气瓶气密性试验方法之氦质谱检漏法（2025最新版）-「亿威仕」

《GB/T 12137-2025 气瓶气密性试验方法》将于 2026-03-01 实施，今天我们来提前学习最新版本中关于气瓶气密性试验方法中氦质谱检漏法的内容。

（适用于公称工作压力不大于 70MPa（表压，下同）气瓶的气密性试验。）

1、通则

1.1 试验前应使用塞子、盖板、密封脂、胶合剂或其他在检测后易于去除的材料将所有泄漏点密封，密封用材料应不影响氦气的浓度。

1.2 按要求选用合适的试验介质，将受试瓶加压至规定试验压力。

1.3 受试瓶加压可采用检测舱内加压或舱外加压，瓶体温度应不超过 55℃。舱内加压时，应确保加压系统管路密封良好。舱外加压时，应采用吸枪检测法快速扫描或涂液法排除泄漏点后，再将受试瓶接入试验系统，若采用涂液法，应在接入系统前将检漏液清理干净，以免影响测试结果。

1.4 当使用氦氮混合气充装受试瓶时，若在瓶内配气，加压完成后应至少静置 3min，便于气体扩散均匀。应保证受试瓶内氦气体积含量数值准确。

1.5 规定氦泄漏率按相关标准确定。需要对氦泄漏率转换成氢泄漏率时，应按规定执行。

1.6 采用舱外加压时，每天开始试验前应对试验系统校准一次。

2、加压累积检测法

2.1 仪器校准

2.1.1 标准漏孔校准法

2.1.1.1 使用标准漏孔校准前，仪器应通电预热，预热的最短时间应符合仪器制造厂的规定。

2.1.1.2 氦检漏质谱仪使用前，应按仪器制造厂的操作和维修手册使用毛细管型标准漏孔进行校准。若仪器示值偏差超过 10%，则应采用大气校准法或标准浓度法重新校准。

标引符号说明：

1——减压阀；2——容器或气袋；3——吸枪；4——吸枪阀；5——氦质谱检漏仪；6——纯氮气瓶。

图 1 大气校准法示意图

2.1.2 大气校准法

大气校准法原理如图 1 所示。向容器或气袋中充入氮气，将氦质谱检漏仪的吸枪探头插入容器或气袋，调整氦质谱检漏仪读数归零；再使用氦质谱检漏仪吸枪吸收空气得到新的示值，其值应与空气中 5ppm 氦浓度一致。

2.1.3 标准浓度校准法

标准浓度法原理如图 2 所示。向容器或气袋中充入体积浓度确定的氦氮混合气，将氦质谱检漏仪的吸枪探头插入容器或气袋，记录仪器读数，其值应与已校准的氦浓度一致。

标引符号说明：

1——压力表；2——排气孔；3——容器或气袋；4——吸枪；

5——吸枪阀；6——氦质谱检漏仪；7——减压阀；8——氦氮混合气气瓶。

图 2 标准浓度法示意图

2.2 试验系统校准

2.2.1 将具有 100% 氦气的毛细管型标准漏孔与试验系统相连。

2.2.2 将未加压的受试瓶接入试验系统。

2.2.3 检测舱抽真空至真空度为 5kPa~10kPa，或用氮气置换舱内空气。将氦质谱检漏仪的吸枪探头接入检测舱，打开标准漏孔，至少连续测量 3 次，每次测量间隔时间相同，若所测得的浓度值之间相对偏差不超过 ±10%，则确认系统达到稳定状态，此时仪器读数记为 M₀₂。

