Test di tenuta: Una guida

Test di tenuta è una procedura che gli ispettori utilizzano per determinare se un oggetto o un sistema funziona entro uno specifico limite di perdita.

Le perdite si verificano quando in un oggetto c'è un difetto - un foro, una crepa o un altro tipo di imperfezione - che permette a qualsiasi liquido o gas contenuto di fuoriuscire. I test di tenuta utilizzano la pressione per individuare questi difetti, in modo da poterli affrontare nell'ambito delle procedure di manutenzione ordinaria.

In generale, le prove di tenuta vengono eseguite su oggetti utilizzati per immagazzinare o spostare liquidi o gas.

Il controllo delle perdite è uno dei metodi di ispezione più comunemente utilizzati. Rientra nella categoria dei metodi di controllo non distruttivi (NDT) perché gli ispettori possono eseguirlo senza alterare o danneggiare in modo permanente l'oggetto da ispezionare.

Che cos'è il test di tenuta?

In test di tenuta, Gli ispettori utilizzano la pressione per identificare la presenza di difetti in un oggetto che causano perdite.

Quando le sostanze fuoriescono da un contenitore, fluiscono dal punto in cui la pressione è più alta a quello in cui è più bassa. Il test delle perdite sfrutta questo fenomeno, utilizzando la pressione per generare un flusso verso la pressione più bassa, ovvero la posizione delle perdite, monitorando attentamente il flusso. 

Quando è necessario eseguire una prova di tenuta? Principalmente quando si verificano difetti all'interno di un sistema chiuso.

Il successo di una prova di tenuta dipende dall'oggetto da testare. I diversi tipi di materiali e oggetti possono rispondere in modo diverso alle alte pressioni tipicamente utilizzate nelle prove di tenuta per forzare un liquido o un gas a uscire da un difetto, rivelandone così la presenza e la posizione.

Nelle prove di tenuta dei materiali, gli ispettori cercheranno difetti quali:

Crepe

Fori

Guarnizioni deboli

Altri difetti o imperfezioni che possono consentire la fuoriuscita di un gas o di un liquido da un oggetto o da un sistema.

Ecco i settori che utilizzano comunemente i test di tenuta come parte dei loro processi di manutenzione:

Automotive

Beni di consumo

Dispositivi medici

Imballaggio

Elettronica sigillata

 

I progressi nei test di tenuta

Negli ultimi anni, i progressi di sensori, chip, valvole e altri tipi di tecnologia hanno contribuito a rendere le prove di tenuta più sensibili e capaci come metodo NDT.

Tutti questi progressi hanno reso le prove di tenuta più rapide e precise, aiutando le aziende a migliorare la qualità dei loro processi produttivi e la loro produzione complessiva.

Uno dei maggiori progressi nelle prove di tenuta è stato l'avvento dell'Internet delle cose. Ora, con una connessione a Internet, gli ispettori possono raccogliere, monitorare e condividere i dati delle prove di tenuta da remoto, consentendo loro di ottenere le informazioni necessarie in modo tempestivo per garantire una manutenzione ideale.

Questi dati possono essere valutati non solo dagli ispettori, ma anche dagli ingegneri di produzione, dai responsabili della produzione, dai responsabili della manutenzione e da altri soggetti coinvolti nel processo produttivo, consentendo una migliore comprensione in tempo reale delle condizioni degli asset che stanno utilizzando. 

 

Metodi di prova delle perdite

Ecco alcuni dei metodi di prova di tenuta più comuni:

Scoppio. Questo metodo di prova di tenuta utilizza un test distruttivo o non distruttivo che aumenta la pressione per trovare il punto in cui il dispositivo si apre (cioè scoppia).

Camera. Questo metodo di prova di tenuta viene utilizzato per identificare i difetti che causano perdite in un ambiente sigillato, come un dispositivo o una confezione, che non è stato costruito con un'apertura per consentire l'introduzione di pressione per la prova di tenuta.

