密封箱室氣密性驗收檢測的基本介紹

張偉 楊文輝

摘 要

密封箱室是滿足特定密封要求的箱室，其結構及系統(tǒng)設置可避免包容在其內的物質泄漏至外部環(huán)境或防止外 部環(huán)境的物質滲入其內，或同時防止雙向滲漏，密封箱室泄漏檢測是根據箱室設計不同，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、中放α-γ熱室，如處理PuO2 粉末或超鈾元素研究或生產的熱室、工作箱、手套箱，氣態(tài)同位素生產用熱室、工作箱均采用2級密封箱室，要求小時泄漏率（h-1）為≤2.5×10-3。

關鍵詞

密封箱室;密封;檢測

中圖分類號： Q-338;TU83 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： 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，其結構及系統(tǒng)設置可避免包容在其內的物質泄漏至外部環(huán)境或防止外 部環(huán)境的物質滲入其內，或同時防止雙向滲漏。

密封箱室泄漏檢測是根據箱室設計不同，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級密封箱室的檢驗，必須采用含氧法檢驗，2級和3級密封箱室的檢驗，可以采用壓力變化法，3級和4級密封箱室的檢驗，可以采用恒壓法。在放射性生產區(qū)域，因密封箱室密封性級別，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、中放α-γ熱室，如處理PuO2粉末或超鈾元素研究或生產的熱室、工作箱、手套箱，氣態(tài)同位素生產用熱室、工作箱均采用2級密封箱室，要求小時泄漏率（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的化學熱室，元件切割熱室，高、中放射性液體取樣屏蔽工作箱，其要求小時泄漏率（h-1）≤10-2。產生有害氣氛的密封箱室如元件檢驗熱室，機械維修熱室，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、工作箱其要求小時泄漏率（h-1）≤10-1。

通常生產車間多采用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)、氣體逸出或粉塵產生之可能，因而必須提供嚴格的α密封。根據設計要求，采用2級密封箱室，驗收標準是泄漏率為小時泄漏率（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，只需常用的檢驗儀器，所以應用廣泛，但是，這種方法對密封箱室內部溫度的變化很敏感，密封箱室內部溫度的變化會引起內部壓力的變化。應當特別注意使檢驗室的門、窗保持關閉。密封箱室還應避免受陽光、發(fā)光或發(fā)熱設備影響而導致溫度升高。 同時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壓的密封箱室內部單位時間的壓力增加。

密封箱室處于正壓時，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

用于測量密封箱室內的溫度，精密度好于0.1℃。

b）溫度計

用于測量室溫，精密度好于0.1℃。

c）氣壓計

最小讀數(shù)為10Pa。

d）壓差計

分度值為10Pa。

1.1.3 試驗步驟

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

關閉進排風過濾器閥門，密封手套接盤，使密封箱室內部與外界隔離，當壓力和溫度穩(wěn)定后，測量密封箱室內的溫度和負壓以及外部大氣壓，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）用于計算，其余的中間讀數(shù)用于控制檢驗條件。測量數(shù)據、計算出的泄漏率和作出的評價也必須包括在檢驗報告中。按1.2的定義，小時泄漏率Tf為：

1.1.4 檢驗有效的條件

檢驗期間（持續(xù)1h），應當滿足下列條件：

a）密封箱室內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，對于密封箱室進行氣密性時，試驗壓力對泄漏率的影響較大;而對于測量點較少的密封箱室進行氣密性檢測時，影響較小。

b）密封箱室內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檢測過程中的穩(wěn)定時間等一系列問題。因此，建議對密封箱室可采用在一定壓力范圍內進行氣密性，然后選擇一個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，當溫度升高時，其內部壓力隨之升高，因而溫度變化不可避免地會影響壓力變化，從而影響密封箱室的氣密性。一般估計這種影響的范圍大致是溫度每變化1℃時引起的壓力變化為0.4%。因此，隨壓力的提高，溫度的影響會變得明顯。采用壓差法測量時，當采用的參考件與測量具有相同的密封箱室內腔容積時，由充氣本身引起的溫度變化效應可被系統(tǒng)自身消除。

d）如果可能，檢驗室室溫的變化應當小于1℃。

但當被測密封箱室溫度與環(huán)境溫度不一致時，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、內腔容積、表面積的大小、工件的材料等都會成為影響溫度變量的因素。密封箱室表面積大，內腔容積小，材料的導熱性好，溫度的影響就很顯著。在通常的測量條件下，由于檢測時間較短，溫度的影響不會十分明顯。

如果無法滿足以上條件，必須重新進行檢驗或采用另一種檢驗方法進行檢測。

2 檢驗過程

3 結論

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

參考文獻

[1]EJ/T1108-2001密封箱室設計原則.

[2]EJ/T1096-1999密封箱室密封性分級及其檢驗方法.

[3]EJ76-75工作箱技術條件.

[4]EJ78-75屏蔽鑄鐵技術條件.

[5]2004Q/EU13BJT-2屏蔽手套箱涂裝技術條件.