GB/T 40336-2021 无损检测 泄漏检测 气体参考漏孔的校准.pdf

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  • 图3正压漏孔连接适配器示例

    未知漏孔和参考漏孔应放置在测试房间至少12h,以达到温度平衡(如无剧烈的温度变化,不必使

    排水标准规范范本GB/T40336—2021

    空调。因温度波动,空调系统可能增大测量不确定度)。温度适应期间,与检漏仪相连的真空漏 于抽气状态。温度适应后,为避免测量期间的温度变化,漏孔外宜包裹绝热罩(由塑料泡沫或相 制成)。

    6.4.2 一般测 步骤

    法A、As、B和Bs的计算

    6.5.1.1方法A和As:与一个参考漏孔比较的结果

    根据参考漏孔读数Rrer、参考漏孔漏率Qrer和未知漏孔读数R。,采用公式(1)计算未知漏孔 Q

    Q。未知漏孔的漏率,单位为帕斯卡立方米每秒(Pa·m/s); Qref——参考漏孔的漏率,单位为帕斯卡立方米每秒(Pa·m"/s); R。一一未知漏孔的读数; Rre一 一参考漏孔的读数。 公式(1)仅在所有漏孔的温度及温度系数相同的情况下有效。否则,应采用公式(2):

    Qu 未知漏孔的漏率,单位为帕斯卡立方来每秒(Pa·m/s); Qrf 一参考漏孔的漏率,单位为帕斯卡立方米每秒(Pa·m"/s); R 未知漏孔的读数;

    αref 参考漏孔温度系数(%/K); △Tref一 参考漏孔的温度与参考温度的温差,单位为开尔文(K); 参考漏孔的读数; 一未知漏孔的温度系数(%/K); AT 一未知漏孔的温度与参考温度的温差,单位为开尔文(K)。 因只考虑比值,读数能够使用任意相同的单位。 注1:读数(Rf,R.)是漏孔与检漏仪连接和断开(阀门打开和关闭)时的示数差。 注2:参考漏孔的温度系数通常是给定的。如未知漏孔的温度系数未给出,对于石英渗透型漏孔,可设定其约为 3.5%/K,对于粘滞流状态下的通道型漏孔,可设定其约为0.3%/K

    6.5.1.2方法B和Bs:与两个参考漏孔比较的结果

    为保持程序的适用性,仅考虑两个参考漏孔的温度及温度系数一致的情况下,采用简化公式(3

    Q 未知漏孔的漏率,单位为帕斯卡立方米每秒(Pa·m/s); Q2参考漏孔2的漏率,单位为帕斯卡立方米每秒(Pa·m"/s); Q:——参考漏孔1的漏率,单位为帕斯卡立方米每秒(Pa·m/s); R。未知漏孔的读数; R一 一参考漏孔1的读数;

    6.5.,2 测量不确定度的影响因素

    测量不确定度主要受下列因素影响:

    测量不确定度主要受下列因素影响:

    参考漏孔的不确定度; 环境温度(所有漏孔的温度相同); 检漏仪的线性度。 不确定度应按通用导则(见参考文献[17)评定。

    7.1直流法(方法 C)

    按7.1.4规定的方法C测量液体的毛细流动状态进行漏孔校准时,应采用容积经校准的毛细管( 端带有排气阀最佳,见图4和图5)。 指示液(通常为加有表面活性剂的水或特种油)用于在毛细管内产生指示段。 用计时器或秒表记录指示段的移动时间,也可用基于管内薄膜定时运动的仪器,如皂膜流量计。 通道型漏孔通常不含示踪气体气室,可采用单独的示踪气体气源或采用经过滤的无油干燥空气进 行校准。

    7.1.3漏孔和仪器的准备

    7.1.3.1温度适应

    未知漏孔和容积经校准的毛细管应放置在测试房间至少12h,以达到温度平衡(如无剧烈的 歪化,不必使用空调。因温度波动,空调系统可能增大测量不确定度)