Crepa da pressione. Questo metodo di prova di tenuta viene utilizzato per identificare il “pianto” nelle valvole con un sensore di monitoraggio a valle.

Pressione / vuoto. Questo metodo di prova di tenuta utilizza la pressurizzazione di un oggetto di prova e di un volume di riferimento. Se è presente una perdita, la differenza tra i due volumi diminuisce. (Questo processo è completamente automatico).

Decadimento della pressione. Questo metodo di prova di tenuta utilizza la variazione di pressione di un oggetto o di un sistema sotto pressione positiva per identificare i difetti che causano le perdite.

Decadimento del vuoto. Questo metodo di prova di tenuta utilizza la variazione di pressione di un oggetto o di un sistema sotto pressione negativa per identificare i difetti che causano le perdite.

Occlusione. Questo metodo di prova di tenuta identifica le ostruzioni nel percorso del flusso di un gas per individuare i difetti che causano le perdite.

Il limite di pressione per le prove di tenuta utilizza in genere una bassa pressione. La maggior parte dei codici per i limiti di pressione delle prove di tenuta prevede che la pressione sia di almeno 15 psi o 25% della pressione di progetto (a seconda di quale sia la pressione minore).

 

Considerazioni sui test di tenuta

Poiché l'ispezione delle perdite richiede che gli ispettori inseriscano una pressione in un oggetto per identificare le perdite, il metodo NDT presenta alcune considerazioni particolari. 

Ecco una panoramica delle cose da tenere a mente.

Tasso di perdita accettabile

È importante che gli ispettori e il personale addetto alla manutenzione conoscano il tasso di perdita accettabile per un oggetto o un sistema quando eseguono le prove di tenuta.

Non tutte le perdite richiedono una manutenzione: alcune possono richiedere solo un ulteriore monitoraggio, o addirittura nessuna azione. I diversi settori industriali hanno in genere linee guida che specificano i tassi di perdita accettabili per i diversi prodotti e sostanze.

 

Considerazioni sulla produzione

Prima di eseguire una prova di tenuta, è importante considerare la funzione per cui un sistema, una parte o un oggetto è stato originariamente realizzato.

Il caso d'uso previsto per un determinato oggetto può richiedere che i produttori lo abbiano creato in modo tale da trattenere o far passare i liquidi.

Ad esempio, un componente di un'automobile può essere progettato in modo da impedire la fuoriuscita di gas, o una flebo può essere progettata per trattenere i liquidi al suo interno.

 

Considerazioni sui materiali

La sostanza di cui è fatto l'oggetto - il suo materiale - influisce sulla prova di tenuta e deve essere presa in considerazione.

Se un materiale è eccessivamente fragile o malleabile, queste qualità saranno direttamente correlate al modo in cui l'introduzione della pressione modificherà l'oggetto, facendolo espandere o cambiare forma in qualche altro modo che dovrebbe essere considerato quando si pianifica una prova di tenuta.

 

Considerazioni medie

Quando si pianifica una prova di tenuta, occorre tenere conto della sostanza che un oggetto è destinato a contenere.

Sostanze diverse hanno molecole di dimensioni diverse. Quando si esegue una prova di tenuta, è importante conoscere la dimensione del difetto che potrebbe essere accettabile e quella che sarebbe abbastanza grande da consentire la fuoriuscita di un liquido o di un gas specifico.

Una considerazione correlata è la pressione, perché sostanze diverse rispondono in modo diverso a diversi intervalli di pressione. Un intervallo di pressione troppo elevato potrebbe danneggiare l'oggetto da testare, mentre un intervallo di pressione troppo basso potrebbe dare risultati non conclusivi.

 

Apparecchiature per il controllo delle perdite

Ecco alcuni esempi dei tipi di apparecchiature comunemente utilizzate per i vari metodi di prova delle perdite.

