泄漏測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn)

泄漏測(cè)試技術(shù)講座

德國(guó)佛羅里西有限公司

Copyright,2001?JWFroehlichMaschinenfabrikGmbH2內(nèi)容

第1章: 泄漏測(cè)試基礎(chǔ)第2章: 以干燥空氣為介質(zhì)的泄漏測(cè)試原理第3章: 典型影響因素第4章: 設(shè)備制造準(zhǔn)則第5章: 檢查與維護(hù)第6章: 測(cè)試能力考核第7章: JWFroehlich試漏儀簡(jiǎn)介3學(xué)習(xí)目的: 理解泄漏測(cè)試的基本概念和意義了解測(cè)量原理并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行正確判別和分類(lèi)了解哪些因素會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生不良影響，以及如何避免.正確檢查設(shè)備認(rèn)識(shí)如何維護(hù)、保養(yǎng)試漏儀/機(jī)4第1章:泄漏測(cè)試基礎(chǔ)5概念密封性: 允許泄漏率介質(zhì): 工作介質(zhì)，測(cè)試介質(zhì)測(cè)試參數(shù): 測(cè)試壓力，測(cè)量時(shí)間，測(cè)試容積6內(nèi)燃機(jī)曲軸箱從密封性的角度來(lái)看，通常有三處應(yīng)進(jìn)行測(cè)試:1.) 水腔:冷卻水在其中循環(huán)2.) 壓力油道:其中有比如供給曲軸的潤(rùn)滑油.3.) 無(wú)壓油腔:接收回流到油底殼的潤(rùn)滑油.例如:壓力油道應(yīng)與下列領(lǐng)域分隔開(kāi):

外部環(huán)境:密封性要求高

冷卻水循環(huán):密封性要求高

無(wú)壓油腔:密封性要求較低典型工件的密封性測(cè)試舉例:7測(cè)試參數(shù)-測(cè)試時(shí)間泄漏率測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間短允許泄漏率

可供利用的測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)度:對(duì)測(cè)試結(jié)果的可信度有很大影響測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)充入被測(cè)腔內(nèi)的空氣穩(wěn)定的更好

重復(fù)精度高

測(cè)試結(jié)果更好.更好地消除工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)產(chǎn)生的影響(比如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易操作的被測(cè)腔)測(cè)試結(jié)果的分散8測(cè)試參數(shù)-測(cè)試壓力測(cè)試壓力是指測(cè)量階段工件內(nèi)的壓力值.該壓力值應(yīng)盡可能參照實(shí)際工作壓力該壓力值的設(shè)定應(yīng)視工件的工藝參數(shù)而定,而不能隨意選擇.腔內(nèi)的壓縮空氣以相應(yīng)的力向工件施壓，從而決定了某一特定孔徑下的泄漏氣流的大小泄漏氣流

被測(cè)腔9測(cè)試參數(shù)-測(cè)試容積測(cè)試容積是整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)各部分容積的總和.

它包括:

被測(cè)工件的內(nèi)部容積

封堵元件內(nèi)連接管路的容積

從試漏儀到封堵夾具之間的管路容積

試漏儀內(nèi)部容積測(cè)試容積不只是被測(cè)工件的容積,如果被測(cè)工件的容積很?。ㄈ纾簩?duì)杯堵或球堵的泄漏測(cè)試）,所有上述容積都會(huì)直接影響測(cè)試結(jié)果.此時(shí)測(cè)試容積大部分為被測(cè)部位以外的容積，因此清楚地認(rèn)識(shí)這一點(diǎn)對(duì)泄漏測(cè)試很重要.10有下列不同型號(hào)的試漏儀MPS100/300/200/400:

相對(duì)壓力法試漏儀

MPS150/350/250/450: 差壓法試漏儀

MFL300/200/400: 質(zhì)量流量法試漏儀，用于小到中漏MFL360/260/460: 質(zhì)量流量法試漏儀，用于大漏第2章:以干燥空氣為介質(zhì)的泄漏測(cè)試原理11MPS100/300/200/400

