[发明专利]一种在常温和低温下检测材料渗漏性能的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在常温和低温下检测材料渗漏性能的方法和装置，更具体地说，涉及一种基于荧光法和压差法的在常温或低温下检测材料渗漏性能的方法和装置。

背景技术

随着石油等不可再生资源的不断开采，发展相应的替代燃料势在必行。液氢LH₂、液氧LO₂等液体燃料具有质量轻、无污染等优良特性，成为国民生产特别是航空航天领域的重要替代能源，对提高航天运载器运载能力、降低成本具有重要意义。由于LH₂、LO₂等燃料具有超低温、易燃等特点，一旦泄露不仅会造成能源的损失更容易危害公共安全，因此其燃料贮箱必须具有优异的室温及低温抗渗漏性能。

材料的渗漏性能通常采用压差法进行表征。压差法分为正压差法和负压差法。最常用的正压差法是体积法：将试样放入测试体系中间，将测试体系分为上下两个密封的腔室；在上腔室通入指定压力的高压测试气体；在下腔室测试透过气体的体积变化，进而计算试样的气体透过量。相关的测试标准有ASTM D1434-82(2015)Standard Test Method for Determining Gas Permeability Characteristics of Plastic Film and Sheeting等。负压差法是通过真空来实现试样两侧0.1MPa的压差。目前国内普通应用的透气性试验方法GB/T1038-2000《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》就是采用负压差法。该标准等效采用ISO2556：1974，适用于测定塑料薄膜和片材。试验仪器由低压和高压腔组成，将试样贴在高、低压腔之间，密闭后将两腔用真空泵抽真空，然后向高压腔充1个大气压(0.1MPa)的试验气体。通过测量低压室内的压力增量来计算气体透过量。

荧光渗漏检测法基于渗漏处的荧光检漏剂(一般为液态)在紫外检漏灯的照射下会发出明亮的黄绿光，进而可快速、简便地判断试样是否有渗漏点，并可准确地找到具体渗漏位置，是表征材料渗漏性能的又一有效手段。荧光检测法具有高灵敏度及可累积性、高选择性及可抗干扰性、定位功能和可保留性等优点，在检漏、探伤、示踪等诸多领域得到广泛应用。

在LH₂、LO₂等燃料贮箱的制造和使用过程中，箱体材料渗漏性能的评价和缺陷的及早发现与修复是一个重要的研究内容，也是关键技术之一。因此，贮箱材料在常温及低温下渗漏性能的检测至关重要。一定条件下试样的气体透过特性可以定量表征其渗漏性能，但无法给出缺陷的具体位置和数量，不利于缺陷的查找和修复。荧光渗漏检测可以快速准确对渗漏位置进行定位，但无法给出具体的渗漏性能参数。可见，以上检测方法对于常温和低温条件下材料渗漏性能的检测均有一定局限性。

发明内容

本发明的目的在于，在测试材料气体透过量的同时，明确具体的渗漏位置及相应渗漏程度，并实现低温渗漏性能的检测。

为实现上述目标，本发明提供了一种在常温或低温下检测材料渗漏性能的方法，包括：(a)将荧光检漏液与液氮混合，获得荧光低温检漏液；(b)在测试试样上、下表面所在空间抽真空，达到一定真空度后保持密闭；(c)在测试试样的上表面覆盖荧光检漏液或所述荧光低温检漏液，并充入一定压力的测试气体；(d)记录试样下表面一侧的气体压力随时间的增量，计算试样的气体透过量；(e)用紫外光照射试样下表面，通过荧光确定渗漏点位置和相应渗漏情况。

本发明的一种在常温或低温下检测材料渗漏性能的方法，所述步骤(b)中，试样上、下表面的真空度根据实际需要确定，优选的，保持在-0.1～0MPa。

本发明的一种在常温或低温下检测材料渗漏性能的方法，所述步骤(c)中，荧光检漏液或荧光低温检漏液需完全覆盖试样的上表面。

本发明的一种在常温或低温下检测材料渗漏性能的方法，所述步骤(c)中，试样上表面测试气体的压力根据实际需要确定，优选的，保持在1～3个大气压。当试样上表面测试气体压力为0.1MPa、下表面一侧真空度为-0.1MPa时，测试条件符合GB/T1038-2000；当试样上表面测试气体压力大于0.1MPa、下表面一侧真空度为-0.1MPa时，测试符合ASTM D 1434-82(2015)。

本发明的一种在常温或低温下检测材料渗漏性能的方法，所述步骤(d)中，气体压力通过真空计测量。