高壓下的泄漏和破裂檢測：確保安全與可靠性的關鍵環(huán)節(jié)
在高壓工況下運行的設備與系統(tǒng)，如壓力容器、管道、閥門、反應釜、液壓/氣動系統(tǒng)、高壓儲罐以及航空航天部件等，其安全性和可靠性至關重要。高壓環(huán)境下的流體（氣體或液體）泄漏不僅意味著能源浪費、環(huán)境污染和生產損失，更可能引發(fā)火災、爆炸、有毒物質釋放等災難性事故；而設備或部件的破裂失效則直接威脅人身安全和設備完整性，后果不堪設想。因此，對高壓系統(tǒng)進行精確、高效且可靠的泄漏和破裂檢測（Leak and Burst Detection under High Pressure, LBDHP），是設計、制造、安裝、運行和維護等全生命周期中不可或缺的質量控制與安全保障環(huán)節(jié)。此類檢測的核心目標是識別潛在的薄弱點、驗證密封性能、評估結構強度極限，并最終確保系統(tǒng)在規(guī)定壓力甚至超壓工況下的安全邊界。
核心檢測項目
高壓泄漏與破裂檢測通常包含以下關鍵項目：
- 密封性能驗證： 檢測各類靜密封（如法蘭、螺紋、O型圈）和動密封（如閥桿、旋轉軸）在高壓下的泄漏率。
- 微小泄漏點定位： 精準找出焊縫、母材、鑄件或機加工件上存在的微小孔隙、裂紋、氣孔等缺陷導致的泄漏源。
- 材料/結構完整性評估： 評估在持續(xù)高壓或壓力循環(huán)載荷下，材料或結構（如焊縫、接頭、容器壁）抵抗塑性變形、蠕變直至突然破裂的能力。
- 爆破壓力測試： 確定容器、管道或部件在持續(xù)加壓直至發(fā)生不可逆塑性變形或最終破裂（爆破）時的極限壓力值。
- 壓力循環(huán)/疲勞測試： 模擬實際工況的壓力波動，評估部件在反復高壓載荷下的抗疲勞性能和長期密封可靠性。
- 超壓安全裕度驗證： 測試系統(tǒng)在超過設計工作壓力一定比例（如1.5倍）時的瞬時保壓能力，驗證其安全裕度。
關鍵檢測儀器
針對高壓泄漏和破裂檢測，需依賴多種精密儀器：
- 高精度壓力源與控制系統(tǒng)： 高壓泵、增壓器、精密調壓閥、壓力傳感器/變送器（精度可達0.1% FS 或更高），用于精確施加和穩(wěn)定控制測試壓力。
- 泄漏檢測儀器：
- 氦質譜檢漏儀 (Helium Mass Spectrometer Leak Detector, MSLD): 最高靈敏度（可達10?12 Pa·m3/s），用于精確定量微小泄漏。需配合氦氣作為示蹤氣體。
- 超聲波檢漏儀 (Ultrasonic Leak Detector): 通過捕捉泄漏產生的高頻超聲波信號定位泄漏點，操作簡便快捷，適用于現場檢測。
- 氣泡測試裝置： 包括水槽、發(fā)泡劑（肥皂水）或已制備的泡沫液，用于目視觀察中低壓或特定高壓場景下（如浸沒測試）的泄漏點。
- 壓降/保壓測試系統(tǒng)： 利用高精度壓力傳感器監(jiān)測密閉系統(tǒng)在保壓階段（如5-30分鐘）內的壓力衰減，計算泄漏率。
- 流量計（用于正壓或真空法）： 測量為維持測試壓力恒定所需補充的氣體流量，直接反映泄漏量。
- 破裂/強度測試儀器：
- 萬能材料試驗機 (配合高壓腔室)： 可進行高壓環(huán)境下的拉伸、壓縮、彎曲等試驗，評估材料強度。
- 專用爆破測試臺： 具備高壓力容量（數百至數千Bar）、安全防護裝置（防爆箱、遠程控制）、高速數據采集系統(tǒng)，用于進行爆破試驗。
- 應變測量系統(tǒng) (Strain Gauges/DIC)： 電阻應變片或非接觸式數字圖像相關法 (Digital Image Correlation, DIC)，用于測量加壓過程中關鍵部位的應變分布和變形。
- 聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng) (Acoustic Emission Monitoring, AE)： 在加壓過程中實時監(jiān)聽材料內部因塑性變形、裂紋擴展或即將破裂產生的高頻應力波（聲發(fā)射事件），用于預測和定位潛在的失效點。