相對(duì)壓力法試漏儀特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自身容積最小測(cè)量范圍大經(jīng)濟(jì)實(shí)用缺點(diǎn)：分辨率隨測(cè)試壓力的升高和測(cè)試容積的增大而降低

應(yīng)用范圍:在滿足節(jié)拍要求，能夠獲得足夠大壓力降的情況下，可應(yīng)用于所有領(lǐng)域.應(yīng)用舉例:缸體/缸蓋:水腔,油道醫(yī)療器械:導(dǎo)液管,離心分離器等等.調(diào)壓器壓力傳感器待測(cè)腔壓縮氣源充氣閥Y1泄漏導(dǎo)致的壓力降預(yù)充氣充氣

穩(wěn)定測(cè)量泄漏充氣壓力測(cè)量壓力12MPS150/350/250/450

差壓法試漏儀特點(diǎn):高測(cè)試壓力(可達(dá)

80bar)

高分辨率，且不取決于測(cè)試壓力

(可在高壓下檢測(cè)微小泄漏)

對(duì)于狀態(tài)不穩(wěn)定的工件，可采用標(biāo)準(zhǔn)件參考缺點(diǎn)：量程較小，不適用于泄漏較大的工件應(yīng)用范圍:高測(cè)試壓力，高分辨率要求較大容積工件

應(yīng)用舉例:離合器殼體,壓縮機(jī)零件調(diào)壓器壓力傳感器被測(cè)腔壓縮氣源隔離閥LY1和HY1泄漏導(dǎo)致的壓力降預(yù)充氣充氣

平衡測(cè)量泄漏充氣壓力測(cè)量壓力DP差壓變送器13MFL300/200/400

質(zhì)量流量法特點(diǎn):顯著縮短測(cè)試時(shí)間直接測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量scc/min應(yīng)用范圍:大容積工件,要求較短的測(cè)試時(shí)間.應(yīng)用舉例:發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)變速器殼體

調(diào)壓器壓力傳感器待測(cè)腔壓縮氣源充氣閥Y1儲(chǔ)氣缸工件

測(cè)量排氣充氣充氣泄漏流量VEX旁路閥Y2傳感器閥Y3充氣壓力測(cè)量壓力質(zhì)量流量14MFL300/200/400

內(nèi)漏測(cè)試的測(cè)試順序

=測(cè)試油腔和水腔之間的泄漏VEX充氣VEX充氣工件充氣內(nèi)漏測(cè)量工件充氣測(cè)量測(cè)量排氣排氣水腔油腔油腔VEX油腔FS水腔FS(無(wú)壓)15MFL360/260/460

質(zhì)量流量法試漏儀特點(diǎn):測(cè)試時(shí)間短直接測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量scc/min量程大應(yīng)用范圍:大泄漏工件(測(cè)量范圍可達(dá)

200l/min).應(yīng)用舉例:缸蓋:氣門(mén)節(jié)流閥

調(diào)壓器壓力傳感器被測(cè)腔壓縮氣源

充氣測(cè)量泄漏流量旁路閥Y2傳感器閥Y3測(cè)量壓力質(zhì)量流量16空氣泄漏測(cè)試的局限性:分辨率與任何其它方法一樣，空氣泄漏測(cè)試的分辨率也有其極限.針對(duì)不同的允許泄漏率應(yīng)采用不同的測(cè)試方法.方法 范圍（單位：ccm/min）水下目測(cè) 10-3

bis100壓力降法 10-1

bis100流量法 0,2

bis200000人工氣體探測(cè) 10-3

bis10-4自動(dòng)真空測(cè)試氣體 10-5

bis10-70,01ccm/min左右的泄漏率相當(dāng)于每3秒出現(xiàn)一個(gè)直徑1mm的氣泡17 a.)發(fā)動(dòng)機(jī)制造:各部位泄漏測(cè)試

