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真空系統的洩漏偵測

維持真空完整性不僅僅需要識別洩漏,還需要精確偵測和定位洩漏。這就是氦氣噴灑的用武之地。

作為啟動、維護或維修的一部分,確保品質和效能至關重要。

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氦氣噴灑可準確定位洩漏

在大型真空系統中,即便微小的洩漏也會影響效能、污染製程或延遲操作。壓力上升或下降測試通常表明存在洩漏,下一步是快速可靠地偵測位置

這時氦氣噴灑就變得至關重要。這種偵測方法在廣泛的壓力範圍內都非常有效,並且支援定性測試。

氦氣噴灑的工作原理

  • 初始檢查:執行壓力上升或下降測試(也稱為洩漏測試)以確定密封性。預先對系統進行烘烤除氣以盡量減少背景脫氣。
  • 連接真空系統至氦氣檢漏儀。
  • 對可疑洩漏區域(例如密封、焊接、閥門或法蘭)外部噴灑氦氣
  • 當氦氣進入系統時,透過觀察偵測器訊號峰來偵測洩漏
由於氦氣噴灑不僅能確認是否存在洩漏,還能定位洩漏,因而可將「檢漏儀」變成真正的洩漏查找器。
Christian Burger,Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions 市場經理

依賴真空洩漏偵測的應用

氦氣噴灑是廣泛工業應用中不可或缺的洩漏試驗方法,包括從半導體製造到超高真空 (UHV) 調研環境。

半導體製造面臨的挑戰

  • 氣體洩漏或微洩漏造成的污染
  • 24/7 生產環境下的停機時間
  • O 形環因熱循環而老化

系統建置面臨的挑戰

  • 充滿氣體的狹小空間中的工人安全
  • 處理循環期間的熱相關損壞
  • 難以定位複雜連接系統中的洩漏

UHV 環境中的挑戰

  • 達到並維持極低壓力水準
  • 偵測多接頭系統中的微小洩漏
  • 防止超乾淨環境中的污染

半導體製造

半導體工具中,維持真空完整性至關重要,特別是在用於沉積光刻蝕刻的連接系統中。

這些真空處理法在嚴苛的熱力機械狀態下持續運行。

氦氣噴射為半導體行業提供以下優勢

  • 在持續運作期間快速即時定位洩漏
  • 高靈敏度,可在損壞發生前偵測到微洩漏
  • 對維持製程穩定性與產品品質充滿信心

這種方法對於在高通量環境中運作的大型真空系統的預測性維護程式特別有價值。


合適的產品

查看洩漏偵測如何支援半導體的正常運行時間
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(例如真空爐或鍍膜機)

系統建置

裝配或維護後,即便微小的組件密封錯誤也會導致重大問題,特別是在處理氬氣或氯氣等反應性或危險氣體時。

洩漏通常發生在閥門、工具或製程特定設備整合至系統的接頭處。

氦氣檢漏儀如何協助系統建置

  • 確保安全並防止氣體暴露
  • 快速定位洩漏以加快維修速度
  • 維持產品品質並防止氧化或缺陷
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超高真空 (UHV) 環境

在以 10⁻⁷ hPa (mbar) 及以下運作的超高真空 (UHV) 系統中,即使最微小的法蘭或焊接組件洩漏也會干擾實驗、延遲結果或損壞敏感設備。

為何氦氣噴灑在 UHV 中至關重要:

  • 能夠在複雜、密封的系統中精確偵測洩漏
  • 支援達到超高真空 (UHV) 水準所需的嚴格密封性要求
  • 幫助維持加速器、電子顯微鏡和鍍膜腔體等敏感裝置的清潔狀態
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Pfeiffer 氦氣檢漏儀

找到適合您系統的正確解決方案。

不同的環境需要不同的解決方案,從精巧的維修站到完全整合的高流通量生產線。檢漏儀使用氦質譜法,但在結構尺寸、移動性、流通量和泵浦設定方面有所不同:

  • 靈活的系統整合,可選擇各種底泵浦(乾式、油潤滑或外部)以適應不同的洩漏率和腔體容量 (ASM 340)
  • 精巧且便攜的設計,非常適合行動服務、研發或狹小空間 (ASM 310)
  • 具有最大氦氣抽氣速率的高流通量型號,可在無塵室和 24/7 環境中快速穩定 (ASM 390/392)
  • 專用工具和配件有助於根據不斷變化的狀態和工作流程調整檢漏儀。從氦氣噴灑套件到運輸車,一切都能優化您的測試設定

比較合適產品

專家網路研討會:介紹如何改進真空系統的洩漏偵測

了解洩漏和基本知識

造成真空系統洩漏的原因是什麼?

洩漏原因可能是:

  • O 形環損壞
  • 法蘭、閥門或焊接處出現裂痕或腐蝕
  • 組件或真空設備安裝或維修不當
  • 由滯留氣體或多孔材料造成的虛擬洩漏

什麼是虛擬洩漏?

滯留氣體(通常是水蒸汽)從螺栓螺紋或多孔材料等空腔中緩慢釋放時,即發生虛擬洩漏。雖然並未真正發生違規,但這種脫氣可以模擬洩漏。

它們在分壓狀態下可能難以偵測,需要高靈敏度的方法來偵測洩漏。需要高準確度的氦氣檢漏儀或擴展監控來識別這些洩漏。

能將 WD-40 用於真空洩漏偵測嗎?

不能。WD-40 會在真空環境中留下油性殘留物和污染物,尤其是在低於 1×10⁻³ hPa 的情況下。改用異丙醇或其他酒精基液體,它們會蒸發乾淨並暫時密封洩漏,指示洩漏位置。

為何氦氣通常用於偵測洩漏?