常用檢測方法
根據檢測目標（泄漏or破裂）、靈敏度要求、被測對象特點及環(huán)境條件，選擇合適的方法：
- 泄漏檢測方法：
- 示蹤氣體法 (氦檢漏)： 真空法（噴氦或氦罩）或正壓吸槍法。靈敏度最高，用于精確定量和定位微小泄漏。
- 超聲波檢測法： 直接檢測泄漏產生的超聲波或利用超聲波穿透法檢測密封面間隙。適用于氣體泄漏定位，現場使用方便。
- 氣泡測試 (浸沒法/涂抹法)： 將被測件浸入液體（水或油）或涂抹發(fā)泡劑，加壓后觀察氣泡產生位置。簡單直觀，靈敏度中等。
- 壓力變化法 (壓降/壓升法)： 監(jiān)測密閉系統(tǒng)在一定時間內的壓力下降（正壓測試）或壓力上升（真空測試）量，計算泄漏率。廣泛用于整體密封性測試。
- 流量測量法 (直測法)： 通過測量維持測試壓力所需補充氣體的流量來直接得到泄漏量。精度較高。
- 破裂/強度檢測方法：
- 液壓爆破試驗 (Hydrostatic Burst Test)： 以液體（通常是水或油）為介質，對容器或部件持續(xù)加壓直至其發(fā)生破裂，記錄爆破壓力、位置和失效模式。是最直接驗證極限強度的方法。
- 氣壓爆破試驗 (Pneumatic Burst Test)： 使用氣體（如氮氣）加壓。風險較高，需極其嚴格的安全防護，通常僅在液體測試不可行時使用。
- 壓力循環(huán)/疲勞試驗： 在預定高壓范圍內對部件進行數千次甚至數百萬次的壓力循環(huán)，評估其抗疲勞性能。
- 超壓試驗 (Proof Pressure Test)： 短時施加遠高于工作壓力的試驗壓力（如1.5倍設計壓力），保壓一段時間，檢查是否出現永久變形或泄漏，驗證短期超壓承受能力。
- 聲發(fā)射在線監(jiān)測 (AE Monitoring during Pressurization)： 在升壓/保壓過程中利用聲發(fā)射傳感器實時監(jiān)測材料內部損傷的萌生與擴展，預警潛在的破裂風險。
主要檢測標準
高壓泄漏和破裂檢測需嚴格遵守國內外相關標準和規(guī)范，確保測試的安全性、一致性和結果的可比性：
- 泄漏檢測通用標準：
- ISO 20486:2017 《泄漏檢測 示蹤氣體法校準漏孔》
- ISO 20485:2017 《泄漏檢測 示蹤氣體法詞匯》
- ASTM E499/E499M-11(2017) 《使用示蹤氣體法進行泄漏檢測的標準操作規(guī)程》
- ASTM E493/E493M-11(2017) 《實驗室條件下使用示蹤氣體法檢測泄漏的標準試驗方法》
- ASTM E1603/E1603M-11(2017) 《使用壓差法檢測泄漏的標準試驗方法》
- GB/T 12604.7 《無損檢測 術語 泄漏檢測》
- 壓力容器/管道相關標準 (包含泄漏和強度測試要求)：
- ASME BPVC Section VIII, Division 1: 《壓力容器建造規(guī)則》 (Mandatory Requirements for Pressure Testing - Hydrostatic, Pneumatic)
- ASME B31.3: 《工藝管道》 (Pressure Testing Requirements)
- ISO 4126 (系列): 《過壓保護安全裝置》
- PED 2014/68/EU: 《歐盟壓力設備指令》 (An
CMA認證
檢驗檢測機構資質認定證書
證書編號：241520345370
有效期至：2030年4月15日
CNAS認可
實驗室認可證書
證書編號：CNAS L22006
有效期至：2030年12月1日
ISO認證
質量管理體系認證證書
證書編號：ISO9001-2024001
有效期至：2027年12月31日
掃一掃，更多精彩
