Testy szczelności: Przewodnik

Testy szczelności to procedura stosowana przez inspektorów w celu ustalenia, czy obiekt lub system działa w ramach określonego limitu nieszczelności.

Nieszczelności pojawiają się, gdy w obiekcie znajduje się defekt - dziura, pęknięcie lub inny rodzaj wady - umożliwiający wypływ cieczy lub gazu. Testy szczelności wykorzystują ciśnienie do znalezienia tych wad, dzięki czemu można je usunąć w ramach regularnych procedur konserwacyjnych.

Ogólnie rzecz biorąc, testy szczelności są przeprowadzane na obiektach, które są używane do przechowywania lub przenoszenia cieczy lub gazów.

Badanie szczelności jest jedną z najczęściej stosowanych metod kontroli. Należą one do kategorii metod badań nieniszczących (NDT), ponieważ inspektorzy mogą je przeprowadzać bez trwałej zmiany lub uszkodzenia kontrolowanego obiektu.

Co to jest test szczelności?

W testowanie szczelności, Inspektorzy wykorzystują ciśnienie do identyfikacji obecności wad w obiekcie, które powodują wycieki.

Kiedy substancje wyciekają z pojemnika, przepływają z miejsca, w którym ciśnienie jest wyższe, do miejsca, w którym jest niższe. Testowanie szczelności wykorzystuje to zjawisko, wykorzystując ciśnienie do generowania przepływu w kierunku niższego ciśnienia - czyli lokalizacji wycieków - przy jednoczesnym dokładnym monitorowaniu tego przepływu. 

Kiedy należy przeprowadzać testy szczelności? Przede wszystkim podczas testowania wad w zamkniętym systemie.

Powodzenie testu szczelności zależy od badanego obiektu. Różne rodzaje materiałów i obiektów mogą różnie reagować na wysokie ciśnienia zwykle stosowane w testach szczelności w celu wypchnięcia cieczy lub gazu z defektu, ujawniając w ten sposób jego obecność i lokalizację.

Podczas testów szczelności materiałów inspektorzy będą poszukiwać takich wad, jak

Pęknięcia

Otwory

Słabe uszczelki

Inne wady lub niedoskonałości, które mogą umożliwiać wyciek gazu lub cieczy z obiektu lub systemu.

Oto branże, które powszechnie wykorzystują testy szczelności w ramach procesów konserwacji:

Motoryzacja

Towary konsumpcyjne

Urządzenia medyczne

Opakowanie

Uszczelniona elektronika

 

Postępy w testowaniu szczelności

W ciągu ostatnich kilku lat postęp w dziedzinie czujników, chipów, zaworów i innych rodzajów technologii pomógł uczynić testowanie szczelności bardziej czułą i skuteczną metodą badań nieniszczących.

Wszystkie te postępy sprawiły, że testy szczelności stały się szybsze i dokładniejsze, co z kolei pomogło firmom poprawić jakość procesów produkcyjnych i ogólną wydajność.

Jednym z największych postępów w testach szczelności było pojawienie się Internetu rzeczy. Teraz, dzięki połączeniu internetowemu, inspektorzy mogą zdalnie gromadzić, monitorować i udostępniać dane z testów szczelności, co pozwala im uzyskać potrzebne informacje w odpowiednim czasie, aby zapewnić idealną konserwację.

Dane te mogą być oceniane nie tylko przez inspektorów, ale także przez inżynierów produkcji, kierowników produkcji, kierowników utrzymania ruchu i inne zainteresowane strony w procesie produkcyjnym, umożliwiając lepszy wgląd w czasie rzeczywistym w stan zasobów, z których korzystają. 

 

Metody testowania szczelności

Oto niektóre z najpopularniejszych metod testowania szczelności:

Burst. Ta metoda testu szczelności wykorzystuje test niszczący lub nieniszczący, który zwiększa ciśnienie w celu znalezienia punktu, w którym urządzenie się otworzy (tj. pęknie).

Komora. Ta metoda badania szczelności służy do identyfikacji wad powodujących nieszczelności w zamkniętym środowisku, takim jak urządzenie lub opakowanie, które nie zostało zbudowane z otworem umożliwiającym wprowadzenie ciśnienia do badania szczelności.

