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五種對單晶爐密閉性能的檢測手段

[2014/6/28]

    單晶爐爐室內的工作溫度高達1400℃甚至更高,故其殼體需為夾層結構以便通水冷卻,主輔爐室之間,觀察口、抽氣口等處要施以靜密封,籽晶坩堝等運動部件處要施以動密封,這些都對提高單晶爐整體密閉性增加了難度。同時也對真空密閉性能的檢驗提出了更高的要求。

    鑒于奧氏體不銹鋼防銹、強度高、塑性及韌性好、焊接性能優良、順磁性、導熱導電性低等特點,幾乎所有的單晶爐爐室都采用00Crl8Ni9Ti(SuS304L)不銹鋼材料,采用鎢極氬弧焊(rnG)或熔化極氬弧焊(MIG)。

    制造過程中對單個零件的檢驗,主要是對采用焊接工藝零件焊縫的檢驗,防止焊接過程中的虛焊漏焊,杜絕裂紋氣孔,及時發現問題采取補救措施。

    外觀檢驗法

    對焊接焊縫最簡單的檢驗方法是外觀檢驗,用肉眼或低倍(小于20倍)放大鏡對焊縫表面缺陷進行檢查。外觀檢驗之前,焊縫的表面污物應清除干凈。外觀檢驗的主要內容是檢查焊縫的尺寸是否符合要求,是否有咬口、焊瘤、表面氣孔、表面裂縫等缺陷。對檢查出的焊接缺陷,須及時修補后,再次進行檢驗。外觀檢驗只能發現表面宏觀的缺陷。

    著色檢驗法

    著色檢驗法的原理是用著色劑來顯示缺陷。著色檢驗不需專門裝置,只要配置適宜的著色劑、顯現粉,即可獲得檢驗結果。其工作原理是基于毛細管作用來實現的。先用合適的溶劑將焊縫清洗干凈,并讓其干燥,接著噴上著色劑,等待一段時間,流動性和滲透性良好的著色劑便滲入到焊件表面的縫隙中,然后將焊件表面再次擦拭干凈并噴上顯現粉,侵人焊件縫隙中的著色劑,則由于毛細管現象上滲到顯現粉中來,呈現出缺陷的形象。雖然著色檢驗也只能發現表面的缺陷,但根據著色顯現出來的大小可以幫助判定缺陷的大小,比其外觀檢驗效果更好。

    X射線檢驗法

    要對焊縫的內部缺陷進行檢驗,既準確又可靠的方法是x射線檢驗。利用x射線來檢驗焊縫的方法目前應用最廣泛的是照相法。這種方法就是在被檢驗焊縫的后面放置一張膠片,x射線從前面透人。當x射線經過被檢驗的焊縫后,由于焊縫金屬和焊縫缺陷的密度不同,對X射線的能量衰減和吸收不同,而到達膠片上的x射線強度也不同,膠片的感光程度不一樣,經過顯影后得到的底片黑化度也就不同,有缺陷處x射線吸收少,透過的x射線強度較大,底片感光較強,顯影比較黑;無缺陷處底片感光則較弱,顯影后呈淡白色。這樣,觀察底片上的影像就能發現焊縫有無缺陷及缺陷的種類、大小和位置。

    水壓檢驗

    對單晶爐中殼體為夾層結構的零件,除采用上述方法外,還可以采用水壓法檢驗夾層是否有缺陷。水壓法檢驗是在單晶爐殼體上留一個入口用水將夾層灌滿,并堵好其余的出口,用水泵把夾層內的水壓提高到3.2kg/cm2左右,進行強壓試驗,并維持15min以上,壓力不能有下降,同時檢查焊縫上是否有水滴或水跡出現,如果出現則表明該處有滲漏缺陷,應做出標記,以便修補。水壓法檢驗方法簡單,容易找出缺陷的具體位置,不過其最小可檢漏率只能達到10“Pa·L/s,對極其微小的缺陷就無能為力了。

    氦質譜檢驗法

    用于單晶爐的真空殘余氣體分析的質譜計都可以用來檢漏,特別是用氦做示漏氣體的質譜檢漏儀,是真空檢漏中靈敏度最高、用得最普遍的一種檢漏儀器,其最小可檢漏率能達到10。11Pa·L/s。目前的氦質譜檢漏儀基本上都是磁偏轉型的,其實質是一種對氦分壓變化有反應的儀器。單晶爐殼體夾層用氦質譜檢漏儀進行檢驗,首先要留~個入口接上真空管路,堵好殼體上其他的出口,再用輔助真空泵抽真空,真空度達到10Pa以下后,才能打開與之相連的氦質譜檢漏儀,然后用氦氣在疑有漏孔處進行噴吹,檢查檢漏儀指示是否有變化,如發現有變化時,應再做幾次復檢,確定漏孔的具體位置。氦質譜檢漏的設備都較昂貴,因此應盡可能采用其他較為經濟的檢漏方法。 

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