氦检漏技术应用及质量控制
【摘要】通过氦检漏技术在本工程上的应用，来简述氦检漏
技术`的优点及操作要点。更好的为该技术在类似项目上的推广作
出贡献。
【关键词】氦检漏；质量控制；措施
1 概述
工艺管道系统是该工程主工艺系统的重要组成部分，输送的
介质为易燃、易爆或有毒物质，同时该工艺管道还具有系统庞大、
结构复杂、建设周期长等特点，所以必须采用一种可靠、准确的
检测方法来检验工艺管道的严密性，氦检漏技术正是这样一种可
以满足要求的检测方法。近年来氦检漏技术不断发展日趋成熟，
具有检漏灵敏度高（可达 1.0×10
-12
（Pa·.m3）/s）、仪器响应快、
操作简便、安全高效、成本较低等众多优点而在许多领域得到了
广泛的应用。
2 氦质谱检漏基本结构与原理
2.1 氦检漏装置基本结构
氦检漏试验装置由氦质谱检漏仪、抽真空机组、真空表、压
力表等设备和仪器仪表所组成。氦质谱仪主要有进样系统、离子
源、质量分析器、收集放大器、冷阴极电离真空计等组成。
2.2 氦质谱检漏仪的工作原理
氦质谱检漏仪是根据质谱学原理，用氦气作为探测气体制成
的气密性泄露检测仪器，采用 180°磁偏转质谱室。离子源使气体
电离，形成一束具有特定能量的离子流进入质量分析器。质量分
析器是一个均匀的磁场空间，由于不同的离子荷质比不同，不同
的离子就会按照不同的轨迹半径运动进而分离，从而只允许氦离
子飞出分析器的缝隙，并打在离子收集器上，收集放大器收集氦
离子流并送入到电流放大器，通过测量该离子流大小就可知该被
检件的漏点和漏率。氦质谱装置一般采用仪表、音响装置、指示
灯、显示屏中的一种或几种信号装置来显示泄漏率，在本工程中
使用的氦质谱检漏装置使用显示屏来显示泄漏率，数字直观，非
常便于操作。
3 氦检漏负压检漏法操作步骤
用真空机组对所检测管道或零配件进行抽真空，对小于 50 立
方米的储罐或者塔器抽真空时，真空度需要达到低于 2.5Pa 的要
求。否则会影响检漏精度。氦质谱仪校正。氦质谱仪每次使用前
必须经过校正方才可以使用。否则或影响检测结果的准确性。慢
慢将氦质谱仪和所检测的管道、零配件或者储罐、塔器之间的阀
门打开，直至阀门全部开启。使用低氦气流率的氦气喷枪，对焊
缝、法兰、仪表接口、螺纹连接等易泄漏处进行缓慢的喷氦，喷
氦过程要从被检件的上部开始，因为氦气的密度较空气要小的多，
如果先从被检件的下部开始会影响检测结果，在喷氦的同时要时
刻注意氦质谱仪显示器上的读数，如果单点泄露率到设计要求的
1.0×10
-8 （Pa·.m3）/s 极限值，则对该点进行重点检测，以确认
该点是否泄漏以及实际泄漏率。检测完毕后如有泄露，则返修。
返修完成后并经设计要求的各项检验确认合格后，按以上操作步
骤再次对返修部件进行检漏试验。
4 氦检漏正压检漏法（吸枪法）操作步骤
在对容器试压时向容器内充入规定试验压力的氮气和氦气的
混合气体，氮气和氦气的混合比例根据容积的大小来调整，氦气
的浓度不低于 10%且氮气最小不少于 1NM3，选用的氮气纯度为
99.995%，如果容器的实验压力小于 0.2MPa，则不宜采用负压法检
漏。根据检漏仪的操作说明装好吸枪，并按仪器使用说明书的规
定预热、校准氦质谱仪，以确保仪器是在最佳状态，仪器对氦气
的灵敏度至少应为 1.0×10
-10 （Pa·.m3）/s。吸枪放在待检容器
的焊缝或者其他需要检测处移动，要保证所有待检处都要被检测
到，吸枪沿焊缝等易漏点移动时速度不要太快，离开表面 1mm 左
右，以保证吸入灵敏度。吸枪移动过程中要时刻注意观察氦质谱
仪显示器上的读数，如果单点泄露率达到设计要求的 1.0×10
-8
（Pa·.m3）/s 极限值，则对该点进行重点检测，以确认该点是否