Pęknięcie ciśnieniowe. Ta metoda testu szczelności jest używana do identyfikacji “wycieków” w zaworach z czujnikiem monitorującym za zaworem.

Ciśnienie/próżnia. Ta metoda testu szczelności wykorzystuje ciśnienie obiektu testowego i objętości referencyjnej. Jeśli wystąpi nieszczelność, różnica między nimi zmniejszy się. (Proces ten jest w pełni automatyczny).

Spadek ciśnienia. Ta metoda badania szczelności wykorzystuje zmianę ciśnienia obiektu lub systemu pod nadciśnieniem w celu zidentyfikowania wad powodujących nieszczelności.

Zanik próżni. Ta metoda badania szczelności wykorzystuje zmianę ciśnienia obiektu lub systemu pod ujemnym ciśnieniem do identyfikacji wad powodujących nieszczelności.

Okluzja. Ta metoda testu szczelności identyfikuje przeszkody na ścieżce przepływu gazu w celu wykrycia wad powodujących wycieki.

Limit ciśnienia testu szczelności dla testów szczelności zazwyczaj wykorzystuje niskie ciśnienie. Większość przepisów dotyczących limitów ciśnienia próby szczelności wymaga, aby ciśnienie wynosiło co najmniej 15 psi lub 25% ciśnienia projektowego (w zależności od tego, które ciśnienie jest niższe).

 

Rozważania dotyczące testów szczelności

Ponieważ kontrola szczelności wymaga od inspektorów wprowadzenia ciśnienia do obiektu w celu zidentyfikowania nieszczelności, ma ona pewne unikalne uwarunkowania jako metoda NDT. 

Oto przegląd rzeczy, o których należy pamiętać.

Dopuszczalny poziom wycieków

Podczas przeprowadzania testów szczelności ważne jest, aby inspektorzy i personel konserwacyjny znali dopuszczalny poziom wycieków dla obiektu lub systemu.

Nie wszystkie wycieki wymagają konserwacji - niektóre mogą po prostu wymagać dalszego monitorowania lub nawet braku jakichkolwiek działań. Różne branże mają zazwyczaj wytyczne określające dopuszczalne poziomy wycieków dla różnych produktów i substancji.

 

Uwagi dotyczące produkcji

Przed wykonaniem testu szczelności ważne jest, aby wziąć pod uwagę funkcję, dla której system, część lub obiekt został pierwotnie wykonany.

Docelowy przypadek użycia danego obiektu może wymagać od producentów stworzenia go w taki sposób, aby zatrzymywał lub przepuszczał ciecze.

Na przykład, część samochodowa może być zaprojektowana specjalnie tak, aby gazy nie mogły się z niej wydostać, lub kroplówka może być zaprojektowana tak, aby zatrzymywać płyny wewnątrz niej.

 

Względy materialne

Substancja, z której wykonany jest obiekt - jego materiał - będzie miała wpływ na test szczelności i również powinna być brana pod uwagę.

Jeśli materiał jest zbyt kruchy lub zbyt plastyczny, cechy te będą bezpośrednio związane z tym, jak wprowadzenie ciśnienia zmieni obiekt, powodując jego rozszerzenie lub zmianę kształtu w inny sposób, który należy wziąć pod uwagę podczas planowania testu szczelności.

 

Średnie względy

Podczas planowania testu szczelności należy wziąć pod uwagę substancję, z której wykonany jest obiekt.

Różne substancje mają różne rozmiary cząsteczek. Podczas przeprowadzania testu szczelności ważne jest, aby znać rozmiar defektu, który może być akceptowalny, oraz rozmiar, który byłby wystarczająco duży, aby umożliwić wyciek określonej cieczy lub gazu.

Powiązaną kwestią jest ciśnienie, ponieważ różne substancje będą różnie reagować na różne zakresy ciśnienia. Zbyt wysoki zakres ciśnienia może potencjalnie uszkodzić badany obiekt, podczas gdy zbyt niski zakres ciśnienia może dać niejednoznaczne wyniki.

 

Sprzęt do testowania szczelności

Oto kilka przykładów rodzajów sprzętu, który jest powszechnie używany do różnych metod testowania szczelności.

 

Urządzenia do kontroli szczelności

Urządzenia do testowania szczelności są wyposażone w wyświetlacze, które pokazują inspektorom dane z trwających testów szczelności. Urządzenia te mogą być używane do różnych rodzajów testów szczelności, w tym próżniowych, ciśnieniowych, rozerwania, komorowych i innych.

