泄漏測試技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn)資料

泄漏測試技術(shù)講座

德國佛羅里西有限公司

Copyright,2001?JWFroehlichMaschinenfabrikGmbH第一頁，共50頁。2內(nèi)容(nèiróng)

第1章: 泄漏測試(cèshì)基礎(chǔ)第2章: 以干燥空氣為介質(zhì)的泄漏測試(cèshì)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: 測試(cèshì)能力考核第7章: JWFroehlich試漏儀簡介第二頁，共50頁。3學(xué)習(xí)(xuéxí)目的: 理解泄漏測試的基本概念和意義了解(liǎojiě)測量原理并對測量結(jié)果進(jìn)行正確判別和分類了解(liǎojiě)哪些因素會對測量結(jié)果產(chǎn)生不良影響，以及如何避免.正確檢查設(shè)備認(rèn)識如何維護(hù)、保養(yǎng)試漏儀/機(jī)第三頁，共50頁。4第1章:泄漏(xièlòu)測試基礎(chǔ)第四頁，共50頁。5概念密封性: 允許泄漏率介質(zhì): 工作介質(zhì)，測試介質(zhì)測試參數(shù): 測試壓力，測量時間(shíjiān)，測試容積第五頁，共50頁。6內(nèi)燃機(jī)曲軸(qūzhóu)箱從密封性的角度來看，通常有三處應(yīng)進(jìn)行測試: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(qūzhóu)的潤滑油.3.) 無壓油腔:接收回流到油底殼的潤滑油.例如:壓力油道應(yīng)與下列領(lǐng)域分隔開:外部環(huán)境:密封性要求高冷卻水循環(huán):密封性要求高無壓油腔:密封性要求較低典型工件(gōngjiàn)的密封性測試舉例:第六頁，共50頁。7測試(cèshì)參數(shù)-測試(cèshì)時間泄漏(xièlòu)率測試(cèshì)時間長測試時間短允許泄漏率可供利用的測試時間長度:對測試結(jié)果的可信度有很大影響測試時間長充入被測腔內(nèi)的空氣穩(wěn)定的更好

重復(fù)精度高

測試結(jié)果更好.更好地消除工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點產(chǎn)生的影響(比如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易操作的被測腔)測試結(jié)果的分散第七頁，共50頁。8測試(cèshì)參數(shù)-測試(cèshì)壓力測試壓力是指測量階段工件內(nèi)的壓力值.該壓力值應(yīng)盡可能參照(cānzhào)實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(xièlòu)氣流的大小泄漏氣流

被測腔第八頁，共50頁。9測試(cèshì)參數(shù)-測試(cèshì)容積測試容積是整個測試系統(tǒng)各部分容積的總和.

它包括:

被測工件的內(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)部容積測試容積不只是被測工件的容積,如果被測工件的容積很小（如：對杯堵或球堵的泄漏測試）,所有上述容積都會直接影響測試結(jié)果.此時測試容積大部分為被測部位以外的容積，因此(yīncǐ)清楚地認(rèn)識這一點對泄漏測試很重要.第九頁，共50頁。10有下列不同型號(xínghào)的試漏儀MPS100/300/200/400: 相對壓力法試漏儀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(gānzào)空氣為介質(zhì)的泄漏測試原理第十頁，共50頁。11MPS100/300/200/400相對(xiāngduì)壓力法試漏儀特點:結(jié)構(gòu)簡單，自身容積最小測量范圍大經(jīng)濟(jì)實用缺點：分辨率隨測試壓力的升高和測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(jǔlì):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(yālì)傳感器待測腔壓縮氣源充氣閥Y1泄漏導(dǎo)致的壓力降預(yù)充氣充氣

穩(wěn)定測量泄漏充氣壓力測量壓力第十一頁，共50頁。12MPS150/350/250/450

差壓法試漏儀特點:高測試壓力(可達(dá)80bar)高分辨率，且不取決于測試壓力

(可在高壓下檢測微小泄漏)對于狀態(tài)不穩(wěn)定的工件，可采用標(biāo)準(zhǔn)件參考缺點：量程較小，不適用于泄漏較大的工件應(yīng)用范圍:高測試壓力，高分辨率要求(yāoqiú)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(yālì)傳感器被測腔壓縮(yāsuō)氣源隔離閥LY1和HY1泄漏導(dǎo)致的壓力降預(yù)充氣充氣

平衡測量泄漏充氣壓力測量壓力DP差壓變送器第十二頁，共50頁。13MFL300/200/400質(zhì)量(zhìliàng)流量法特點:顯著縮短測試時間直接(zhíjiē)測量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量scc/min應(yīng)用范圍:大容積工件,要求較短的測試時間.應(yīng)用舉例:發(fā)動機(jī)整機(jī)變速器殼體