氦氣是多種洩漏試驗方法中的首選示蹤氣體,特別是在真空環境中。

原因如下:

  • 惰性且非反應性
  • 極小的原子結構尺寸,非常適合微洩漏
  • 空氣中含量稀少 (~5 ppm),可實現高靈敏度
  • 無毒且對環境友好


然而,處理不當可能會導致背景污染和假陽性。

始終確保:

  • 避免噴灑過量氦氣
  • 測試前排空噴霧軟管
  • 在可疑部位輕輕且精確地施用氦氣

預防和管理洩漏

如何防止真空系統洩漏?

  • 使用適合您壓力的材料
  • 盡量減少設計中的接頭、彎弧和死體積
  • 安裝期間小心把手部件
  • 定期目視檢查真空系統中的關鍵組件
  • 執行烘烤除氣以去除殘留的水分和氣體

在選擇檢漏儀並準備系統進行小洩漏試驗時應考慮什麼?

  • 選擇方法:您需要根據系統壓力和目標洩漏率從幾種方法中選擇最適合的一種。
  • 偵測器特點:快速反應時間、高靈敏度。
  • 準確度因子:避免虛擬洩漏,確保良好電導值。
  • 清潔度:預先清潔腔體,必要時烘烤除氣。
  • 安全性:有缺陷的零件或程式可能會危及操作人員和產品的安全。
  • 仔細記錄和管理收集到的資訊以便後期追溯。

專家支援:不確定哪種設定適合您?
提交請求或訪問我們的洩漏試驗服務以獲取實操指導。

如何收集和記錄檢漏儀的測試結果?

現代氦氣檢漏儀(例如 ASM 系列)支援:

  • 數位資料記錄
  • USB 或乙太網路匯出
  • 內建診斷功能與易於稽核的報告

氦氣洩漏偵測方法和最佳實踐

噴灑方法的準確度如何?

在可用的洩漏試驗方法中,氦氣噴灑對於偵測大多數相關洩漏具有足夠的準確度。氦氣噴灑用於定位,而非絕對速率量測。它可以偵測到低至約 10⁻⁷ 至 10⁻⁹ mbar∙l/s 的洩漏,適用於大多數真空應用。

優勢:

  • 在實際系統操作期間有效
  • 壓力上升/洩漏測試後的理想選擇
  • 快速發現影響安全或效能的洩漏

噴灑與嗅探:真空洩漏偵測的最佳方法是什麼?

氦氣噴灑與嗅探只是幾種真空洩漏試驗方法中的兩種。選擇哪種方法取決於壓力條件,以及系統是處於真空狀態還是充滿空氣。

 
氦氣噴灑
氦氣嗅探
氦氣流量
外 → 內
內 → 外
應用案例
腔體內的真空
加壓腔體
氦氣數量
小型、可控
完全加壓

大多數偵測器都支援這兩種模式。對於真空洩漏偵測,噴灑仍然是最高效且最具成本效益的方法。

什麼會影響噴灑測試的反應時間?

在大型系統中,氦氣可能需要一些時間才能通過洩漏路徑。優化方式:

  • 使用短而寬的連接
  • 確保良好的電導值
  • 盡量減少外部泵浦流阻(部分流量設定可能會降低訊號強度)

連接組件中或分壓下的洩漏可能需要更長穩定性

我可以使用替代方法來偵測洩漏或空氣進入嗎?

可以,特別是在偵測由空氣或其他氣體進入所造成的洩漏時,四極質譜儀 (QMS) 等替代方法可提供額外的準確度。

QMS 可偵測氮氣、水蒸汽或氬氣等氣體。它們在診斷、製藥研發環境中非常有用,可透過質荷比分析洩漏。

檢漏儀的實際使用和設定

如何正確調整氦氣噴槍?

  • 設定溫和、受控的流量,剛好足以在水中產生小氣泡
  • 啟動前,吹噴軟管中積聚的氦氣,使其遠離測試物體
  • 針對可能的洩漏點(法蘭、O 形環、焊接)
  • 避免釋放大量氣體,否則可能引發錯誤讀數

選擇用於噴灑的正確氦氣檢漏儀

您的選擇應反映您的設定要求,包括移動性、反應時間、抽氣速率和整合靈活性:

  • ASM 340:多功能平台,專為系統驗證和中型設定而設計。提供高氦氣抽氣速率,可配備多種底泵浦(乾式、油潤滑或外部),以符合不同的腔體結構尺寸和洩漏率要求。
  • ASM 310:精巧、輕便的解決方案,針對服務、研發和狹小空間進行了優化。具有多位置操作、易於運輸及可拆卸觸控式螢幕介面的特點。最適合便攜性與快速部署至關重要的行動或靈活設定。
  • ASM 390 / 392:這些型號專為無塵室使用和 24/7 高流通量操作而設計,可提供產品組合中最高的氦氣抽氣速率。非常適合需要快速穩定的時間敏感製程,例如半導體生產或自動化 QA 站。

所有型號都支援氦氣噴灑和嗅探模式,可適應不同環境。聯絡我們,為您的真空系統配置最適合的洩漏偵測解決方案。

哪些配件有助於優化氦氣洩漏試驗?

正確的工具可以讓氦氣洩漏偵測更加精確和更有效率。

主要配件包括:

  • HeliSpray:可補充加註的噴霧裝置,用於在密封、閥門和焊接上準確應用氦氣。
  • 低流量噴槍:確保受控的氦氣釋放,減少錯誤訊號並提高偵測準確度。
  • 運輸車和箱子:保護和調動檢漏儀與敏感組件。
  • 模組化推車:非常適合實驗室或生產環境中的靈活試驗設定。

這些配件有助於改善測試結果、支援安全運輸,並使洩漏試驗設定更具適應性。