 

Dispositivi di ISPEZIONE DELLE PERDITE D'ARIA

I dispositivi per le prove di tenuta dell'aria sono dotati di display che mostrano agli ispettori i dati delle prove di tenuta in corso. Questi dispositivi possono essere utilizzati per diversi tipi di prove di tenuta, tra cui decadimento sotto vuoto, decadimento sotto pressione, scoppio, camera e altri.

 

Decadimento compatto della pressione Tester di tenuta

Questo tipo di tester compatto può essere posizionato vicino ai dispositivi utilizzati per le prove di tenuta, consentendo agli ispettori di ridurre la quantità di volume di connessione necessaria per la prova. Questa riduzione di volume consente di ridurre il tempo necessario per la prova di tenuta e di aumentare la sensibilità del test.

 

Tester di tenuta a grande display

I tester con display più grandi hanno schermi più grandi, una maggiore capacità interna, volumi di prova più grandi e consentono di eseguire test più rapidi.

 

Standard di tenuta

Gli ispettori utilizzano gli standard di tenuta per definire i parametri della loro prova di tenuta, creando una perdita simulata nel pezzo in esame, o per confrontare più sistemi di tenuta tra loro.

 

Standard e codici per le prove di tenuta

I test di tenuta sono comunemente utilizzati per le ispezioni basate su codici e nella maggior parte dei paesi che utilizzano questo tipo di test per le ispezioni esiste uno standard (o più standard) per i test di tenuta.

Ecco alcuni dei codici di prova di tenuta più diffusi:

ASME (SOCIETÀ AMERICANA DEGLI INGEGNERI MECCANICI)

ASTM (Società americana per le prove e i materiali)

ISO (Organizzazione internazionale per la standardizzazione)

Apparecchiature per il test di tenuta

Disponendo così sia dell'esperienza nella selezione dei componenti adatti all'applicazione, sia di tutte le librerie software che possono ottimizzare la qualità della misura.

Senza dubbio, e a titolo puramente esemplificativo, il T8730 con regolazione elettronica è sicuramente il prodotto più performante e affidabile nel settore delle prove di tenuta.

 

Come scegliere la giusta apparecchiatura per il controllo delle perdite

I processi di prova di tenuta garantiscono prestazioni costanti e di alta qualità dei prodotti che devono garantire una tenuta affidabile a un livello di pressione prestabilito. Tuttavia, esistono diversi tipi di test di tenuta, come i test di tenuta all'elio, i test di estrazione di massa e altri ancora.  

 

Tipi di tecnologia di prova delle perdite

Esistono otto tipi principali di test di tenuta che la struttura può utilizzare per garantire l'integrità dei prodotti. Essi sono:

Test di tenuta dell'aria con un sensore di microflusso in condizioni di pressione

Questo test di tenuta misura e reintegra l'aria persa dai prodotti in condizioni di prova. Il test utilizza un microsensore integrato che può sostituire l'aria emessa o persa all'interno di un componente o di un gruppo, in modo che il prodotto in esame rimanga in condizioni di pressione costanti. Ciò consente di misurare il tasso di perdita d'aria.

Test di tenuta dell'aria con estrazione di massa (condizioni di vuoto)

Invece di tenere il prodotto in condizioni ambientali standard, questo test lo tiene sotto vuoto per identificare e misurare eventuali perdite. Le condizioni di vuoto rendono il test più sensibile e informativo. Utilizza inoltre un sensore Micro-Flow.

Rilevamento di perdite di elio

Questo test si basa su un gas tracciante che uno spettrometro di massa da campo può facilmente misurare. Un gas tracciante molto diffuso è l'elio, poiché le unità dello spettrometro impostate su 4 amu possono rilevare l'elio ionizzato per misurare la gravità di eventuali perdite.

Test a ultrasuoni

Piuttosto che misurare tracce di gas o perdite d'aria dirette, i processi di analisi a ultrasuoni prevedono l'identificazione di qualsiasi onda sonora che indichi la presenza di una perdita. Le fonti di perdita generano segnali ultrasonici che la tecnologia può utilizzare per individuare la posizione della perdita.

