管法兰用垫片密封性能试验方法之氦质谱真空测漏法（方法C）-「亿威仕」

管法兰用垫片密封性能试验方法之氦质谱真空测漏法（方法C）：

1、概述

适用于介质为纯度不低于 99.9% 的氦气，泄漏率 LV 在 10^-8cm³/s（标准状态）~10^-3cm³/s（标准状态）范围的垫片密封性能试验。

2、试验装置

2.1 试验装置主要由垫片加载系统、试验介质供给系统、测试系统和试验法兰等组成，如图 1 所示。

标引序号说明：

1——氦质谱仪；2——测漏空腔；3——模拟法兰；4——垫片；5——油缸；

6——压力源；7——真空泵；8——压力传感器；9——氦气瓶；

10——位移传感器；11——载荷传感器；12——数据采集系统。

图 1 氦质谱真空测漏法的试验装置示意

2.2 垫片预紧比压的施加载系统应能提供规定的垫片预紧比压，并能控制恒定的加载速度和卸载速度。试验过程中垫片预紧比压的波动应在规定值的 ±2%。当垫片预紧比压小于或等于 35MPa 时，加载速度和卸载速度应为 0.2MPa/s；当垫片预紧比压大于 35MPa 时，加载速度和卸载速度应为 0.5MPa/s。

2.3 通入的试验介质应能提供规定的试验介质压力。试验过程中介质压力的波动应在规定值的 ±2%。

2.4 试验法兰采用模拟法兰，密封面为平面。试验法兰应具有足够的刚度，以确保能承受加载载荷，并不发生因压板变形而影响垫片表面比压的情况。法兰材料的弹性模量应为 195GPa~210GPa，密封面硬度应为 40HRC~50HRC，密封面表面粗糙度 R_a 应为 3.2μm~3μm。

2.5 氦质谱检漏仪推荐检测范围为 10^-8cm³/s（标准状态）~10^-3cm³/s（标准状态），分辨率不低于 10^-9cm³/s（标准状态）。

3、试样

3.1 试样准备

试样选取后应在温度（23±5）℃、相对湿度（50±6）% 的环境下放置不少于 48h。试样从上述环境中取出，到试验开始前不应超过 30min。

3.2 试样尺寸

除另有规定外，垫片的公称尺寸为 DN80mm 或 NPS3。

3.3 试样尺寸测量

3.3.1 垫片厚度用分度值不大于 0.02mm 的量具测量，以等弧三点测量值的算术平均值为测量结果。

3.3.2 垫片直径（内径 D_i 和外径 D_o）用分度值不大于 0.02mm 的量具测量，以等弧三点测量值的算术平均值为测量结果。

4、试验条件

推荐试验条件见表 1，也可由文件使用者协商确定。

表 1 推荐试验条件

5、试验程序

5.1 用软棉布蘸溶剂（如丙酮）清洗上下模拟法兰的表面，将垫片对中放置到模拟法兰之间。

5.2 按 2.2 和表 1 的规定，对垫片施加预紧比压，达到规定值后保持 15min。

5.3 打开真空泵，将管路抽真空至表压 -0.1MPa 以下，通入氦气对管路及密封腔内的气体进行置换，反复 2 次，然后关闭真空泵及其管路阀门。

5.4 打开氦气瓶，向密封腔内通入试验介质，利用减压阀调整氦气介质压力至规定的试验介质压力，使用氦质谱仪开始检漏，15min 后待泄漏率数值稳定记录泄漏率值。

5.5 关闭氦气瓶阀门，关闭氦质谱仪，放掉密封腔内的氦气，停止试验。

6、试验次数

从同一样本中选取若干个试样，并随机抽取不少于 3 个试样进行试验。

7、泄漏率计算和试验结果

最终试验结果取所有计算值的算术平均值并修约至两位有效数字。