環(huán)模設(shè)備是指完成衛(wèi)星等航天器熱平衡熱真空試驗(yàn)的地面環(huán)境模擬設(shè)備，通常包括容器、熱沉、真空系統(tǒng)、液氮系統(tǒng)等多個(gè)分系統(tǒng)。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，容器內(nèi)真空度只有優(yōu)于1.3×10-3 Pa 時(shí)才能開展環(huán)模試驗(yàn)。本文列舉了幾例環(huán)模容器真空度不滿足要求的典型情況，從容器本體、熱沉、真空系統(tǒng)設(shè)備、法蘭等幾個(gè)方面開展了泄漏分析，并提供了解決思路。
環(huán)模設(shè)備是指完成衛(wèi)星、飛船等航天器熱平衡熱真空試驗(yàn)的地面熱環(huán)境模擬設(shè)備，我國從上個(gè)世紀(jì)60 年代至今陸續(xù)建成了KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7 等多臺(tái)大中小型熱環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備，用于模擬太空中的真空冷黑環(huán)境。其中KM6 環(huán)境模擬器是國際上三大載人航天器空間環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備之一，總體性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。
環(huán)模設(shè)備通常包括容器、熱沉、真空系統(tǒng)、液氮系統(tǒng)、外熱流模擬與控制系統(tǒng)、溫度測(cè)量系統(tǒng)、氦系統(tǒng)等多個(gè)分系統(tǒng)。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，環(huán)模設(shè)備容器內(nèi)真空度只有優(yōu)于1.3×10-3 Pa 時(shí)才能滿足衛(wèi)星、飛船等航天器開展熱平衡熱真空試驗(yàn)的需求。容器本體上法蘭、閥門、管道等接口眾多，容器內(nèi)部又包括熱沉、衛(wèi)星等試件，因此當(dāng)容器內(nèi)真空度不滿足條件時(shí)，判斷并找出漏點(diǎn)是一項(xiàng)難度很大的工作，認(rèn)為不僅需要借助于氦質(zhì)譜檢漏儀、四極質(zhì)譜計(jì)等靈敏度高的儀器，更需要有經(jīng)驗(yàn)技術(shù)人員的綜合判斷分析。本文將列舉幾個(gè)查漏、找漏的例子，為類似于環(huán)模設(shè)備的復(fù)雜、大型設(shè)備檢漏工作提供部分思路和啟發(fā)。
1、環(huán)模設(shè)備容器、熱沉及真空系統(tǒng)簡介
環(huán)模設(shè)備容器主要有立式及臥式兩種結(jié)構(gòu)形式，為不銹鋼材質(zhì)，由鋼板焊接而成，臥式容器通常只有一個(gè)大門。立式容器通常包括活動(dòng)頂蓋、側(cè)門。容器上通常根據(jù)各種功能需要開有口徑大小不一的法蘭。如KM6 環(huán)境模擬器上開有113個(gè)準(zhǔn)160～準(zhǔn)1320 mm 大小不同的孔。各個(gè)門、法蘭通常為橡膠圈密封。在檢漏實(shí)踐中，各個(gè)法蘭尤其是試驗(yàn)前更換過的法蘭往往是首先懷疑的對(duì)象。
容器內(nèi)部通常安裝有熱沉。大型環(huán)模設(shè)備熱沉由多個(gè)熱沉組片組成。熱沉材質(zhì)有不銹鋼、鋁、銅。在早期的熱沉研制中，銅、鋁材質(zhì)的熱沉進(jìn)出液管道通常為銅、鋁與不銹鋼管道的摩擦焊接口方式。每個(gè)組片熱沉通常由若干個(gè)支管焊接到匯總管上。如KM6 環(huán)境模擬器由2000 多根管子4000多個(gè)管道焊縫組成。在檢漏實(shí)踐中，經(jīng)常被踩踏的熱沉、存在波紋管的熱沉以及摩擦焊接頭通常容易出現(xiàn)泄漏，是檢漏的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。
真空系統(tǒng)通常包括粗抽、高真空、分子泵及檢漏、真空測(cè)量等多個(gè)子系統(tǒng)。其中高真空系統(tǒng)主要由低溫泵組成，是環(huán)模設(shè)備容器獲得高真空的主抽泵。當(dāng)容器內(nèi)真空度上不去時(shí)，低溫泵自身工作正常與否是一個(gè)判斷點(diǎn)。在排除了此點(diǎn)后，各個(gè)子系統(tǒng)與容器之間的閥門連接是否有漏也是排查的重點(diǎn)。在檢漏實(shí)踐中，閥門本體存在泄漏往往容易被忽略。
2、環(huán)模設(shè)備檢漏實(shí)例
2.1、常用檢漏方法介紹
2.1.1、氦質(zhì)譜檢漏法
氦質(zhì)譜檢漏法使用氦質(zhì)譜檢漏儀來完成，其檢漏靈敏度可以達(dá)到10-9 Pam3/s甚至更高。檢漏儀通常接在前級(jí)泵與分子泵之間，如圖1 所示。目前大多數(shù)檢漏儀具有逆流檢漏功能或質(zhì)譜室能夠承受較高的壓力，其檢漏儀入口處能夠在較高的壓力下工作。進(jìn)入檢漏儀的示漏氣體一部分進(jìn)入檢漏儀的質(zhì)譜室，另一部分由前級(jí)泵抽走。對(duì)于大型環(huán)模設(shè)備，檢漏時(shí)通常開啟1～2 臺(tái)低溫泵。以低溫泵為主泵的檢漏系統(tǒng)中，低溫泵對(duì)氦氣的分流很小，因此低溫泵的引入對(duì)系統(tǒng)有效檢漏靈敏度影響很小。