Imaging termico

Le perdite causano fluttuazioni di temperatura quando il corpo del prodotto, il fluido interno e l'ambiente circostante hanno temperature diverse. Di conseguenza, i produttori possono utilizzare la termografia tramite telecamere a infrarossi per rilevare la presenza e la posizione di eventuali perdite in un prodotto di prova.

Rilevamento di gas traccianti

Il rilevamento di gas traccianti è una categoria più ampia di test che comprende il rilevamento di perdite di elio. In questi processi, l'elio, l'idrogeno o un altro gas tracciante vengono utilizzati per individuare potenziali perdite. Il gas si muove all'interno del prodotto in esame e si concentra in prossimità della perdita. I tester possono quindi utilizzare la tecnologia per rilevare queste concentrazioni e scoprire le perdite. Questo tipo di test è spesso utilizzato nei sistemi idraulici, di refrigerazione e HVAC.

Test con coloranti penetranti

Per le saldature o le giunzioni che potrebbero avere una perdita, i tester possono applicare una sostanza colorante-penetrante sull'area. Eventuali perdite attireranno il colorante nella fessura o nel difetto, consentendo ai tester di ispezionare l'area e di vedere il colorante spostato sotto luci specifiche.

Test di emissione acustica

Simile ai test a ultrasuoni, il test di emissione acustica utilizza le onde sonore per scoprire la presenza di potenziali perdite. Le perdite possono emettere segnali acustici e onde di stress, che la tecnologia è in grado di individuare.

 

Comprendere l'applicazione

I test di tenuta sono un processo vitale in molti settori diversi. Di conseguenza, ogni settore o prodotto specifico può essere soggetto a requisiti di prova diversi. Queste normative industriali possono guidare il tipo di test richiesto, gli standard di controllo della qualità che devono essere rispettati e le perdite massime consentite. Alcune considerazioni specifiche del settore includono:

Aerospaziale e automobilistico: Alcune parti che vengono spesso sottoposte a prove di tenuta sono gli impianti di condizionamento dell'aria, i freni, i sistemi di trasmissione, gli scambiatori di calore, i sistemi saldati e le fusioni lavorate.

Medico: I dispositivi e gli impianti medici, le tecnologie di smaltimento monouso come i cateteri e le apparecchiature di laboratorio sono spesso sottoposti a test di tenuta.

Prodotti farmaceutici: Anche le confezioni, come le fiale, devono essere testate per verificare l'assenza di perdite, poiché ogni potenziale perdita ha la stessa probabilità di far entrare contaminanti microbici e di far fuoriuscire prodotti farmaceutici. Le confezioni vengono sottoposte a test di rilevamento delle perdite di elio per misurarle rispetto ai livelli massimi di perdita consentiti (MALL).

Elettronica di consumo e servizi di pubblica utilità: Questi prodotti o sistemi sono testati per garantire un rischio minimo di contaminazione dell'acqua.

 

Fattori da considerare

Poiché prodotti e applicazioni diversi richiedono tipi di test diversi, è importante selezionare il processo di rilevamento delle perdite più adatto alle esigenze di produzione o di servizio della vostra azienda. Considerate quanto segue:

Condizioni del test di tenuta: Prodotti diversi devono o non possono avere condizioni di tenuta in pressione diverse, sia all'esterno che all'interno del prodotto.

Fattori ambientali: L'ambiente di prova influisce sulla fattibilità dei diversi test.

Costo: I test più complessi sono spesso più costosi di quelli semplici che possono essere eseguiti in condizioni ambientali diverse. Considerate sia il costo dei materiali e/o del servizio, sia il costo della preparazione del test.

Produttività e tempi di ciclo: La velocità di ogni test è importante, soprattutto se ogni pezzo deve essere testato singolarmente.

 

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