气密检漏在不锈钢真空杯中的应用

段雪利

摘  要：传统意义上的保温器皿是保温瓶，但是随着科技和工业的快速发展，304和316等不锈钢已经成为保温杯制作的主要材料。为了能够有效保证最终结果的准确性，因此从检测的环境来看，就需要保证在恒定的常温状态下进行。而该文就对不锈钢真空杯的结构进行详细分析，根据气密检漏的特点和方法以及在生产检测中的应用，详细分析产生漏水的原因以及相关注意事项。

关键词：气密捡漏  设备  不锈钢真空杯  应用

中图分类号：U4 文献标识码：A

Abstract： In the traditional sense， the thermal insulation vessel is the thermos bottle. However， with the rapid development of science， technology and industry， 304 and 316 stainless steel have become the main materials for making thermos cups. In this paper， the structure of stainless steel vacuum cup is analyzed in detail. In order to effectively ensure the accuracy of the final results， from the perspective of the detection environment， it is necessary to ensure that it is carried out at a constant room temperature. In this paper， the structure of stainless steel vacuum cup is analyzed in detail. According to the characteristics and methods of air tight leak detection and its application in production detection， the causes of water leakage and relevant precautions are analyzed in detail.

Key Words： Airtight leak detection; Equipment; Stainless steel vacuum cup; Application

1  結构分析

尽管不锈钢保温杯和不锈钢真空杯相比，基本上都是采用了不锈钢作为主要的制作材料，但是从实际使用效果上来看后者对于原材料的规格和质量以及标准都是有着独特的要求。首先就不锈钢而言，材料的钢含量相对来说比较高，同时在杯身的厚度上也需要达到相应的要求，只有这样才能够尽最大限度，有效地发挥出保温特性。从内部的结构上来看，夹层设计成真空层，能够有效避免热传导现象的产生，同时也能够最大限度避免热量辐射的出现，此外，在部分产品中还可以在杯盖上添加软木塞等部件避免热量快速消散。

2  气密检漏的特点

首先由于压差的存在气体会通过缝隙处由气压高流向气压低，而单位时间内的气体泄漏量可以表达为Q=CPn，其中Q为漏孔漏率，P为表压值，C与漏孔自身结构相关的数值，n是漏孔自身有关的待定常数。因此对于存在缝隙或者是镂空的不锈钢真空杯在装入水后，考虑到水的压力以及热量所产生的热胀冷缩，就会导致在压力增大的情况下，泄漏量也会增加。而根据国家相关标准，对于不锈钢真空杯的密封性检查要求可以发现，首先要使用温度达到90 ℃以上的热水，然后再装入整个杯子接近50%左右的容量，接下来就需要以较快的速度来回摇晃10次以上，这样就有效地检验出杯子是否存在漏水的可能性。然而从大批量生产的角度来看，这样的方式就显得很烦琐，并且在检测完毕以后，还需要将不锈钢杯全部清洗干净。而使用气泡法就能够更加精确地确定出泄漏点的位置，但是从成本上而言就显得有些不合时宜。在当前大规模生产的要求下，也可用其他的检测的方法，也就是使用特定的设备将被检测的杯子当中充气，如果在规定的时间范围内气压稳定，那么就证明是没有任何异常现象。而根据相关实验表明，其实验定律可以表达为：P1V1/T1=P2V2/T2。

在上述公式当中P代表测工件的压力值，V为工件的体积大小，T为测物体的实际温度。考虑到所处环境因此检测时间越短，那么其杯内的气体温度就不会产生明显变化，考虑到杯体压力以及温度较低的情况下，发生变化的可能性也是比较低。因此P1=P2也就是在检测前后，内部压力不变，如果出现了压力下降的情况，那么就证明产生了漏气的可能性，可以将该批次的产品判定为不合格。而这种检测无需使用较为昂贵的设备，并且效率高，操作简单可以适用于大规模生产[1-2]。

3气密检漏设备与模具

首先设备的构成是由多个系统组合而成，分别有减压系统，检测系统以及控制系统和排气系统总共4部分。比如0.5 MPa压缩空气在经过第和第2道减压阀以后，此时压力就会快速下降到2 kPa或者3 kPa，作为技术人员就需要及时踩下开关，然后再控制柜内继电器进行工作，接下来空气通过电磁开关阀进入到不锈钢真空杯体内进而导致气压表快速上升，接下来就需要使用第二继电器进行工作，但是就需要及时观察压力表指示灯是否出现下降的可能，如果没有异常现象继电器就需要开启第3继电器，空气在经过排气阀流出以后，此时气压表的气压就开始缓慢下降整个流程也就完成了排气的工作。

4影响气密检漏的因素分析

4.1检测压力

在实际检测过程中泄漏量会随着压力的不断上升而加大，也会因为当压力减小或者是处于相对比较低的状态下，如果还是使用普通的检测设备，那么无法将瑕疵检测出来。因此所使用的设备，在精密度和周围环境的要求上也就更高，但是从生产的角度来看过高的成本会无形增加企业经营压力，此外当检测压力过大时那么很有可能会因为泄漏量比较小而无法进行检测，对此检测压力应当控制在1～3 kPa。

