[發明專利]多層復合結構導體外層不銹鋼焊縫氦質譜背壓檢漏方法

有效

• 申請號: 201910326319.6
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110174224B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 劉小川;朱超;金京;高娟;武玉;秦經剛;鄒紅飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院;寶勝科技創新股份有限公司
• 主分類號: G01M3/26
• 分類號: G01M3/26
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 張果果

本發明公開了一種多層復合結構導體外層不銹鋼焊縫氦質譜背壓檢漏方法。先對焊縫區域進行加壓，保壓一段時間后，再使用檢漏工裝進行檢測。本發明方法實現了多層復合結構導體焊縫的背壓檢漏檢測，并對加壓工裝進行密封封頭設計，既保證了高氣壓下的密封性，又保證了工裝可以在多層復合結構導體上反復拆卸安裝使用。本發明中的加壓工裝封頭密封設計，具有加工簡單，操作方便，易于實現的優點。

技術領域

本發明涉及超導托卡馬克裝置內部線圈檢測方法技術領域，尤其涉及一種多層復合結構導體外層不銹鋼焊縫氦質譜背壓檢漏方法。

背景技術

ITER是目前國際上首個設計建造的可自持燃燒的超導托卡馬克聚變反應實驗裝置，它集成了當今國際受控磁約束核聚變研究的主要科學和技術成果，是人類受控熱核聚變研究走向實用過程的必不可少的一步，因此受到各國政府及科研界的高度重視。為了提高真空室內等離子體的垂直穩定性及裝置的安全性，ITER在2009年提出了采用兩種不同的線圈，即27個不對稱的ELM線圈和2個VS線圈。ELM線圈主要是減輕邊緣定位模式，VS線圈提供等離子體垂直穩定的磁場。

ITER內部線圈需要安裝于真空室內的輻射屏的后面，由于其所安裝的位置的特殊性，決定了其在運行過程中需要經受相當惡劣的環境。首先，其需要承受γ以及中子輻照的總量約為8500MGy的輻照，其次需要經受來自其他超導線圈，如PF、TF等產生的電磁影響，最后需要承受高溫的影響，其烘烤時溫度約為240℃，穩定運行溫度約為100℃，因此運行環境極其嚴峻。

為了適應復雜嚴峻的運行工況，ITER內部線圈導體采用一種特殊的礦物絕緣導體結構，如圖1所示，即內部采用銅導體1，中間MgO絕緣層2及外部鎧甲3的多層復合結構。由于單個導體長度有100m，因此在導體的制備過程中，不銹鋼鎧甲由多根10mm左右的不銹鋼母材焊接而成。由于中間絕緣材料氧化鎂對空氣中的水分極其敏感，因此在導體制備完成之后，需要對不銹鋼鎧甲焊縫進行質譜背壓檢漏，以確保導體內部的氣密性。現有的ITER導體的檢漏方式只適用于可以在內部施加氦壓的導體，對于內部線圈導體，由于不銹鋼鎧甲層3內部還有絕緣層2和銅導體1，所以無法通過內部施加氦壓對不銹鋼鎧甲層3進行檢漏。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種多層復合結構導體外層不銹鋼焊縫氦質譜背壓檢漏方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種多層復合結構導體外層不銹鋼焊縫氦質譜背壓檢漏方法，具體步驟如下：

(1)檢漏系統組裝：所述的檢漏系統包括有氦質譜檢漏儀、檢漏工裝和粗抽泵，所述的氦質譜檢漏儀、粗抽泵均通過管道和第一真空閥門與檢漏工裝連接，所述的檢漏工裝通過管道和第二真空閥門與標準漏孔連接；

(2)標定：首先將氦質譜檢漏儀與標準漏孔直接連接，對氦質譜檢漏儀進行標定操作，標準漏孔在氦質譜檢漏儀上的輸出信號值為系統的標定漏率Q₀，斷開氦質譜檢漏儀與標準漏孔的連接；關閉第二真空閥門使標準漏孔與檢漏工作不連接，氦質譜檢漏儀檢測到的穩定的信號為系統氦本底I₀，打開第二真空閥門使標準漏孔與檢漏工作相連接時，氦質譜檢漏儀檢測到的輸出的信號為標準漏孔漏率對應的輸出信號值I₁，然后關閉第二真空閥門使漏孔與容器不連接，氦質譜檢漏儀檢測到的穩定的信號為泄露漏率對應的氦質譜檢漏儀的輸出信號值I，計算出漏率Q；

(3)對焊縫位置進行清潔脫脂；

(4)將多層復合結構導體外層不銹鋼焊縫置于加壓工裝中，在加壓工作的兩端分別設有封頭，對加壓工裝通入高壓氦氣進行加壓，使其氦氣壓力達到5MPa，保持10min；

(5)解除加壓工裝2min后，用氮氣沖刷焊縫；