2.2.4 将标准漏孔关闭，待氦质谱检漏仪读数稳定时记录背景读数 M₀₁。

2.2.5 根据所测参数计算气密性试验所需的累积时间按公式（1）计算，也可由气瓶制造单位或气瓶检验机构通过试验确定，但应不小于 3min。

式中：

t_a——加压累积法气密性试验所需的累积时间，单位为秒（s）；

P_atm——大气压力（绝压），单位为帕（Pa）；

V_c——实际检测空间体积，检测舱内体积与气瓶所占空间体积之差，单位为立方米（m³）；

M₀₁——标准漏孔关闭时氦质谱检漏仪的背景读数，单位为 ppm；

M₀₂——标准漏孔开启至输出信号稳定时氦质谱检漏仪的读数，单位为 ppm；

Q_c——规定的氦泄漏率，单位为帕立方米每秒（Pa·m³/s）；

X——氦氮混合气中氦气的体积含量，单位为 %。

2.3 试验步骤

2.3.1 将受试瓶与图 3a）所示的试验系统连接，将受试瓶加压至规定试验压力。或将加压至规定试验压力的受试瓶与图 3b）所示的试验系统连接。

a）检测舱内加压	b）检测舱外加压

标引符号说明：

1——吸枪探头；2——检测舱快开门；3——充气、排气管路；4——压力测量表；5——氮气充装管路；

6——氦气充装管路；7——机械防爆接口；8——空气交换口；9——标准漏孔接口；10——真空测量仪表；

11——受试瓶；12——检测舱；13——氮气置换阀门；14——氮气源；15——真空机组；16——氦质谱检漏仪。

图 3 加压累积检测法试验系统

2.3.2 检测舱抽真空至真空度为 5kPa~10kPa，将检漏仪的吸枪探头接入检测舱。达到累积时间 t_a 后，记录仪器读数 M₀₃。若输出信号不稳定，需延长检测时间至输出信号稳定。

2.3.3 氦泄漏率按公式（2）计算，必要时，应根据仪器制造厂提供的氦质谱检漏仪气体吸入量对氦泄漏率进行修正。

式中：

Q_He——通过氦质谱检漏法获得的气瓶氦泄漏率，单位为帕立方米每秒（Pa·m³/s）；

P_atm——大气压力（绝压），单位为帕（Pa）；

V_c——实际检测空间体积，检测舱内体积与气瓶所占空间体积之差，单位为立方米（m³）；

M₀₁——标准漏孔关闭时的背景读数，单位为 ppm；

M₀₃——达到累积时间后的氦质谱检漏仪读数，单位为 ppm；

t_a——加压累积法气密性试验所需的累积时间，单位为秒（s）；

X——氦氮混合气中氦气的体积含量，单位为 %。

2.3.4 试验结果的判定应按气瓶相关标准的规定执行。若检出的氦泄漏率或转换得到的氢泄漏率不符合相关标准要求，应根据 NB/T 47013.8 或 GB/T 15823 中吸枪法检测的相关规定检测泄漏点，待消除泄漏点后重新进行气密性试验。

3、真空舱法

3.1 仪器校准

3.1.1 使用标准漏孔校准前，仪器应通电预热，预热的最短时间应符合仪器制造厂的规定。

3.1.2 氦检漏质谱仪使用前，应按仪器制造厂的操作和维修手册使用渗透型型标准漏孔进行校准。氦检漏质谱仪的灵敏度应至少为 1×10^-10Pa·m³/s。

3.2 试验系统初始校准

3.2.1 将受试瓶与图 4a）所示的试验系统连接，将受试瓶加压至规定试验压力。或将加压至规定试验压力的受试瓶与图 4b）所示的试验系统连接。

a）检测舱内加压	b）检测舱外加压

标引符号说明：

1——氦质谱仪；2——真空舱快开门；3——充气、排气管路；4——压力表；

5——氮气充装管路；6——氦气充装管路；7——机械防爆接口；8——空气交换口；

9——标准漏孔接头；10——检测仪表；11——受试瓶；12——真空舱；13——氮气冲洗阀；

14——氮气源；15——罗茨泵；16——机械泵；17——检漏泵+前级泵。

注：氮气充装管路和氦气充装管路可合并。

图 4 真空舱法试验系统

3.2.2 将具有 100% 氦气的渗透型标准漏孔与试验系统相连，连接位置应远离检测舱与氦质谱检漏仪连接处。

3.2.3 对检测舱抽真空至满足氦质谱检漏仪测量要求的真空度，连接检漏仪与检测舱，打开标准漏孔直至氦质谱检漏仪信号稳定。将标准漏孔开启至输出信号稳定的时间记录为检测时间，将稳定的仪器读数记为 M₂。