泄漏以及实际泄漏率。检测完毕后如有泄露，则返修。返修完成
后并经设计要求的各项检验确认合格后，按以上操作步骤再次对
返修部件进行检漏试验。
5 影响氦检漏结果的因素
5.1 环境氦气浓度要求
由于操作空间密闭、持续工作时间较长等各种原因的存在，
空气内积聚的氦气浓度有所提高，氦检漏质谱仪对氦气比较敏感，
会导致氦质谱仪检测出的数据不准确。可在显示数据不稳定后，
采取通风措施，待室内空气条件达到检漏要求后再继续进行。
5.2 空气流动速度要求
由于氦气比较轻，逸散速度快，空气流动速度过快，会降低
氦气的浓度，使氦检漏的结果偏小。为了保证氦检漏结果的准确
性，必须采取一定的措施保证室内空气流动速度最低。例如室外
风大时关上试验房间的门，减少人员走动，采取围挡措施等。
5.3 被检件的焊接工艺要求
焊接前应采用分析纯丙酮或分析纯酒精清除坡口表面及两侧
各 20mm 范围内的灰尘、水分及油污，然后用无油压缩空气吹除干
净，直至无溶剂气味为止。在本工程中使用的不锈钢光亮管均采
用丙酮对内壁及坡口周围进行了细致全面的清洁工作，所以未发
生氦质谱检漏装置的污染事件。焊接环境温度低于-10℃、风速大
于 8m/s、相对湿度大于 90％，必须采取有效防护措施，否则禁止
施焊；管子或管件对接焊缝组对时，内壁错边量不应超过母材厚
度的 10%，且不应大于 2mm；施工环境相对湿度不大于 90%；坡口
加工应优先采用机械加工，也可选用自动或半自动气割或等离子
切割、手工切割的方法制备。保证焊缝坡口处平整、无毛刺，坡
口两侧 50mm 范围不得有氧化皮、锈蚀、油污等，也不得有裂纹、
气割熔瘤等缺陷；在焊缝内填充焊条等会导致焊缝未融合、未焊
透、气孔、夹渣等缺陷，所以严禁在焊缝内填充焊条等任何杂物，
以免给系统造成不必要的损失。焊接操作人员应持有相应项目的
焊接技能评定合格证，且具备相应的能力。焊工应按规定的焊接
工艺规程及焊接技术措施进行施焊。焊接工程所采用的材料包装
应完好，无破损、受潮现象，包装标记应完整、清晰。质量证明
文件所提供的数据齐全并符合要求。焊接材料表面不应受潮、污
染，焊丝表面应光滑、整洁。焊材的标识清晰、牢固，并与产品
实物相符。
5.4 被检件不允许有油脂、焊渣等杂物
被检件上不允许有油脂、焊渣等影响检漏精度的杂物，因为
油脂会大量吸附氦气从而影响氦检漏的准确性。
5.5 封堵不严，抽真空不达标
在对气体合成塔压力试验合格后，进行负压法检漏试验抽真
空时，经过长时间操作后，压力一直未达到要求，后经过大量排
查发现，在压力试验后阀门未关闭到位。导致抽真空一直达不到
要求的压力，严重影响了检漏效率。这就要求在施工准备阶段准
备充分、工作认真，对于有可能影响检漏结果的地方仔细排查、
逐一确认。
5.6 操作人员的技术与责任心要求
具有高度的责任心和认真端正的工作态度：无论是准备阶段
还是操作阶段，施工前要仔细阅览图纸及规范要求，对自己所要
进行的工作做到了然于胸。工作中态度端正、仔细认真，对于发
现的问题不解决不放过。检漏过程要求细致、全面，操作者要有
良好的心态，通过耐心观察，反复验证，最终确定真正的漏点所
在。了解被检件结构及其运行工艺，熟悉所用检漏方法和仪器的
原理及性能；掌握氦质谱检漏仪的检漏特性和氦气的特性。
6 结论
氦质谱检漏技术的确是一种安全高效、操作方便、准确可靠
的一种检漏技术，经过大家共同的努力与学习使得氦检漏技术在
本工程中得以广泛、可靠的使用，大大的提高了工作效率。
参考文献：
[1]《真空设计手册》（第三版）达道安著 国防工业出版社.
[2]《氦质谱检漏仪检测原理及应用》 何己有.
[3]《氦检漏试验通用工艺守则》.