調(diào)壓器壓力(yālì)傳感器待測腔壓縮氣源充氣閥Y1儲氣缸工件

測量排氣充氣充氣泄漏流量VEX旁路閥Y2傳感器閥Y3充氣壓力測量壓力質(zhì)量流量第十三頁，共50頁。14MFL300/200/400內(nèi)漏測試的測試順序(shùnxù)=測試油腔和水腔之間的泄漏VEX充氣(chōnɡqì)VEX充氣(chōnɡqì)工件充氣內(nèi)漏測量工件充氣測量測量排氣排氣水腔油腔油腔VEX油腔FS水腔FS(無壓)第十四頁，共50頁。15MFL360/260/460質(zhì)量(zhìliàng)流量法試漏儀特點:測試時間短直接測量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量scc/min量程大應(yīng)用(yìngyòng)范圍:大泄漏工件(測量范圍可達(dá)200l/min).應(yīng)用(yìngyòng)舉例:缸蓋:氣門節(jié)流閥

調(diào)壓器壓力(yālì)傳感器被測腔壓縮氣源

充氣測量泄漏流量旁路閥Y2傳感器閥Y3測量壓力質(zhì)量流量第十五頁，共50頁。16空氣泄漏(xièlòu)測試的局限性:分辨率與任何其它方法一樣，空氣泄漏測試的分辨率也有其極限.針對(zhēnduì)不同的允許泄漏率應(yīng)采用不同的測試方法.方法 范圍（單位：ccm/min）水下目測 10-3bis100壓力降法 10-1bis100流量法 0,2bis200000人工氣體探測 10-3bis10-4自動真空測試氣體 10-5bis10-70,01ccm/min左右的泄漏率相當(dāng)于每3秒出現(xiàn)一個直徑1mm的氣泡第十六頁，共50頁。17 a.)發(fā)動機(jī)制造:各部位泄漏測試 測試壓力 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(xīqì)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(xièlòu)測試要求舉例第十七頁，共50頁。18 b.)發(fā)動機(jī)制造(zhìzào):短發(fā)和長發(fā)泄漏測試 測試壓力 允許泄漏率 barNormcm3/min 冷卻水系: 0.5-1.5 4-50 潤滑油系: 0.1-0.3 20-200 燃油系 2.0-5.0 0.5-100第十八頁，共50頁。19 c.)變速器: 測試(cèshì)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 5-25第十九頁，共50頁。20第3章:典型(diǎnxíng)影響因素 溫度 容積穩(wěn)定性 濕度 夾具密封不嚴(yán) 被測腔/件的可操作性差第二十頁，共50頁。21影響因素:溫度測量期間溫度變化導(dǎo)致被測腔內(nèi)壓力變化 溫度變化可對測量結(jié)果產(chǎn)生不同的影響.

通常，溫度變化會加劇泄漏。

也就是說，測量值高于實際值。 原因在于,通過被測腔的表面會很快將工件熱量傳遞給測試(cèshì)空氣。

工件(gōngjiàn)溫度測試空氣(kōngqì)溫度測量階段第二十一頁，共50頁。22影響因素:溫度原因: 被測件在進(jìn)行泄漏檢測前清洗過 被測件由于被加工而升溫.(比如：焊接) 被測件由于運(yùn)行(yùnxíng)而升溫.(如：發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn))第二十二頁，共50頁。23溫度(wēndù)補(bǔ)償: 壓力降式泄漏檢測儀:根據(jù)溫度(wēndù)差（工件溫度(wēndù)—環(huán)境溫度(wēndù)）移動閾值來實現(xiàn)補(bǔ)償溫度差壓力降測得的壓力降接近曲線(qūxiàn)(合格曲線(qūxiàn))閾值(yùzhí)曲線:平行于合格曲線無溫度影響時，合格-不合格件間隔第二十三頁，共50頁。24溫度(wēndù)補(bǔ)償:質(zhì)量流量式泄漏檢測儀:

通過扣除受溫度(wēndù)影響的流量值來補(bǔ)償，顯示器上只顯示補(bǔ)償后的流量值.溫度差(DT)泄漏(xièlòu)率實測(shícè)流量值接近曲線(合格曲線)流量零點實測溫度差應(yīng)從當(dāng)前實測流量值扣除的值第二十四頁，共50頁。25舉例:缸蓋水套泄漏測試夾具(jiājù)未進(jìn)行熱隔離（綠色）或未完全熱隔離（紅色和黑色）的測試結(jié)果分布第二十五頁，共50頁。26影響因素:容積穩(wěn)定性測量(cèliáng)期間容積的變化導(dǎo)致被測腔內(nèi)壓力的變化其影響的方式和程度無法預(yù)測.

