高压空气送气装置(4)包括空气压缩机(41)，所述的空气压缩机(41)通过第一管道(4a)与气密性测试箱体(1)连通，所述的第一管道(4a)上依次连接有气动调节阀(43)和气体质量流量计(44)，所述的气体质量流量计(44)上配合有能累计气体流量的流量积算仪(45)，所述的测试开口与被测试件(6)之间浇筑有软性的封胶环(7)，所述的封胶环(7)的外环面与测试开口胶合为一体件，所述的封胶环(7)的内环面与被测试件(6)胶合为一体件，所述的封胶环(7)的外侧形成有密封环(8)，所述的密封环(8)的外环面与测试开口密封固定，所述的密封环(8)内环面与被测试件(6)密封固定，所述的密封环(8)、测试开口、被测试件(6)以及封胶环(7)共同合围成充气腔(71)，所述的空气压缩机(41)通过第二管道(4b)与充气腔(71)连通，所述的第二管道(4b)上连接有充压控制阀(72)，所述的箱体状态监测装置(5)包括有压力变送器(51)，所述的压力变送器(51)与气密性测试箱体(1)以及充气腔(71)连接并测量气密性测试箱体(1)以及充气腔(71)内的气压，所述的压力变送器(51)、气动调节阀(43)以及充压控制阀(72)均与数字调节器(3)信号连接，所述的数字调节器(3)根据压力变送器(51)测得的气压调整气动调节阀(43)的开度以及充压控制阀(72)的开度使气密性测试箱体(1)内的气压与被测试件(6)设计压强相等，且充气腔(71)内的气压与气密性测试箱体(1)内的气压相近。
2.根据权利要求1所述的恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置，其特征是：所述的气动调节阀(43)的开度器与第一管道(4a)气动连接，所述的气动调节阀(43)以流经气动调节阀(43)开度器的高压气作动力源进行开闭动作。
3.根据权利要求2所述的恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置，其特征是：所述的高压空气送气装置(4)包括有气体缓冲罐(42)，所述的气体缓冲罐(42)安装在空气压缩机(41)与气动调节阀(43)之间的第一管道(4a)上。
4.根据权利要求3所述的恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置，其特征是：所述的高压空气送气装置(4)包括有过滤式减压阀(46)，所述的过滤式减压阀(46)安装在空气压缩机(41)与缓冲罐(42)之间的第一管道(4a)上以及缓冲罐(42)与气动调节阀(43)之间的第一管道(4a)上。
5.根据权利要求4所述的恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置，其特征是：所述的气密性测试箱体(1)上安装有能显示出气密性测试箱体(1)内气压的U型计(11)。
6.根据权利要求5所述的恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置，其特征是：所述的空气压缩机(41)、气体缓冲罐(42)、过滤式减压阀(46)之间的第一管道(4a)上均设置有阀门，所述的气体质量流量计(44)与气密性测试箱体(1)之间的第一管道(4a)上设置有阀门。
7.一种如权利要求6所述的恒压法检测核电站气密门气密性的检测装置检测气密性的方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一、将被测试件(6)安置于测试开口处，然后对被测试件(6)和测试开口的连接处喷胶，喷涂完毕后等待胶体凝固，进行二次补胶，形成封胶环(7)，确保胶体将被测试件(6)和测试开口形成密封；
步骤二、在封胶环(7)外侧安装密封环(8)，将第二管道(4b)进入密封环(8)、测试开口、被测试件(6)以及封胶环(7)共同合围成充气腔(71)中；确认各阀门和电路处于关闭状态后，打开空气压缩机，开启各阀门，接通各仪表电路；
步骤三、通过数字调节器(3)输入预定的压力值，数字调节器(3)调整气动调节阀(43)的开度以及充压控制阀(72)的开度，使气密性测试箱体(1)内的压力向预定的压力值变化，充气腔(71)中的压力和气密性测试箱体(1)内的压力同步变化，使封胶环(7)两侧的气压基本平衡；
步骤四、当气密性测试箱体(1)内的压力在预定的压力值左右经过数个震荡周期后趋于稳定，开始测量气密性测试箱体(1)的泄漏量，流量积算仪(45)计数；第一管道(4a)持续向气密性测试箱体(1)内充气补偿气密性测试箱体(1)的泄漏量使气密性测试箱体(1)内的压力恒定；
步骤五、经过预定时间后读取流量积算仪(45)的数据，计算安装了被测试件(6)的气密性测试箱体(1)的泄漏量，进而确定被测试件(6)密封性是否满足要求。
8.根据权利要求7所述的恒压法检测核电站气密门气密性的方法，其特征是：所述的步骤四中当气密性测试箱体(1)内的压力在预定的压力值左右经过三个震荡周期后开始测量气密性测试箱体(1)的泄漏量。
9.根据权利要求7所述的恒压法检测核电站气密门气密性的方法，其特征是：所述的步骤五中安装了被测试件(6)的气密性测试箱体(1)的泄漏量计算方法如下：
=-
式中：
：安装了被测试件(6)的气密性测试箱体(1)的泄漏量；
：不安装被测试件(6)，气密性测试箱体(1)进行封闭，测出的试验压力下装置的附加泄漏量；
：安装被测试件(6)后，测出的试验压力下气密性测试箱体(1)的空气泄露量。
10.根据权利要求7所述的恒压法检测核电站气密门气密性的方法，其特征是：所述的步骤五中的预定时间为1小时。
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