 

Kompaktowy zanik ciśnienia Tester szczelności

Ten rodzaj kompaktowego testera szczelności może być umieszczony w pobliżu urządzeń wykorzystywanych do testowania szczelności, umożliwiając inspektorom zmniejszenie objętości połączenia potrzebnej do przeprowadzenia testu. Zmniejszenie objętości pozwala na skrócenie czasu potrzebnego do przeprowadzenia testu szczelności i zwiększenie czułości testu.

 

Tester szczelności z dużym wyświetlaczem

Testery szczelności z większymi wyświetlaczami mają większe ekrany, większą pojemność wewnętrzną, większe objętości testowe i umożliwiają szybsze testowanie.

 

Standard nieszczelności

Inspektorzy używają standardów szczelności do definiowania parametrów testu szczelności poprzez tworzenie symulowanych nieszczelności w testowanej części lub do porównywania ze sobą wielu systemów nieszczelności.

 

Normy i kodeksy dotyczące testów szczelności

Testy szczelności są powszechnie stosowane w inspekcjach opartych na kodeksach, a w większości krajów, które wykorzystują tego rodzaju testy do inspekcji, istnieje standard (lub standardy) testów szczelności.

Oto niektóre z najczęściej używanych kodów testów szczelności:

ASME (AMERYKAŃSKIE STOWARZYSZENIE INŻYNIERÓW MECHANIKÓW)

ASTM (Amerykańskie Stowarzyszenie Badań i Materiałów)

ISO (Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna)

Sprzęt do testów szczelności

W ten sposób dysponujemy zarówno specjalistyczną wiedzą w zakresie doboru odpowiednich komponentów w zależności od zastosowania, jak i wszystkimi bibliotekami oprogramowania, które mogą zoptymalizować jakość pomiarów.

Bez wątpienia i tylko jako przykład, T8730 z elektroniczną regulacją jest zdecydowanie najlepiej działającym i najbardziej niezawodnym produktem w branży testów szczelności.

 

Jak wybrać odpowiedni sprzęt do testowania szczelności?

Procesy testowania szczelności zapewniają wysoką jakość i spójne działanie produktów, które muszą zapewniać niezawodne uszczelnienie przy określonym poziomie ciśnienia. Istnieje jednak wiele różnych rodzajów testów szczelności, takich jak testy szczelności helem, testy ekstrakcji masy i inne.  

 

Rodzaje technologii testowania szczelności

Istnieje osiem głównych rodzajów testów szczelności, które można wykorzystać w zakładzie w celu zapewnienia integralności produktów. Są to:

Testowanie szczelności za pomocą czujnika mikroprzepływowego w warunkach ciśnieniowych

Ten test szczelności mierzy i uzupełnia utracone powietrze z produktów w warunkach testowych. Test wykorzystuje zintegrowany mikroczujnik, który może zastąpić emitowane lub wyciekające powietrze w części lub zespole, dzięki czemu testowany produkt pozostaje pod stałym ciśnieniem. Pomaga to zmierzyć szybkość wycieku powietrza.

Test szczelności powietrzem z ekstrakcją masową (warunki próżniowe)

Zamiast utrzymywać testowany produkt w standardowych warunkach środowiskowych, test ten utrzymuje produkt w warunkach próżni, aby zidentyfikować i zmierzyć wszelkie nieszczelności. Warunki próżniowe sprawiają, że test jest bardziej czuły i dostarcza więcej informacji. Wykorzystuje również czujnik Micro-Flow.

Wykrywanie wycieków helu

Test ten opiera się na gazie znacznikowym, który można łatwo zmierzyć za pomocą spektrometru masowego. Popularnym gazem znacznikowym jest hel, ponieważ spektrometry ustawione na 4 amu mogą wykrywać zjonizowany hel w celu pomiaru stopnia nieszczelności.

Testy ultradźwiękowe

Zamiast mierzyć gazy śladowe lub bezpośrednie wycieki powietrza, procesy testowania ultradźwiękowego obejmują identyfikację fal dźwiękowych wskazujących na obecność wycieku. Źródła wycieków generują sygnały ultradźwiękowe, które technologia może wykorzystać do wykrycia lokalizacji wycieku.

