泄漏和检漏仪

在无损测试中，泄漏被定义为孔、多孔区域、气体能渗透区 域或测试样品壁中不同的结构，气体因压力或浓度不同可以 通过壁的一侧逸出到另一侧。用更简单的术语表示，漏 点即一个个的小孔，气体或液体通过该小孔从压力较高侧流 向压力较低侧。孔的几何形状是未知的。这意味着，测试仪 不知道泄漏是以光滑的圆形通道还是以裂缝或缝隙形式出现 的。假设和计算只能是针对理想几何形状而进行的。由于泄 漏通道的实际几何形状通常是未知的，所以只有将计算出的 值假设为泄漏率的上限。说明：之前参考的欧洲标准 DIN 1330-8 采用术语“泄漏率”。鉴于可读性，我们将继续在本手 册中采用较常见的术语“泄漏率”。

泄漏可以是无害的泄漏，如滴水的水龙头。那些涉及侵蚀性 介质或有毒物质逸出的泄漏会有更严重的后果。美国挑战者 号航天飞机在 1986 年遭受的事故也是由于固体燃料火箭上 的 O 型圈故障和热燃烧气体的泄漏。

任何数据的技术产品，如果出现泄漏，都将无法运行或无法按照预期时间运行。 如：

• 冰箱中的制冷剂循环系统
• 汽车中的空气调节系统
• 汽车轮胎
• 汽车油箱或加热油箱
• 化学或制药工业中的处理系统。

在很多情况下，生产过程中机器和系统的密封性是制造产品 品质保证的必要前提条件。

回到泄漏的原始定义，我们由此发，不可能完全防止物质流 经外壁。因此，术语“紧密”是指相应机器、设备或容器的要 求，且必须对其进行相应地量化。

泄漏率

让我们以 4 升容积的自行车内胎为例。它已充气至压力为 1 bar (3 000 hPa)，在无任何额外充气的情况下，30 天后最大压力损失应为 1 bar (1 000 hPa)。

在 1.3.3 中已经定义了泄漏率

QL=Δp⋅VΔtQL=Δp⋅VΔt

或者为了说明：如果内压在 1 秒钟增加或减少 1 Pa，体积为 1 立方米容器的泄漏率是 1 Pa m³ s^-1。有关与其他常用单位 的换算，请参考表 或我们的应用程序。

插入我们自行车内胎的值，然后得出允许的泄漏率

QL=1⋅105 Pa⋅4⋅10−3m330⋅24⋅3,600s=1.5⋅10−4 Pa m3s−1QL=1⋅105 Pa⋅4⋅10−3m330⋅24⋅3,600s=1.5⋅10−4 Pa m3s−1

我们发现，具有该泄漏率的自行车内胎非常紧密。通过众所 周知的气泡测试方法，可以发现这些类型的泄漏率

自行车内胎上的气泡泄漏测试

现在，让我们以十年允许损耗 10 g 制冷剂的冰箱为例。我 们使用的制冷剂是 R134a（1,1,1,2-四氟乙烷），分子量为 102 g mol^-1。因此，允许的损耗约为 224 Pa m ³。这导致允 许的泄漏率为

QL=224 Pa m310⋅365⋅24⋅3,600 s=7.1⋅10−7 Pa m3s−1QL=224 Pa m310⋅365⋅24⋅3,600 s=7.1⋅10−7 Pa m3s−1

这些类型的泄漏率只能通过非常灵敏的测量方法（如使用质 谱法和大气中不存在的测试气体）来定位和量化。

示踪气体

用于泄漏检测的测试气体（也称为示踪气体）应该满足以下 条件：

它们应该

• 对人类、动物和环境 无毒
• 不取代空气 不取代空气，因为危险情况，如窒息，可能会发生。
• 是惰性的 ，即反应迟缓，且应该没有化学反应，也不是易 燃的
• 如果可能， 不存在于空气中。 只有使用环境空气中以最小 浓度存在的气体，才可能检测到最小的泄漏
• 不 易弄错 成其他气体
• 通过 测试漏 可量化。

示踪气体氦满足所有这些要求。作为稀有气体，它不会发生 化学反应。它在大气中只有 5 ppm，因此即使最小的泄漏也 能检测出来。由于它比空气轻，所以不会对健康造成危害。 使用质谱法，一种高度灵敏、非常有选择性的分析法，可实现特殊的检测。也有很多设计为扩散泄 漏或流量泄漏的市售泄漏测试。

几乎没有任何其他测试气体满足上述标准，95% 氮和 5% 氢 的混合气体是个例外。在与空气宽广的混合范围内具有爆炸 性的可燃性氢气在稀释到一定程度后，其混合物既无爆炸性 也不可燃，因此用作测试气体很安全。相同的质谱法探测器 也可以用作氢气的灵敏度测试。由于氢气在所用分析技术中 具有较高的背景信号，其达不到与测试气体氦相同的检测灵 敏度，但是它远远超过了压力衰减法的检测灵敏度。