3.2.4 将标准漏孔关闭，待氦质谱检漏仪读数稳定时记录背景读数 M₁。

3.2.5 试验系统初始灵敏度按公式（3）计算：

式中：

S₁——试验系统初始灵敏度，单位为帕立方米每秒（Pa·m³/s）；

Q₁——渗透型标准漏孔漏率，单位为帕立方米每秒（Pa·m³/s）；

M₁——标准漏孔关闭时氦质谱检漏仪的背景读数，单位为 ppm；

M₂——标准漏孔开启至输出信号稳定时氦质谱检漏仪的仪器读数，单位为 ppm。

3.2.6 当试验系统的布置发生改变（如采用辅助泵时，旁路至辅助泵的氦气流分配改变），或经校准的泄漏率有变动时，应重新校准。

3.3 试验步骤

3.3.1 完成初始校准后，用氦氮混合气将受试瓶加压至试验压力。

3.3.2 确认试验系统稳定后，开始检测，达到 3.2.3 确定的检测时间后，记录仪器输出读数 M₅。若输出信号不稳定，则应延长检测时间至输出信号稳定。

3.4 试验系统最终校准

3.4.1 采用检测舱内加压时，当试验完成后，应将受试瓶内压力泄压至零，再进行真空舱检测系统的最终校准。

3.4.2 受试瓶仍放置在真空舱内并保持标准漏孔关闭，测定仪器读数 M₃，再次开启标准漏孔，仪器输出读数增大至 M₄。

3.4.3 试验系统最终灵敏度按公式（4）计算：

式中：

S₂——试验系统初始灵敏度，单位为帕立方米每秒（Pa·m³/s）；

Q₁——渗透型标准漏孔漏率，单位为帕立方米每秒（Pa·m³/s）；

M₃——标准漏孔关闭时氦质谱检漏仪的读数，单位为 ppm；

M₄——标准漏孔开启至输出信号稳定时氦质谱检漏仪的读数，单位为 ppm。

3.4.4 最终灵敏度 S₂ 达到初始灵敏度 S₁ 的 35% 及以上，检测结果有效。若最终灵敏度 S₂ 减小到初始灵敏度 S₁ 的 35% 以下，应用氮气置换检测舱或修理仪器、重新校准后再次进行检测。

3.4.5 试验系统最终校准合格后，氦泄漏率应按如下规定确定：

a）当输出信号不改变，即 M₅=M₁，应记录为"低于系统的可探测范围"，试验结果合格。

b）当输出信号 M₅ 超过系统可探测范围，应记录为"大于系统可探测范围"，试验结果不合格。

c）当输出信号 M₅ 发生改变（但输出信号在可检范围），氦泄漏率应按公式（5）计算：

式中：

Q_He——通过氦质谱检漏法获得的气瓶氦泄漏率，单位为帕立方米每秒（Pa·m³/s）；

S₂——试验系统初始灵敏度，单位为帕立方米每秒（Pa·m³/s）；

M₁——标准漏孔关闭时氦质谱检漏仪的背景读数，单位为 ppm；

M₅——达到检测时间后氦质谱检漏仪的读数，单位为 ppm；

X——氦氮混合气中氦气的体积含量，单位为 %。

3.4.6 试验结果的判定应按气瓶相关标准的规定执行。若检出的氦泄漏率或转换得到的氢泄漏率不符合相关标准要求，应根据 NB/T 47013.8 或 GB/T 15823 中吸枪法检测的相关规定检测泄漏点，待消除泄漏点后重新进行气密性试验。