原位红外漫反射系统常配套高温反应池,用于催化、吸附等动态反应测试。高温工况下,密封件受热软化、热胀冷缩,极易出现漏气,造成反应气体配比失衡、空气渗入干扰谱图,甚至引发样品氧化,因此高温下的密封检漏是保障原位实验可靠的重要环节。
检漏分为常温初检与高温工况复核两步,不能只在室温检漏。常温检漏只能排查明显的装配缝隙,高温时密封垫、石英窗片、金属法兰发生热变形,原本不漏的位置也可能出现泄漏。装配完成后先做常温保压测试,确认基础密封性合格,再按照实验升温程序逐步升温,在目标恒温点开展检漏,模拟真实实验状态。
常用检漏方式有皂泡法、压力衰减法、示踪气体检测法。皂泡法操作简单,适合法兰接口、气路接头、反应池压环等外露位置,将稀释后的检漏液均匀涂抹在密封位置,观察有无气泡持续冒出;该方法不适合窗片内侧等隐蔽位置,检漏后必须用洁净气体吹扫干净,避免残留液体污染样品池和窗片。压力衰减法是原位池优选方案,关闭进出口阀门,向池内充入惰性气体至设定压力,静置一段时间,监测压力变化,对比允许压降阈值,判断整体密封性能,适合定量评估泄漏程度。条件允许可使用氦质谱检漏仪,灵敏度更高,适合微小慢漏排查,尤其适合高温微量泄漏场景。
高温密封的泄漏高发位置集中在几处:反应池上下法兰密封面、窗片压圈密封处、进气出气管路接头、热电偶引出孔。密封垫片是高温工况薄弱点,根据最高温度选型,高温段优先选用石墨垫、耐高温金属密封件,普通橡胶密封圈高温下会老化失效、放气、漏气。安装时保证密封面清洁无粉尘、样品碎屑,划痕、凹坑会破坏密封面贴合;紧固螺栓遵循对角均匀锁紧,避免单边压紧造成密封面倾斜,形成间隙。
升温检漏过程要控制升温速率,不宜过快。每升到一个目标温度点,保温稳定后再检漏,等待密封件热形变完成,压力读数稳定再记录。如果升温过程压降突然变大,大概率是密封件受热形变产生缝隙,需要降温后重新装配、更换密封件。同时区分泄漏和样品池放气:高温下池内残留样品、密封垫片挥发也会造成压力变化,可做空白升温对照实验,排除材料放气带来的误判。
检漏后的处置与日常管控。确认漏点后,优先降温至室温再拆解处理,禁止高温状态下松动法兰,防止高温气体喷出、窗片冷热激变碎裂。密封垫片属于消耗件,高温实验后建议定期更换,多次热循环后的垫片容易出现塑性变形,密封性能下降。每次更换窗片、拆装反应池、更换垫片后,都必须重新完成常温 + 高温检漏。
检漏合格后,实验过程中持续关注池内压力、基线变化。如果测试途中基线持续漂移、氧气特征峰异常出现,需要暂停实验,再次复核密封性。做好检漏记录,标注温度、压力、压降数据,跟踪密封件使用周期。
通过常温预检漏、分段升温恒温复核、适配高温密封材料,精准定位漏点,能够避免漏气干扰原位漫反射红外光谱采集,保障高温吸附、催化反应原位表征数据准确。