    7.1.3.2漏孔与毛细管的连接

    毛细管和排气阀应使用酒精清洁井使用压缩空气净化,以清除测量期间表面任何可能十扰指示段 自由移动的污染物。漏孔和毛细管应采用弹性软管紧密连接,软管两端分别连接漏孔出口和毛细管的 排气阀。未知漏孔越小,净容积宜尽可能小,以减小测量误差。 正压至大气:漏孔人口与示踪气体气源连接,出口与毛细管连接。毛细管的另一端与大气连通(见 图5)。 大气至真空:漏孔出口与真空连接,人口与毛细管连接。毛细管的另一端与大气连通(见图6)。 如要求测量标准漏率,出口绝对压力应小于100Pa。

    7.1.4.1正压至大气

    5方法C测量装置:正

    按下列步骤进行测量。 a)在标称压力下,保持气流通过待校准漏孔至少1h。所有连接件应干燥和洁净。 b)毛细管的开口端浸入指示液获取指示段。 c)通过排气阀抽气将指示段缓慢移动到毛细管的另一端(如没有排气阀,断开毛细管与漏孔的连 接,断开的一端浸人指示液获取指示段)。 d)关闭排气阀(如有),记录指示段的后端移动适当距离(至少1.5倍期望流量)的时间。 e)重复步骤a)至d)至少三次。测量的重复性宜在士2%之内。

    7.1.4.2大气至直空

    按下列步骤进行测量。 a)在标称压力下,保持气流通过待校准漏孔至少1h。所有连接件均应干燥和洁净。 b)毛细管的开口端浸人指示液获取指示段, c)关闭充气阀(如有),记录指示段的前端移动适当距离(至少1.5倍期望流量)的时间。 d)通过充气阀充气,使指示段复位。 e)重复步骤a)至d)至少三次。测量的重复性宜在士2%之内

    7.1.5 方法 C的计算

    7.1.5.1漏率的确定

    未知漏率按公式(4)计算:

    Pref,in P ref,out P test, out 7test P test,in P test,out Pref,out X T test (pvref =pv,teat )

    Pref,in P ref,out X 7 test P ref,out X T test

    7.1.5.2测量不确定度的影响因素

    测量不确定度主要受下列因素的影响: 测试时间; 测试体积; 大气压力; 环境温度; 蒸汽压; 测试压力。 不确定度按通用导则(见参考文献[17)

    7.2排水集气法(方法D)

    该方法适用于漏率在0.2Pa·m*/s(约100Std·cm/min)~8Pa·m*/s(约5000Std·cm min)范围内的通道型漏孔。 大气至真空的情况下,不能使用该方法校准,

    对于漏率天到不能使用方法C校准的漏孔,可来用经校准的容器在水下收集逸出的气体进行 校准。 应采用经校准的量筒、秒表、环境温度和水温测量设备、大气压力传感器。 通道型漏孔通常不含示踪气体气室,使用单独的示踪气体气源进行校准,

    7.2.3漏孔和仪器的准备

    量简内充满水(见图7)。水温应与环境温度同。孔与气源连接,气流通过软管导入量筒。应 记录气体充满一定体积的时间。 如漏孔的入口压力较低(<50kPa),校准开始时应考虑平均静水压力。静水压力通过未知漏孔流 出的气体取代量筒内的水测量。当量筒内的水排出至预期测量体积的一半时,应关闭气源阀门。压力 平衡后,漏孔人口的压力计指示大气压力与未知漏孔平均排气压力的差值。该差值与大气压力之和即 漏孔的出口压力 Pat.ou,应用于公式(7)的计算。

    此外,还应满足方法C的准备要求。

    按下列步骤进行测量: a)压力传感器应直接放置在参考漏孔的人口(见图8); b)应向大气排气,调节参考漏孔的人口压力; c)水温和环境温度应相同,温差应不超过士1K; d)量筒应完全充满水; e 软管应插入量筒内,并应记录量筒内收集一定体积气体的时间(见图9); 重复步骤b)至e)至少三次。测量重复性应在士2%之内