4.2检测时间

在第1阶段，当作业人员接通开关以后，接下来就需要及时打开电磁阀，然后才可以开始进行充气，因此在顺序上就需要进行清楚地了解不可弄错。而在该流程当中所花费的时间大概仅仅只有不到一秒钟，但需要注意的就是，到了第二阶段开始以后，当压力表逐渐上升，同时还需要达到所调节到的压力位置时，由于上升速度过快，导致无法准确观察气压有没有出现下降的可能，也对相关作业人员的正确判定产生了一定的影响。但如果在此过程当中产生的时间相对比较长，那么也会对企业的生产效率产生较大的影响。而到了第3阶段以后，当排气阀打开以后就需要进行排气，考虑到整体时间也就只有一秒钟左右，因此作业人员就需要格外关注，通过时间继电器的调节控制[3-4]。

4.3检测温度

为了能够有效保证最终结果的准确性，因此从检测的环境来看，就需要保证在恒定的常温状态下进行。温度过高或者是温度过低，都有可能会对数据造成一定的偏差，此外还需要充分地考虑到，由于充气时气体分子之间会不可避免地产生摩擦进而导致温度升高。因此就有必要根据理想气体方程中的公式检测压力升高，以便于提高最终的精确度问题。此外在解决充气引发升温的方法当中有两种，首先是低压检测有助于降低气体分子的活性以及压差产生所带来的影响;第二，增加保压时间从而使得检测的压力趋向于平稳然后再进行检测。

4.4真空杯杯盖性能检测

就目前来看，不锈钢真空杯的防水等级要求为IP*7，换句话来说是距离水面一米要连续30 min，保证其性能不会受到任何影响，也不会产生漏水的可能性。然而从厂家经济利益出发也不可能保证每个产品都需要经过一米水深浸泡长达30 min，因此在这个时候就需要使用到气密防水测试机。其实也是充分利用空气压力的原理，模拟在一米水深下的环境最终是通过压力的变化，以此判断产品是否能够达到相应的防水等级标准。

5气密检漏设备

气密检漏机是由减压、检测、控制以及排气系统所构成，比如在0.5 MPa压缩空气，在经过第1道和第2道减压阀以后，其压力就会快速下降到2 kPa左右，在踩下开关，通过控制柜内时间第一继电器开始工作，然后空气经过电磁开关阀进入到杯体内，从而促使气压表快速上升，等到第二继电器电器运转之后，气压就进入到了相对稳定状态。作为工作人员，就需要及时观察压力表的指示针是否存在明显下降态势，接下来就需要通过第三继电器工作，空气经过排气阀流出成功实现排气[5-6]。

6产生漏气的原因分析

在通常情况下产生漏气的可能有很多因素，首先就是在于杯体加工过程存在纰漏或者是瑕疵，以及不同的加工工艺和相应的生产设备，导致所加工出来的杯体存在较大的不一致。当然工人的操作和相关的工序也会导致这种误差的产生，就目前来看，加工过程中引发保温杯漏气是较为普遍的现象;其次，杯盖注塑不足从而导致变形以及各种零部件之间存在的组装问题，也容易引发漏气的可能性，因此对于这种存在质量瑕疵的杯盖，那么就需要使用标准的杯体参照图制作成捡漏模具对其进行测试;最后，密封圈安装不到位或者是由于该部件存在变形，从而导致杯体与杯盖之间存在缝隙或者是预压不足，因此也会引发漏气的可能性。总而言之，在注重生产工序以及杯体设计的基础上，还需要格外注重密封圈的结构是否合理，因为这也是影响漏气的重要因素之一。

7检漏注意事项

首先就需要使用标准不锈钢杯体，对设备各项参数进行校对，此外在捡漏的过程当中如果出现较多的瑕疵或者是不良现象。还需要对检测设备的接头处进行详细检查，能够有效防止该区域所存在的问题导致正常合格产品被误判为不合格。

8结语

在目前的环境下，气密检漏具有高效环保非常適合大批量检测生产的方式，但是在实际使用过程中也会面临很多较为突发性的复杂状况，所以在特定环境下也需要使用手工检查的方法，但是考虑到生产效率以及人工检测成本过高的现实性问题，因此就有必要加快接入技术的研究，对于国内汽车运输以及电子等行业的发展，能够起到积极的推动作用。

参考文献

[1]王家龙.气密检漏在不锈钢真空杯中的应用[J].中国高新科技，2021（2）：149-150.

[2]林俊辉. 融合多传感器的压力容器气密性试验方法研究[D].杭州：浙江工业大学，2020.

[3]王生. 被动式超低能耗建筑气密性措施及检测方法[D].青岛：青岛理工大学，2019.

[4]蒯正龙.气密性检测设备在液力变矩器上的应用[J].液压气动与密封，2021，41（7）：84-85，89.

[5]陈海阳，王传波，田斌，等.被动式建筑鼓风门法气密性检测技术[J].建筑节能，2019，47（10）：175-178.

[6]卢其志，余文涛，黄小林，等.制动钳负压气密性检测设备研发[J].装备制造技术，2019（9）：125-128，132.