密封箱室气密性验收检测的基本介绍

张伟 杨文辉

摘 要

密封箱室是满足特定密封要求的箱室，其结构及系统设置可避免包容在其内的物质泄漏至外部环境或防止外 部环境的物质渗入其内，或同时防止双向渗漏，密封箱室泄漏检测是根据箱室设计不同，采用的方式方法也有所不同 ，通常采用含氧法、压力变化法和恒压法，在强、中放α-γ热室，如处理PuO2 粉末或超铀元素研究或生产的热室、工作箱、手套箱，气态同位素生产用热室、工作箱均采用2级密封箱室，要求小时泄漏率（h-1）为≤2.5×10-3。

关键词

密封箱室;密封;检测

中图分类号： Q-338;TU83               文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 17 . 83

0 引言

密封箱室是满足特定密封要求的箱室，其结构及系统设置可避免包容在其内的物质泄漏至外部环境或防止外 部环境的物质渗入其内，或同时防止双向渗漏。

密封箱室泄漏检测是根据箱室设计不同，采用的方式方法也有所不同，通常采用含氧法、压力变化法和恒压法。对于1级密封箱室的检验，必须采用含氧法检验，2级和3级密封箱室的检验，可以采用压力变化法，3级和4级密封箱室的检验，可以采用恒压法。在放射性生产区域，因密封箱室密封性级别，按箱式箱室类型充惰性气体的或具长期有害气氛的密封箱室，在强、中放α-γ热室，如处理PuO2粉末或超铀元素研究或生产的热室、工作箱、手套箱，气态同位素生产用热室、工作箱均采用2级密封箱室，要求小时泄漏率（h-1）为≤2.5×10-3，具长期有害气氛的密封箱室处理液体介质的化学热室，元件切割热室，高、中放射性液体取样屏蔽工作箱，其要求小时泄漏率（h-1）≤10-2。产生有害气氛的密封箱室如元件检验热室，机械维修热室，分析热室、工作箱、手套箱，放射性废液固化热室，固体同位素或密封源分装热室、工作箱其要求小时泄漏率（h-1）≤10-1。

通常生产车间多采用α―γ热室，其不仅具有重屏蔽为操作及邻近人员提供生物屏蔽，而且由于所处理物质的α比活度高，或有放射性液体挥发、固体升发、气体逸出或粉尘产生之可能，因而必须提供严格的α密封。根据设计要求，采用2级密封箱室，验收标准是泄漏率为小时泄漏率（h-1）为≤2.5×10-3，利用压力变化法，在1000Pa的压差下（一般为250Pa左右）测量泄漏率。

1 密封箱室气密性验收检测方案

1.1 压力变化法

压力变化法操作简单，只需常用的检验仪器，所以应用广泛，但是，这种方法对密封箱室内部温度的变化很敏感，密封箱室内部温度的变化会引起内部压力的变化。应当特别注意使检验室的门、窗保持关闭。密封箱室还应避免受阳光、发光或发热设备影响而导致温度升高。 同时也对大气压的变化敏感，大气压的变化可能使箱室壁变形。这種方法不能用来测量很低的泄漏率。

1.1.1 原理

压力变化法用于测量处于负压的密封箱室内部单位时间的压力增加。

密封箱室处于正压时，也可以采用同样的方法。

1.1.2 仪器

压力变化法使用的仪器（见图2）包括：

a）温度计

用于测量密封箱室内的温度，精密度好于0.1℃。

b）温度计

用于测量室温，精密度好于0.1℃。

c）气压计

最小读数为10Pa。

d）压差计

分度值为10Pa。

1.1.3 试验步骤

检验期间必须用放置在密封箱室附近的温度计和气压计测量室温和大气压。在最后封闭密封箱室的开口之前，必须把测量密封箱室内部温度的温度计悬挂在箱室内部的中心位置。必须使要检验的密封箱室内的温度和压力以及检验室的室温和气压稳定后才能开始泄漏检验。使密封箱室内的负压达到所要求的值（对于验收检验，比外部大气压低1000Pa;对于使用期间的检验，比外部大气压低250Pa），然后关闭排气阀。

关闭进排风过滤器阀门，密封手套接盘，使密封箱室内部与外界隔离，当压力和温度稳定后，测量密封箱室内的温度和负压以及外部大气压，每隔15min测一次，总共测量1h。第一次测量读数（初始读数1）和最后一次测量读数（终了读数2）用于计算，其余的中间读数用于控制检验条件。测量数据、计算出的泄漏率和作出的评价也必须包括在检验报告中。按1.2的定义，小时泄漏率Tf为：

1.1.4 检验有效的条件

检验期间（持续1h），应当满足下列条件：

a）密封箱室内部相对压力的变化必须小于初始值的30%;

泄漏率对压力的依赖性对不同的测量条件是不同的。一般而言，对于密封箱室进行气密性时，试验压力对泄漏率的影响较大;而对于测量点较少的密封箱室进行气密性检测时，影响较小。

b）密封箱室内部温度的变化必须小于±0.3℃;

随着压力的升高，温度的变化也会给密封箱室气密性 过程带来一定的影响，这就需要考虑增加整个检测过程中的稳定时间等一系列问题。因此，建议对密封箱室可采用在一定压力范围内进行气密性，然后选择一个满足要求的最低压力作为气密性的压力。

c）大气压力的变化必须小于100Pa;

对处于密封箱室的气体而言，当温度升高时，其内部压力随之升高，因而温度变化不可避免地会影响压力变化，从而影响密封箱室的气密性。一般估计这种影响的范围大致是温度每变化1℃时引起的压力变化为0.4%。因此，随压力的提高，温度的影响会变得明显。采用压差法测量时，当采用的参考件与测量具有相同的密封箱室内腔容积时，由充气本身引起的温度变化效应可被系统自身消除。

d）如果可能，检验室室温的变化应当小于1℃。

但当被测密封箱室温度与环境温度不一致时，采用压差法测量也无法消除这种温度的影响。温度对测量结果的影响对不同的测量对象而言也是不同的。密封箱室的几何形状、内腔容积、表面积的大小、工件的材料等都会成为影响温度变量的因素。密封箱室表面积大，内腔容积小，材料的导热性好，温度的影响就很显著。在通常的测量条件下，由于检测时间较短，温度的影响不会十分明显。

如果无法满足以上条件，必须重新进行检验或采用另一种检验方法进行检测。

2 检验过程

3 结论

通过对密封箱室的密封性测量，泄漏率为1.02×10-3h-1，根据行标《EJ/T1096-1999》，该密封箱室的密封性能够达到放化2级密封箱室规定的泄漏率。

参考文献

[1]EJ/T1108-2001密封箱室设计原则.

[2]EJ/T1096-1999密封箱室密封性分级及其检验方法.

[3]EJ76-75工作箱技术条件.

[4]EJ78-75屏蔽铸铁技术条件.

[5]2004Q/EU13BJT-2屏蔽手套箱涂装技术条件.