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    图8方法D测量装置:测量的开始状态

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    7.2.5方法D的计算

    图9方法D测量装置:测量的结束状态

    7.2.6测量不确定度的影响因素

    测量不确定度主要受下列因素影响: 测试时间; 一测试体积; 一大气压力; 一水温; 一环境温度; 一蒸汽压; 一测试压力;

    气体在液体中的溶解度。 不确定度按通用导则(见参考文献[17)评定

    7.3流量计校准(方法E)

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    7.3.3漏孔和仪器的准备

    参考漏孔应直接连接至流量计入口。压力传感器应靠近参考漏孔入口。 还应满足方法C的准备要求

    按下列步骤进行测量: a)压力传感器应直接连接至参考漏孔人口; b)参考漏孔应直接安装在流量计人口; c)应记录一定体积的气体通过流量计的时间; d)测量的气体体积宜大于1.5倍参考漏孔的标称体积; e)重复步骤c)至少三次。测量重复性宜在士2%以内。

    7.3.5方法E的计算

    7.3.6测量不确定度影响因素

    测量不确定度主要受下列因素影响: 测试时间; 测试体积; 大气压力; 环境温度; 测试压力; 流量计的内部流阻; 流量计的不确定度。 不确定度按通用导则(见参考文献[17)评定,

    7.4.2漏孔和仪器的准备

    采用任意校准方法,首先应确定测试容器的准确体积。可采用下列两种方法! 测试容器连接已知体积的容器; 测试容器注入已知体积的气体。

    连接测试容器与已知体积容器的阀门宜无自身容积。应考虑由阀门产生的体积变化。体积测量 时,连接校准漏孔的阀门应保持打开,以确保漏孔和阀门之间的净容积包括在内。体积测量时,校准漏 孔宜无气体流出。 体积测量应进行3次,测量结果应用于测量不确定度的计算。 真空容器体积测量时,容器表面的气体脱附导致压力上升。校准前,应确定气体脱附产生的影响 并从结果中去除。 系统应采取绝热措施,防止剧烈的环境温度变化。 确保测试容器自身无泄温

    7.4.2.2测试容器的体积测量(连接已知体积的

    已知体积为V2、压力为P2的气体,通过阀门(阀门无自身容积)连接至未知体积为V1、压力为p1 的测试容器。打开阀门后,整个系统压力为力3、体积为V3。 应保证整个系统的密封性,见图10

    测试容器体积V.按公式(9)计算:

    式中: V,—未知体积,单位为立方米(m"); V2——已知的气体体积,单位为立方米(m"); p2——已知体积气体的压力,单位为帕斯卡(Pa); p3——阀门打开后的压力,单位为帕斯卡(Pa); 未知体积的压力,单位为帕斯卡(Pa)。

    式中: V,—未知体积,单位为立方米(m"); V2——已知的气体体积,单位为立方米(m"); p2——已知体积气体的压力,单位为帕斯卡(Pa); p3——阀门打开后的压力,单位为帕斯卡(Pa); 力未知体积的压力,单位为帕斯卡(Pa)

    图10方法F:测试容器与已知体积容器的连接

    V() V, p3=p1

    7.4.2.3测试容器的体积测量(注入已知体积气体)

    测试容器的体积能通过连接阀门向未知体积V,注入已知体积为V的气体确定。通过注人体 2的气体,测试容器内的压力从力,升至力3,见图11。

    测试容器的体积V.按公式(10)计算:

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    式中: Q 名义漏率,单位为帕斯卡立方米每秒(Pa·m/s); p 测试期间容器压力变化,单位为帕斯卡(Pa): V 测试容器的体积,单位为立方米(m"); ? 测试时间,单位为秒(s); 7test 测试条件下的气体黏度,单位为帕斯卡秒(Pa·s); 7ref 参考条件下的气体黏度,单位为帕斯卡秒(Pa·s); pref.in 漏孔人口的参考压力,单位为帕斯卡(Pa); pref.out 漏孔出口的参考压力,单位为帕斯卡(Pa); P test,in 漏孔人口的测试压力,单位为帕斯卡(Pa); P test,out 漏孔出口的测试压力,单位为帕斯卡(Pa); T ref 参考温度,单位为开尔文(K); T 测试温度,单位为开尔文(K)