Obrazowanie termiczne

Nieszczelności powodują wahania temperatury, gdy korpus produktu, płyn wewnętrzny i otaczające środowisko mają różne temperatury. W rezultacie producenci mogą wykorzystywać obrazowanie termiczne za pomocą kamer na podczerwień do wykrywania obecności i lokalizacji wszelkich potencjalnych wycieków w testowanym produkcie.

Wykrywanie gazu znakującego

Wykrywanie gazu znacznikowego to szersza kategoria testów, która obejmuje wykrywanie wycieków helu. W tych procesach hel, wodór lub inny gaz znakujący jest wykorzystywany do wykrywania potencjalnych wycieków. Gaz przemieszcza się w badanym produkcie i koncentruje się w pobliżu nieszczelności. Testerzy mogą następnie wykorzystać technologię do wykrycia tych stężeń i wykrycia nieszczelności. Ten rodzaj procesu testowania jest często stosowany w instalacjach wodno-kanalizacyjnych, chłodniczych i HVAC.

Test penetracyjny

W przypadku spoin lub połączeń, w których może występować nieszczelność, testerzy mogą nałożyć na obszar substancję barwiąco-penetrującą. Wszelkie nieszczelności spowodują wciągnięcie barwnika do szczeliny lub wady, umożliwiając testerom sprawdzenie obszaru i zobaczenie przemieszczonego barwnika pod określonym oświetleniem.

Testy emisji akustycznej

Podobnie jak badania ultradźwiękowe, badania emisji akustycznej wykorzystują fale dźwiękowe do wykrywania potencjalnych wycieków. Nieszczelności mogą generować sygnały akustyczne i fale naprężeniowe, które technologia może następnie zlokalizować.

 

Zrozumienie aplikacji

Testowanie szczelności jest istotnym procesem w wielu różnych branżach. W rezultacie każda branża lub konkretny produkt może podlegać różnym wymaganiom testowym. Te przepisy przemysłowe mogą określać rodzaj wymaganych testów, standardy kontroli jakości, które muszą być spełnione, oraz maksymalny dopuszczalny wyciek. Niektóre kwestie specyficzne dla branży obejmują:

Przemysł lotniczy i motoryzacyjny: Niektóre części, które często poddawane są testom szczelności, obejmują układy klimatyzacji, hamulce, układy przeniesienia napędu, wymienniki ciepła, układy spawane i obrabiane odlewy.

Medyczne: Urządzenia medyczne i implanty, jednorazowe technologie utylizacji, takie jak cewniki, oraz sprzęt laboratoryjny często poddawane są testom szczelności.

Farmaceutyki: Opakowania takie jak fiolki muszą być również testowane pod kątem nieszczelności, ponieważ każda potencjalna nieszczelność jest równie prawdopodobna, aby umożliwić przedostanie się zanieczyszczeń mikrobiologicznych, jak i wyciek produktów farmaceutycznych. Opakowania poddawane są testom wykrywania nieszczelności za pomocą helu, aby zmierzyć je pod kątem maksymalnych dopuszczalnych poziomów wycieków (MALL).

Elektronika użytkowa i usługi komunalne: Te produkty lub systemy są testowane w celu zapewnienia minimalnego ryzyka zanieczyszczenia wody.

 

Czynniki do rozważenia

Ponieważ różne produkty i zastosowania wymagają różnych rodzajów testów, ważne jest, aby wybrać odpowiedni proces wykrywania wycieków dla unikalnych potrzeb produkcyjnych lub usługowych firmy. Rozważ następujące kwestie:

Warunki testu szczelności: Różne produkty muszą lub nie mogą mieć różne warunki wycieku pod ciśnieniem, zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz produktu.

Czynniki środowiskowe: Środowisko testowe będzie miało wpływ na wydajność różnych testów.

Koszt: Bardziej złożone testy są często droższe niż proste testy, które można przeprowadzić w różnych warunkach środowiskowych. Należy wziąć pod uwagę zarówno koszt materiałów i/lub usług, jak i koszt przygotowania do testu.

Wydajność i czasy cykli: Szybkość każdego testu ma znaczenie, zwłaszcza jeśli każda część musi być testowana indywidualnie.

 

Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat tego produktu, prosimy o kontakt.