[发明专利]一种液氢阀外漏检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种液氢阀外漏检测装置及方法，该装置包括：试验容器、低位温度计、高位温度计、检测罩、阀内腔温度监控器、减压器、氦气瓶和氦质谱检测仪；该方法采用液氢浸泡的方式得到液氢温区，在阀体内腔内壁贴入液氢温度计，保证阀门内部温度达到液氢温区，同时没有从液氢中取出来再进行氦质谱检漏，而是将检测罩接管引出来，用氦质谱检测仪可以实时测量阀门外漏，测量精度高，耗时短，也避免阀门离开液氢后温度升高，测量不准的现象；同时，液氢耗量较低。

技术领域

本发明涉及液氢阀门低温外漏检测技术领域，具体涉及一种液氢阀外漏检测装置及方法。

背景技术

液氢属于易燃易爆气体，如果液氢阀门密封性能不达标，将存在很大安全隐患，且由于液氢对试验设施和人员的安全要求较高，加上价格昂贵，市场上不易获得，目前国内外液氢阀门制造商对于液氢阀门的外漏检测多采用常温氦质谱检测或者氢浓度探头检测，也有很多厂商采用液氮浸泡法，此种方法可参见GB/T24925《低温阀门技术条件》，即在液氮温区下将阀门浸泡一段时间，同时通入氦气，使阀门温度达到液氮温区，在内漏检测结束后立即将阀门从液氮中取出，接着进行氦质谱检测。由于温度对阀门影响很大，此方法相较于直接在常温下进行氦质谱检测，阀门温度要求更低一些，虽有所进步，但仍然没有达到阀门的工作温度即液氢温度；实际上，由于从液氮中取出来检测时，阀门已经离开液氮环境，检测温度已经高于液氮，阀门密封性能自然与浸泡于液氮中不同，因此目前采用液氮浸泡法的液氢阀门检测甚至达不到液氮温区下外漏检测，且液氢和液氮物性差别很大，阀门受温度交变影响也非常大，此种方法无法真实反应液氢温区下的外漏值。

实际工作中用氢浓度探头检测的一个液氢阀门，在常温下通入氢气，外漏数值为0ppm，之后将阀门通入液氢，发现阀门在冷却过程中，液氮温区时，用氢浓度探头检测外漏依然为0ppm，但到了液氢温区显示为1000ppm，由于1000ppm是所用氢浓度探头的最大量程，实际在液氢温区显示数值应该更大，因此，常温和液氮温区检漏并不能保证液氢阀门真实工况下的泄露情况。

同时，现有技术中还有一小部分液氢阀门外漏检测采用液氢温区下检漏，将阀门内部通入液氢，在阀门外部罩一个外壳用于收集阀门外漏的氢气量，为了准确测量泄漏值多采用累计流量法，这种方法能够检测阀门在液氢温区下的外漏量，但是由于此种方法需要相对长的时间才能得出准确数据，液氢消耗量相对较大，也不具有实用价值。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种液氢阀外漏检测装置及方法，采用液氢浸泡的方式得到液氢温区，在阀体内腔内壁贴入液氢温度计，保证阀门内部温度达到液氢温区，同时没有从液氢中取出来再进行氦质谱检漏，而是将检测罩接管引出来，用氦质谱检测仪可以实时测量阀门外漏，测量精度高，耗时短，也避免阀门离开液氢后温度升高，测量不准的现象；同时，液氢耗量较低。

本发明的技术方案为：一种液氢阀外漏检测装置，包括：试验容器、低位温度计、高位温度计、检测罩、阀内腔温度监控器、减压器、氦气瓶和氦质谱检测仪；

所述检测罩罩在液氢阀被测位置处，氦质谱检测仪通过外漏检测管与检测罩内部连通；

当检测罩罩在液氢阀的阀盖法兰至手轮之外时，低位温度计和高位温度计设置在阀杆上；当检测罩罩在整个液氢阀之外时，低位温度计和高位温度计设置在外漏检测管上；且高位温度计位于低位温度计之上；

所述液氢阀的阀体一端设有一条延伸至试验容器外部的管路Ⅰ，其位于试验容器之外的管段上依次设有压力测量仪器Ⅰ和放气阀，且压力测量仪器Ⅰ位于放气阀之前；另一端通过管路Ⅱ与设置在试验容器外部的氦气瓶相连，且管路Ⅱ上依次设有压力测量仪器Ⅱ、减压器和气瓶阀；阀体的内腔设有温度计，并与设置在试验容器外部的阀内腔温度监控器相连；

所述试验容器顶部设有一条连通内外的管路Ⅲ，其位于试验容器之外的管段上设有放空阀；试验容器底部与外部的液氢存储器之间通过一条连通试验容器内外的管路Ⅳ连接，且管路Ⅳ上设有液氢加注阀。

优选地，所述低位温度计和高位温度计均为片状结构。