測(cè)試壓力 允許泄漏率

bar Normcm3/min缸體/缸蓋

灰鑄鐵: 水套

1.0-1.5 10-12

壓力油道 2.0-3.0 5-6

鑄鋁: 水套

1.0-1.5 4-5

壓力油道 2.0-3.0 3-4進(jìn)氣管 吸氣室

1.0-1.5 30-50

水套 1.0-1.5 4-5水泵 1.0-1.5 6-10燃油系統(tǒng) 4.0-5.0 0.5-2不同試件的泄漏測(cè)試要求

舉例18 b.)發(fā)動(dòng)機(jī)制造:短發(fā)和長(zhǎng)發(fā)泄漏測(cè)試

測(cè)試壓力 允許泄漏率

barNormcm3/min

冷卻水系: 0.5-1.5 4-50

潤(rùn)滑油系: 0.1-0.3 20-200

燃油系 2.0-5.0 0.5-10019 c.)變速器:

測(cè)試壓力 允許泄漏率

bar Normcm3/min

殼體外部: 0.5-1.0 3-50

殼體內(nèi)部: 0.5-1.0 50-150總成: 0.1-0.3 5-2520第3章:

典型影響因素

溫度

容積穩(wěn)定性

濕度

夾具密封不嚴(yán)

被測(cè)腔/件的可操作性差21影響因素:溫度測(cè)量期間溫度變化導(dǎo)致被測(cè)腔內(nèi)壓力變化

溫度變化可對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生不同的影響.

通常，溫度變化會(huì)加劇泄漏。

也就是說(shuō)，測(cè)量值高于實(shí)際值。

原因在于,通過(guò)被測(cè)腔的表面會(huì)很快將工件熱量傳遞給測(cè)試空氣。

工件溫度測(cè)試空氣溫度測(cè)量階段22影響因素:溫度原因:

被測(cè)件在進(jìn)行泄漏檢測(cè)前清洗過(guò)

被測(cè)件由于被加工而升溫.(比如：焊接)

被測(cè)件由于運(yùn)行而升溫.(如：發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn))23溫度補(bǔ)償:

壓力降式泄漏檢測(cè)儀:根據(jù)溫度差（工件溫度—環(huán)境溫度）移動(dòng)閾值來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償溫度差壓力降測(cè)得的壓力降接近曲線(合格曲線)閾值曲線:平行于合格曲線無(wú)溫度影響時(shí)，合格-不合格件間隔24溫度補(bǔ)償:質(zhì)量流量式泄漏檢測(cè)儀:

通過(guò)扣除受溫度影響的流量值來(lái)補(bǔ)償，顯示器上只顯示補(bǔ)償后的流量值.溫度差(DT)泄漏率實(shí)測(cè)流量值接近曲線(合格曲線)流量零點(diǎn)實(shí)測(cè)溫度差應(yīng)從當(dāng)前實(shí)測(cè)流量值扣除的值25舉例:缸蓋水套泄漏測(cè)試

夾具未進(jìn)行熱隔離（綠色）或未完全熱隔離（紅色和黑色）的測(cè)試結(jié)果分布26影響因素:容積穩(wěn)定性測(cè)量期間容積的變化導(dǎo)致被測(cè)腔內(nèi)壓力的變化其影響的方式和程度無(wú)法預(yù)測(cè).

取決于在有關(guān)測(cè)試階段，其被測(cè)容積是否增大或縮小.27影響因素:容積穩(wěn)定性原因:

機(jī)床震動(dòng)使得封堵板的位置改變

封堵力不穩(wěn)定

封堵橡膠較軟且無(wú)限位機(jī)構(gòu)，在測(cè)量階段被擠入被測(cè)腔。

被測(cè)件容積不穩(wěn)定(如：燃料箱)28影響因素:濕度影響:

通常會(huì)補(bǔ)償泄漏.也就是說(shuō)，泄漏率變小甚至成為負(fù)值。這一點(diǎn)很關(guān)鍵，因?yàn)樗鼤?huì)將一個(gè)不合格件判為合格件.因此我們要求被測(cè)工件保持干燥.29影響因素:濕度原因:

工件在清洗機(jī)出口未完全吹干.

