密封箱室氣密性驗(yàn)收檢測的基本介紹

張偉 楊文輝

摘 要

密封箱室是滿足特定密封要求的箱室，其結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)設(shè)置可避免包容在其內(nèi)的物質(zhì)泄漏至外部環(huán)境或防止外 部環(huán)境的物質(zhì)滲入其內(nèi)，或同時(shí)防止雙向滲漏，密封箱室泄漏檢測是根據(jù)箱室設(shè)計(jì)不同，采用的方式方法也有所不同 ，通常采用含氧法、壓力變化法和恒壓法，在強(qiáng)、中放α-γ熱室，如處理PuO2 粉末或超鈾元素研究或生產(chǎn)的熱室、工作箱、手套箱，氣態(tài)同位素生產(chǎn)用熱室、工作箱均采用2級(jí)密封箱室，要求小時(shí)泄漏率（h-1）為≤2.5×10-3。

關(guān)鍵詞

密封箱室;密封;檢測

中圖分類號(hào)： Q-338;TU83 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 17 . 83

0 引言

密封箱室是滿足特定密封要求的箱室，其結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)設(shè)置可避免包容在其內(nèi)的物質(zhì)泄漏至外部環(huán)境或防止外 部環(huán)境的物質(zhì)滲入其內(nèi)，或同時(shí)防止雙向滲漏。

密封箱室泄漏檢測是根據(jù)箱室設(shè)計(jì)不同，采用的方式方法也有所不同，通常采用含氧法、壓力變化法和恒壓法。對于1級(jí)密封箱室的檢驗(yàn)，必須采用含氧法檢驗(yàn)，2級(jí)和3級(jí)密封箱室的檢驗(yàn)，可以采用壓力變化法，3級(jí)和4級(jí)密封箱室的檢驗(yàn)，可以采用恒壓法。在放射性生產(chǎn)區(qū)域，因密封箱室密封性級(jí)別，按箱式箱室類型充惰性氣體的或具長期有害氣氛的密封箱室，在強(qiáng)、中放α-γ熱室，如處理PuO2粉末或超鈾元素研究或生產(chǎn)的熱室、工作箱、手套箱，氣態(tài)同位素生產(chǎn)用熱室、工作箱均采用2級(jí)密封箱室，要求小時(shí)泄漏率（h-1）為≤2.5×10-3，具長期有害氣氛的密封箱室處理液體介質(zhì)的化學(xué)熱室，元件切割熱室，高、中放射性液體取樣屏蔽工作箱，其要求小時(shí)泄漏率（h-1）≤10-2。產(chǎn)生有害氣氛的密封箱室如元件檢驗(yàn)熱室，機(jī)械維修熱室，分析熱室、工作箱、手套箱，放射性廢液固化熱室，固體同位素或密封源分裝熱室、工作箱其要求小時(shí)泄漏率（h-1）≤10-1。

通常生產(chǎn)車間多采用α―γ熱室，其不僅具有重屏蔽為操作及鄰近人員提供生物屏蔽，而且由于所處理物質(zhì)的α比活度高，或有放射性液體揮發(fā)、固體升發(fā)、氣體逸出或粉塵產(chǎn)生之可能，因而必須提供嚴(yán)格的α密封。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用2級(jí)密封箱室，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是泄漏率為小時(shí)泄漏率（h-1）為≤2.5×10-3，利用壓力變化法，在1000Pa的壓差下（一般為250Pa左右）測量泄漏率。

1 密封箱室氣密性驗(yàn)收檢測方案

1.1 壓力變化法

壓力變化法操作簡單，只需常用的檢驗(yàn)儀器，所以應(yīng)用廣泛，但是，這種方法對密封箱室內(nèi)部溫度的變化很敏感，密封箱室內(nèi)部溫度的變化會(huì)引起內(nèi)部壓力的變化。應(yīng)當(dāng)特別注意使檢驗(yàn)室的門、窗保持關(guān)閉。密封箱室還應(yīng)避免受陽光、發(fā)光或發(fā)熱設(shè)備影響而導(dǎo)致溫度升高。 同時(shí)也對大氣壓的變化敏感，大氣壓的變化可能使箱室壁變形。這種方法不能用來測量很低的泄漏率。

1.1.1 原理

壓力變化法用于測量處于負(fù)壓的密封箱室內(nèi)部單位時(shí)間的壓力增加。

密封箱室處于正壓時(shí)，也可以采用同樣的方法。

1.1.2 儀器

壓力變化法使用的儀器（見圖2）包括：

a）溫度計(jì)

用于測量密封箱室內(nèi)的溫度，精密度好于0.1℃。

b）溫度計(jì)

用于測量室溫，精密度好于0.1℃。

c）氣壓計(jì)

最小讀數(shù)為10Pa。

d）壓差計(jì)

