Tầm quan trọng của kiểm tra rò rỉ trong hệ thống chân không
1. Tầm quan trọng của kiểm tra rò rỉ trong hệ thống chân không
• Ngăn chặn sự xâm nhập của các chất gây nhiễm bẩn như không khí, hơi ẩm vào hệ thống.
• Đảm bảo hiệu suất cho các quy trình công nghiệp như sản xuất chất bán dẫn và phủ bề mặt.
• Giảm nguy cơ hỏng hóc thiết bị và kéo dài tuổi thọ hệ thống.
• Duy trì mức áp suất chân không cần thiết.
2. Các phương pháp kiểm tra rò rỉ phổ biến
a. Phương pháp suy giảm áp suất
• Nguyên lý: Đo sự gia tăng áp suất theo thời gian khi hệ thống bị bịt kín.
• Trường hợp sử dụng: Phù hợp khi nghi ngờ có rò rỉ lớn.
• Hạn chế: Độ nhạy thấp, khó phát hiện rò rỉ nhỏ.
b. Kiểm tra rò rỉ bằng khí Helium
• Nguyên lý: Bơm khí helium vào hệ thống hoặc quanh các vị trí nghi ngờ, máy phân tích khối phổ sẽ phát hiện khí helium lọt vào hệ thống.
• Ưu điểm:
• Độ nhạy cao (phát hiện được rò rỉ cực nhỏ).
• Helium là khí trơ, an toàn và hiếm có mặt trong khí quyển.
• Ứng dụng: Thường được dùng trong ngành hàng không vũ trụ, dược phẩm , bán dẫn và sản xuất thiết bị chân không cao.
c. Phương pháp kiểm tra bằng bọt xà phòng
• Nguyên lý: Bôi dung dịch xà phòng lên các khu vực nghi ngờ, nếu có bọt khí xuất hiện thì đó là vị trí rò rỉ.
• Trường hợp sử dụng: Kiểm tra nhanh, chi phí thấp cho các hệ thống áp suất thấp.
• Hạn chế: Không phù hợp cho môi trường chân không sâu
d. Kiểm tra rò rỉ bằng siêu âm
• Nguyên lý: Phát hiện tần số âm thanh phát ra khi khí thoát ra qua lỗ rò.
• Ưu điểm: Phát hiện rò rỉ trong môi trường ồn và những vị trí khó tiếp cận.
• Ứng dụng: Sử dụng cho cả hệ thống khí nén và chân không.
e. Kiểm tra độ dẫn nhiệt
• Nguyên lý: Phát hiện sự thay đổi độ dẫn nhiệt của khí xung quanh hệ thống.
• Trường hợp sử dụng: Dùng để phát hiện rò rỉ khí làm lạnh.
3. Các bước kiểm tra rò rỉ hiệu quả trong hệ thống chân không
1. Chuẩn bị:
• Vệ sinh và kiểm tra hệ thống để loại bỏ các vết nứt, kết nối lỏng hoặc gioăng bị hỏng.
• Cô lập hệ thống để tránh các kết quả sai lệch.
2. Tạo chân không:
• Bơm hệ thống xuống mức chân không cần thiết.
3. Kiểm tra:
• Sử dụng phương pháp phù hợp như bơm helium hoặc thoa dung dịch bọt xà phòng lên vị trí nghi ngờ.
• Theo dõi tín hiệu rò rỉ qua chỉ số áp suất, máy phân tích khối hoặc dấu hiệu trực quan.
4. Xác định vị trí rò rỉ:
• Nếu dùng khí helium, sử dụng đầu dò hoặc phun helium quanh các vị trí mối hàn, mặt bích và van.
5. Sửa chữa và kiểm tra lại:
• Khắc phục rò rỉ bằng cách siết chặt kết nối, thay gioăng hoặc hàn lại.
• Thực hiện kiểm tra lại để đảm bảo không có rò rỉ mới xuất hiện.
4. Đo lường tốc độ rò rỉ và tiêu chuẩn
• Tốc độ rò rỉ thường được biểu diễn bằng mbar·L/s (milibar-lít trên giây).
• Các tiêu chuẩn như ISO 20485 hoặc ASTM E493 quy định mức rò rỉ chấp nhận được cho từng loại hệ thống chân không.
• Các hệ thống chân không cao như trong sản xuất bán dẫn yêu cầu tốc độ rò rỉ thấp đến 1 × 10⁻⁹ mbar·L/s.
5. Các vấn đề phổ biến và giải pháp
Vấn đề |
Nguyên nhân |
Giải pháp |
Áp suất tăng chậm |
Rò rỉ nhỏ hoặc thoát khí bên trong |
Thực hiện quy trình gia nhiệt để loại bỏ hơi ẩm và tạp chất |
Tín hiệu helium dai dẳng |
Nhiễm bẩn hệ thống |
Xả hệ thống bằng khí nitơ khô trước khi kiểm tra lại |
Rò rỉ ảo |
Lượng helium trong môi trường xung quanh |
Căn chỉnh máy rò theo mức nền tiêu chuẩn |
Kiểm tra bọt không hiệu quả |
Hệ thống áp suất cao |
Chuyển sang phương pháp dò siêu âm hoặc phân tích khối phổ bằng helium |
6. Thiết bị kiểm tra rò rỉ phổ biến
• Máy phân tích khối helium (ví dụ: các thương hiệu như Edwards, Pfeiffer, Leybold, Agilent).
• Máy dò siêu âm để kiểm tra âm thanh phát ra từ rò rỉ.
• Dung dịch bọt xà phòng cho các kiểm tra nhanh tại hiện trường.