    7.4.4真空容器的特殊作

    如果容器处于真空状态,内表面可能产生气体脱附。气体脱附影响测试结果,校准前,应确定脱附 气体量。 测试容器抽真空至初始真空压力(出口为真空,绝对压力低于1mbar),以获取气体脱附速率。等 待预计的测试时间(不连接待校准漏孔)并测量该过程中的压力上升。该时间段内的压力上升由表面气 体脱附引起,见图12。 确保整个系统的密封性,还应通过实验确保气体脱附的重复性

    图12方法F,气体脱附导致的压力上升

    则试容器体积确定后,测试系统应设查为初始获态,得校准调孔应连接至测试容器。 未知漏孔泄漏导致体积为V的测试容器压力上升。未知漏孔的漏率由体积为V,的测试容 正气体脱附影响后的压力上升计算,见图13。

    标引序号说明: 气体脱附和泄漏导致的压力上升; 2——气体脱附导致的压力上升; 一 总压力,单位为帕斯卡(Pa); 测量时间,单位为秒(s)。

    7.4.4.2真空容器测口

    图13方法F,气体脱附和泄漏导致的压力上升

    应选取合适的测试时间、测试容器和压力传感器,以确保测量过程中容器内的压力上升低于待校准 漏孔人口压力的1%。否则,未知漏孔的出口压力对漏率的影响较大。 如校准不含气室的漏孔,漏孔入口应采用经校准的压力计,以确保该处有准确的压力。评定未知漏 孔漏率的不确定度时,应考虑压力计的不确定度

    7.4.5方法F的计算

    未知漏率按公式(12)计算:

    QN 名义漏率,单位为帕斯卡立方米每秒(Pa·m"/s); 力 测试期间容器压力变化,单位为帕斯卡(Pa); △pdes 测试期间容器内气体脱附导致的压力变化,单位为帕斯卡(P V1 测试容器的体积,单位为立方米(m); t 测试时间,单位为秒(s); 7ref 参考条件下的气体黏度,单位为帕斯卡秒(Pa·s); 7test 测试条件下的气体黏度,单位为帕斯卡秒(Pa·s); Pref.in 漏孔人口的参考压力,单位为帕斯卡(Pa); Pref.out 漏孔出口的参考压力,单位为帕斯卡(Pa); Ptest.in 漏孔人口的测试压力,单位为帕斯卡(Pa); Ptest,out 漏孔出口的测试压力,单位为帕斯卡(Pa); Tref 参考温度,单位为开尔文(K); T 测试温度,单位为开尔文(K)

    7.4.6测量不确定度的影响因素

    测量不确定度主要受下列因素影响:

    Ptest,out XTre (12) / test P test,inP test,out P ref,out X Tteas

    测试时间; 测试体积; 环境温度; 参考漏孔的测试压力; 未知漏孔处压力传感器的不确定度; 测试容器内传感器的不确定度; 气体脱附导致的压力变化。 不确定度按通用导则(见参考文献[1])评定。 为计算测试容器体积的不确定度,应考虑所有、特别是阀门之间的净容积

    安全标准7.5恒压体积变化校准(方法G)

    系统的建立见图14。法兰连接待校准漏孔,两个阀门向大气排气。薄膜压力计用于测量压差 体积变化△V由经校准并连有活塞的驱动装置产生。校准容器与活塞密封。

    7.5.2漏孔和仪器的准备

    图14PAV校准系统示意图

    系统采取绝热措施,防止剧烈的环境温度变化。校准前,未知漏孔应与校准系统所在房间的环境温 度达到平衡。

    当漏孔连接至系统并关闭阀门电器标准,校准容器内的压力开始上升。当压差超过某一水平时,活塞产生

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