分度值為10Pa。

1.1.3 試驗(yàn)步驟

檢驗(yàn)期間必須用放置在密封箱室附近的溫度計(jì)和氣壓計(jì)測量室溫和大氣壓。在最后封閉密封箱室的開口之前，必須把測量密封箱室內(nèi)部溫度的溫度計(jì)懸掛在箱室內(nèi)部的中心位置。必須使要檢驗(yàn)的密封箱室內(nèi)的溫度和壓力以及檢驗(yàn)室的室溫和氣壓穩(wěn)定后才能開始泄漏檢驗(yàn)。使密封箱室內(nèi)的負(fù)壓達(dá)到所要求的值（對于驗(yàn)收檢驗(yàn)，比外部大氣壓低1000Pa;對于使用期間的檢驗(yàn)，比外部大氣壓低250Pa），然后關(guān)閉排氣閥。

關(guān)閉進(jìn)排風(fēng)過濾器閥門，密封手套接盤，使密封箱室內(nèi)部與外界隔離，當(dāng)壓力和溫度穩(wěn)定后，測量密封箱室內(nèi)的溫度和負(fù)壓以及外部大氣壓，每隔15min測一次，總共測量1h。第一次測量讀數(shù)（初始讀數(shù)1）和最后一次測量讀數(shù)（終了讀數(shù)2）用于計(jì)算，其余的中間讀數(shù)用于控制檢驗(yàn)條件。測量數(shù)據(jù)、計(jì)算出的泄漏率和作出的評價(jià)也必須包括在檢驗(yàn)報(bào)告中。按1.2的定義，小時(shí)泄漏率Tf為：

1.1.4 檢驗(yàn)有效的條件

檢驗(yàn)期間（持續(xù)1h），應(yīng)當(dāng)滿足下列條件：

a）密封箱室內(nèi)部相對壓力的變化必須小于初始值的30%;

泄漏率對壓力的依賴性對不同的測量條件是不同的。一般而言，對于密封箱室進(jìn)行氣密性時(shí)，試驗(yàn)壓力對泄漏率的影響較大;而對于測量點(diǎn)較少的密封箱室進(jìn)行氣密性檢測時(shí)，影響較小。

b）密封箱室內(nèi)部溫度的變化必須小于±0.3℃;

隨著壓力的升高，溫度的變化也會(huì)給密封箱室氣密性 過程帶來一定的影響，這就需要考慮增加整個(gè)檢測過程中的穩(wěn)定時(shí)間等一系列問題。因此，建議對密封箱室可采用在一定壓力范圍內(nèi)進(jìn)行氣密性，然后選擇一個(gè)滿足要求的最低壓力作為氣密性的壓力。

c）大氣壓力的變化必須小于100Pa;

對處于密封箱室的氣體而言，當(dāng)溫度升高時(shí)，其內(nèi)部壓力隨之升高，因而溫度變化不可避免地會(huì)影響壓力變化，從而影響密封箱室的氣密性。一般估計(jì)這種影響的范圍大致是溫度每變化1℃時(shí)引起的壓力變化為0.4%。因此，隨壓力的提高，溫度的影響會(huì)變得明顯。采用壓差法測量時(shí)，當(dāng)采用的參考件與測量具有相同的密封箱室內(nèi)腔容積時(shí)，由充氣本身引起的溫度變化效應(yīng)可被系統(tǒng)自身消除。

d）如果可能，檢驗(yàn)室室溫的變化應(yīng)當(dāng)小于1℃。

但當(dāng)被測密封箱室溫度與環(huán)境溫度不一致時(shí)，采用壓差法測量也無法消除這種溫度的影響。溫度對測量結(jié)果的影響對不同的測量對象而言也是不同的。密封箱室的幾何形狀、內(nèi)腔容積、表面積的大小、工件的材料等都會(huì)成為影響溫度變量的因素。密封箱室表面積大，內(nèi)腔容積小，材料的導(dǎo)熱性好，溫度的影響就很顯著。在通常的測量條件下，由于檢測時(shí)間較短，溫度的影響不會(huì)十分明顯。

如果無法滿足以上條件，必須重新進(jìn)行檢驗(yàn)或采用另一種檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢測。

2 檢驗(yàn)過程

3 結(jié)論

通過對密封箱室的密封性測量，泄漏率為1.02×10-3h-1，根據(jù)行標(biāo)《EJ/T1096-1999》，該密封箱室的密封性能夠達(dá)到放化2級(jí)密封箱室規(guī)定的泄漏率。

參考文獻(xiàn)

[1]EJ/T1108-2001密封箱室設(shè)計(jì)原則.

[2]EJ/T1096-1999密封箱室密封性分級(jí)及其檢驗(yàn)方法.

[3]EJ76-75工作箱技術(shù)條件.

[4]EJ78-75屏蔽鑄鐵技術(shù)條件.

[5]2004Q/EU13BJT-2屏蔽手套箱涂裝技術(shù)條件.