ASTM E498 E498/E498M-11 使用质谱泄漏检测器或示踪探针模式下的残余气体分析仪检测泄漏的标准规范

美国材料与试验协会 (ASTM) 制定的 ASTM E498/E498M-11 标准规程《使用质谱检漏仪或残余气体分析仪在示踪探针模式下进行泄漏检测》描述了检测和定位 1 × 10⁻⁸ ^Pa m³ ^/ s 或更高气体泄漏源的程序。这些测试可在任何可抽真空且可施加氦气或其他示踪气体的待测物体上进行。

该标准描述了三种测试方法：

• 试验方法A：针对可被排空，但不具备自然泵送能力的被试物。
• 试验方法B：针对具有综合泵送能力的被测对象。
• 测试方法C：对于与测试方法B相同的测试对象，用测试对象的真空泵代替泄漏检测器中通常使用的真空泵。

就本标准而言，标准“ASTM E1316-16 无损检测标准术语”中的术语和定义适用。

本标准中描述的测试方法要求氦气泄漏检测器能够检测1 × 10−9 ^Pa m3 ^/ s的泄漏。

测试方法A用于对能够通过泄漏检测泵在可接受的时间内排放到合理测试压力的物体进行氦气泄漏测试。为此，物体必须清洁、干燥。此外，为了处理更大体积或相对较脏的设备，可以将容量比质谱泄漏检测器中的真空泵更大的辅助真空泵与质谱泄漏检测器一起使用。在这些条件下，泄漏测试灵敏度会降低。

测试方法 B 用于能够提供自身真空的泄漏测试设备（即带有内置泵送系统的设备），真空度至少为几百帕斯卡或更低。

如果测试方法 C在存在泄漏的情况下能够产生低于 2 × 10⁻² Pa 的内部压力^，则可以使用残余气体分析仪或光谱管以及来自传统质谱检漏仪的控制装置来检测和评估这些泄漏。在这种情况下，至关重要的是，在真空系统的现有条件下，泄漏必须处于残余气体分析仪或质谱检漏仪的灵敏度范围内。

测试方法 A 是用于对结构上可排放至 0,1 Pa 压力的组件进行泄漏测试的最常用方法。小型组件的测试可以与校准泄漏和测量的实际泄漏率相关，或者可以基于最大允许泄漏进行验收。对于大多数生产需求而言，验收是基于对泄漏量低于既定标准的零件的验收，以确保组件在预期寿命内的安全性能。应小心确保使用测试体积中具有代表性位置的参考泄漏来校准大型系统。泄漏率是通过计算测试件泄漏的净增益或损失来确定的，该泄漏会导致设备预期寿命内出现故障。

测试方法 B 用于测试真空系统，作为新系统最终测试的一个步骤，或作为用于生产、环境测试或零件调节的设备的维护实践。由于体积往往很大，因此应检查系统灵敏度以及响应时间。将系统体积（以升为单位）除以真空泵的速度（以升/秒为单位）可得出达到总信号 63% 的响应时间。响应时间超过几秒钟会使泄漏检测变得困难。

仅当没有合适的方法将泄漏检测器连接到高真空泵的输出端时，才应使用测试方法 C。如果使用氦气泄漏检测器，并且高真空泵是离子泵或低温泵，则最好在粗加工循环期间进行泄漏测试，因为这些泵在高真空室中留下相对较高的氦气速率。这将隐藏除最大泄漏之外的所有泄漏，并且痕量气体将迅速饱和泵。

在氦气泄漏检测中，如果两个泄漏点之间存在未抽真空的容积，则该泄漏点会造成检测上的难题，甚至几乎不可能。虽然痕量气体使得氦气很容易进入第一个泄漏点，但由于第一个泄漏点两侧的氦气压差约为一个大气压，因此两个泄漏点之间的容积内氦气的分压需要数小时才能建立起来，从而使进入真空系统的氦气量达到质谱检漏仪可检测的水平。此类泄漏通常发生在以下情况下：

• 双焊接接头和搭接焊缝
• 双 O 型圈
• 螺纹连接
• 卡套法兰型管件
• 带有内部空腔的箱子
• 扁平聚合物密封件
• 非通风 O 形圈槽

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