被測(cè)腔內(nèi)殘余加工液

很冷的工件進(jìn)入較熱的環(huán)境

(冷凝水)

工件在生產(chǎn)過(guò)程中被注入液體.

(例如:從冷測(cè)試臺(tái)下來(lái)的維修后的發(fā)動(dòng)機(jī)，其油腔內(nèi)仍有潤(rùn)滑油.30影響因素:測(cè)量氣路不密封測(cè)量氣路包括:試漏儀內(nèi)部的測(cè)量氣路從試漏儀到封堵夾具的氣路封堵夾具本身

結(jié)果:出現(xiàn)太多的不合格件，而且這些不合格件無(wú)法通過(guò)比如水下目測(cè)得到確認(rèn).

31影響因素:測(cè)量氣路不密封可能的原因舉例:

封堵橡膠老化

封堵夾具未正確封堵(機(jī)械移位)

封堵受到污染

管路或接頭不密封

試漏儀內(nèi)部有泄漏32影響因素:測(cè)量氣路不密封確定氣路的密封與否，可通過(guò)啟動(dòng)儀器自檢很快加以判斷.通過(guò)自檢可將泄漏限定在某一范圍，然后再對(duì)這一段氣路作細(xì)致的檢查.33影響因素:工件被測(cè)腔可操作性差影響:壓縮空氣在被測(cè)腔內(nèi)的穩(wěn)定過(guò)程因工件的狀況不同而不同,這可能導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果與實(shí)際值的顯著偏差.這種情況的典型例子是發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)泄漏測(cè)試:其油腔內(nèi)存在多處不易操作.

比如:在工作沖程，通常只能通過(guò)活塞環(huán)對(duì)汽缸充氣.34影響因素:工件被測(cè)腔可操作性差原因:

工件內(nèi)腔存在一些部位，無(wú)法直接與測(cè)試空氣接口相連.

工件的進(jìn)氣管路設(shè)計(jì)不合理.

進(jìn)氣孔在封堵時(shí)被堵死.

到被測(cè)腔某部分的進(jìn)氣路有開(kāi)/關(guān)功能:發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的機(jī)油濾清器部分只能通過(guò)止回閥充氣.35影響因素:工件被測(cè)腔可操作性差措施:

如果這一不足存在于工件內(nèi)部且不能通過(guò)附加的充氣口改善，則從測(cè)試技術(shù)的角度看是無(wú)法提高的。在工藝上應(yīng)將測(cè)量值的擺動(dòng)考慮為過(guò)程不確定度.

如果從外部可加充氣口，但還沒(méi)有或沒(méi)有正確連接，那么應(yīng)由機(jī)床制造商采取響應(yīng)措施.36第4章:

設(shè)備制造準(zhǔn)則

密封性

機(jī)械去耦

容積穩(wěn)定性

隔離溫度影響

進(jìn)氣可操作性

其它37密封性封堵單元必須能提供足夠的密封度.

并保證長(zhǎng)期的密封穩(wěn)定性.

封堵壓力要足夠高.

不密封性公差取決于要求的允許泄漏率.因?yàn)樵趭A具中有許多封堵單元，對(duì)于每個(gè)封堵單元來(lái)說(shuō)，允許的不密封公差就更小.總體來(lái)說(shuō)，所有封堵單元的不密封度不應(yīng)超過(guò)允許泄漏率的1%.

注意封堵部位是否完全蓋住.

38機(jī)械去耦多個(gè)測(cè)試腔之間的耦合:

如果有2個(gè)被測(cè)腔通過(guò)同一個(gè)封堵板封堵,由于測(cè)試時(shí)間不同會(huì)產(chǎn)生不利影響.

原因: 一個(gè)測(cè)試完成后,該被測(cè)腔將被排氣.

相應(yīng)的封堵力就會(huì)落在封堵頭上，這可能會(huì)造成另一個(gè)被測(cè)腔容積的變化.