检查氢气发生器气路密封性是保障设备安全、避免氢气泄漏(存在爆炸风险)及确保氢气纯度的关键操作,需遵循 “先泄压、再检测、分区域排查” 的原则,常用方法有肥皂水检测法、压力保压法(精准验证)、氦质谱检漏法(高精度场景) ,具体操作步骤及注意事项如下:
一、通用基础:检测前准备工作(必做)
无论采用哪种方法,检测前需先排除安全隐患,确保操作环境与设备状态合规:
1. 停机泄压:关闭氢气发生器电源,打开设备的 “排气阀”(或松开氢气出口接头),待系统压力降至0MPa(压力表指针归 0)后,关闭排气阀 —— 避免带压检测时气体高速泄漏引发危险。
2. 环境准备:确保检测区域通风良好(打开排风扇或窗户,避免泄漏的氢气积聚),严禁存在明火(如打火机、酒精灯)、电火花(如插拔电源插头),操作人员需穿防静电衣物(避免化纤衣物摩擦产生静电)。
3. 工具准备:根据检测方法准备工具,如:
① 肥皂水检测法:准备 “无磷肥皂水”(或专用检漏液,无腐蚀性)、软毛刷 / 喷壶、干净抹布;
② 压力保压法:准备标准压力表(精度≥0.4 级,量程与设备工作压力匹配)、计时器;
③ 氦质谱检漏法:需专业氦质谱检漏仪(由专业人员操作)。
二、方法一:肥皂水检测法(日常高频使用,适用于接口、阀门等易泄漏部位)
这是简便、成本低的方法,可快速定位泄漏点,适合日常保养中的密封性排查,具体步骤:
1. 配制检漏液:将无磷肥皂(或专用检漏皂)溶于常温去离子水中,搅拌至全部溶解(浓度以 “涂抹后能形成均匀泡沫、不流淌” 为宜,过稀易漏检,过浓不易观察)。
2. 分区域涂抹检测:
① 关键泄漏部位:重点检测气路的 “可拆卸接口” 和 “活动部件”,包括:氢气出口阀门接口、纯化柱与主机的连接法兰 / 螺纹、压力调节阀进出口接头、电解槽与气路的连接管、安全阀接口。
② 操作方式:用软毛刷蘸取肥皂水,均匀涂抹在待检测部位(涂层厚度约 1-2mm),或用喷壶轻轻喷洒(避免水流进入设备内部);涂抹后静置 1-2 分钟,观察是否有气泡产生。
3. 判断标准与处理:
① 若无气泡:说明该部位密封性良好;
② 若出现连续气泡(如气泡缓慢增大、持续冒出):确认存在泄漏,需标记泄漏点,用干净抹布擦去肥皂水,关闭设备气源后处理 ——
螺纹接口泄漏:先松开接口,检查密封垫片(如氟橡胶垫片)是否老化、破损,若垫片完好,可重新缠绕生料带(仅用于螺纹接口,缠绕方向与螺纹拧紧方向一致,缠绕 2-3 圈即可,避免过多导致接口堵塞),再均匀拧紧;
法兰 / 快插接口泄漏:检查密封圈是否变形、脱落,更换同规格耐氢密封圈(优先用原厂配件,避免兼容性问题),重新对齐法兰后均匀拧紧螺栓(对角拧紧,防止受力不均);
阀门泄漏:若阀门本体(如阀芯、阀杆)泄漏,需拆解阀门清洁阀芯(用酒精擦拭去除杂质),或直接更换阀门(阀门密封件磨损后难以修复)。
4. 复检确认:处理完泄漏点后,重新涂抹肥皂水,确认无气泡产生,再进行下一个部位检测;全部检测完成后,用干抹布擦净所有检测部位的肥皂水,防止残留液体腐蚀金属接口。
三、方法二:压力保压法(精准验证整体气路密封性,适用于定期深度保养)
肥皂水法可定位局部泄漏点,而压力保压法能验证整个气路系统(从电解槽到出口) 的密封性,判断是否存在微小泄漏(如管道微小裂纹),具体步骤:
1. 系统加压:
① 关闭氢气发生器的 “氢气出口阀”,确保所有气路阀门(如纯化柱进出口阀、排气阀)处于关闭状态;
② 启动设备(或通过外接惰性气源,如氮气,需确保气源纯度≥99.99%,避免污染气路),将系统压力升至设备额定工作压力的 80%-100% (如设备额定压力 0.6MPa,加压至 0.5-0.6MPa),然后关闭气源(或停机)。
2. 保压观察:
① 记录初始压力值(P1)和初始时间(T1),保持系统静置(期间不操作任何阀门),保压时间≥30 分钟(泄漏量越小,保压时间需越长,如高精度场景可保压 2 小时);
② 保压结束后,记录最终压力值(P2)和最终时间(T2),同时记录环境温度变化(温度波动会影响压力,需排除温度干扰)。
3. 泄漏量计算与判断:
① 若环境温度无明显变化(±1℃以内),且压力下降值≤0.02MPa / 小时(或符合设备说明书要求,如部分高精度设备要求≤0.01MPa / 小时),说明整体密封性良好;
② 若压力下降值超过标准,说明存在微小泄漏,需结合肥皂水法进一步排查泄漏点(优先检查管道焊接处、阀门阀芯、长期未更换的密封件)。
四、方法三:氦质谱检漏法(高精度场景,如半导体、实验室高纯度需求)
当对密封性要求很高(如氢气纯度需≥99.9999%,或气路存在微小泄漏无法用前两种方法检测)时,需采用氦质谱检漏法,该方法可检测到10⁻⁹Pa・m³/s 量级的微小泄漏,但需专业设备和人员操作:
1. 原理:向气路系统内充入一定压力的氦气(作为示踪气体),若存在泄漏,氦气会从泄漏点渗出;用氦质谱检漏仪的探头在气路外部扫描,仪器可捕捉到渗出的氦气,并显示泄漏率,从而定位泄漏点。
2. 适用场景:新设备安装后第一次调试、气路管道焊接后、更换核心部件(如电解槽、纯化柱)后,或前两种方法无法定位泄漏点时使用。
五、关键注意事项(避免检测失误或安全风险)
1. 禁止用明火检漏:绝对不能用 “点燃的火柴或打火机靠近接口” 的方式检漏,氢气遇明火会立即燃烧,甚至引发爆炸,这是严重违规且危险的操作。
2. 排除温度干扰:压力保压法中,环境温度升高会导致气路内气体膨胀,压力上升;温度降低则压力下降,需在同一温度环境下记录初始和最终压力,或根据理想气体状态方程(PV=nRT)修正压力值。
3. 检测后气路清洁:若使用外接气源(如氮气、氦气)检测,检测结束后需用氢气吹扫气路(吹扫时间≥20 分钟,流量为设备额定流量的 50%),避免惰性气体残留影响后续氢气纯度。
4. 定期重复检测:气路密封性会随使用时间(如密封件老化、接口松动)下降,建议每周用肥皂水法检测 1 次关键接口,每 3 个月用压力保压法检测 1 次整体气路,确保长期安全。
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