取決于在有關(guān)測試階段，其被測容積是否增大或縮小.第二十六頁，共50頁。27影響因素:容積穩(wěn)定(wěndìng)性原因: 機(jī)床震動使得封堵板的位置改變 封堵力不穩(wěn)定(wěndìng) 封堵橡膠較軟且無限位機(jī)構(gòu)，在測量階段被擠入被測腔。 被測件容積不穩(wěn)定(wěndìng)(如：燃料箱)第二十七頁，共50頁。28影響因素:濕度影響:

通常會補(bǔ)償泄漏.也就是說，泄漏率變小甚至成為(chéngwéi)負(fù)值。這一點很關(guān)鍵，因為它會將一個不合格件判為合格件.因此我們要求被測工件保持干燥.第二十八頁，共50頁。29影響因素:濕度原因(yuányīn): 工件在清洗機(jī)出口未完全吹干.

被測腔內(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)過程中被注入液體.

(例如:從冷測試臺下來的維修后的發(fā)動機(jī)，其油腔內(nèi)仍有潤滑油.第二十九頁，共50頁。30影響因素:測量氣路不密封測量氣路包括:試漏儀內(nèi)部的測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法通過比如(bǐrú)水下目測得到確認(rèn).

第三十頁，共50頁。31影響因素:測量氣路不密封可能的原因舉例: 封堵橡膠老化 封堵夾具(jiājù)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)部有泄漏第三十一頁，共50頁。32影響因素:測量氣路不密封確定氣路的密封與否，可通過(tōngguò)啟動儀器自檢很快加以判斷.通過(tōngguò)自檢可將泄漏限定在某一范圍，然后再對這一段氣路作細(xì)致的檢查.第三十二頁，共50頁。33影響因素:工件被測腔可操作性差影響:壓縮空氣在被測腔內(nèi)的穩(wěn)定過程因工件的狀況不同而不同,這可能導(dǎo)致測量結(jié)果與實際值的顯著偏差.這種情況的典型例子是發(fā)動機(jī)整機(jī)泄漏測試:其油腔內(nèi)存在多處不易操作.

比如:在工作沖程，通常(tōngcháng)只能通過活塞環(huán)對汽缸充氣.第三十三頁，共50頁。34影響因素:工件被測腔可操作性差原因: 工件內(nèi)腔存在一些部位，無法直接與測試空氣接口相連. 工件的進(jìn)氣管路設(shè)計不合理.

進(jìn)氣孔在封堵時被堵死. 到被測腔某部分(bùfen)的進(jìn)氣路有開/關(guān)功能:發(fā)動機(jī)整機(jī)的機(jī)油濾清器部分(bùfen)只能通過止回閥充氣.第三十四頁，共50頁。35影響因素:工件被測腔可操作性差措施: 如果這一不足存在(cúnzài)于工件內(nèi)部且不能通過附加的充氣口改善，則從測試技術(shù)的角度看是無法提高的。在工藝上應(yīng)將測量值的擺動考慮為過程不確定度.

如果從外部可加充氣口，但還沒有或沒有正確連接，那么應(yīng)由機(jī)床制造商采取響應(yīng)措施.第三十五頁，共50頁。36第4章:設(shè)備(shèbèi)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 其它第三十六頁，共50頁。37密封性封堵單元必須能提供足夠的密封度.

并保證長期的密封穩(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(xièlòu)率.因為在夾具中有許多封堵單元，對于每個封堵單元來說，允許的不密封公差就更小.總體來說，所有封堵單元的不密封度不應(yīng)超過允許泄漏(xièlòu)率的1%.

注意封堵部位是否完全蓋住.

第三十七頁，共50頁。38機(jī)械去耦多個測試腔之間的耦合: 如果有2個被測腔通過同一個封堵板封堵,由于測試時間不同會產(chǎn)生不利影響.

原因: 一個測試完成后,該被測腔將被排氣.

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

措施: 封堵力要足夠大，封堵板應(yīng)該盡量(jǐnliàng)以機(jī)械方式與工件接觸. 舉例: 缸蓋水套和無壓油腔泄漏測試.水套進(jìn)行得較快，并會在油腔測試完成前排氣.封堵力落在封堵橡膠上后，會減小油腔的容積.第三十八頁，共50頁。39機(jī)械去耦機(jī)床震動: 通過床身傳遞的機(jī)械震動使封堵頭的位置改變，造成被測腔容積和壓力的變化. 原因: 封堵頭較軟且無限位，因此其形狀以脈動方式改變. 措施: 封堵頭盡量以機(jī)械方式與工件接觸.這對于大封堵板來說較難實現(xiàn)，因此對每個封堵位置都采用單獨的封堵頭更好 舉例: 夾持器行進(jìn),氣/油缸前進(jìn)(qiánjìn)/后退

第三十九頁，共50頁。40容積穩(wěn)定性測試期間測試容積存在可測得的變化:

原因: 工件受到封堵頭的壓力(yālì)，產(chǎn)生容積變化，或者封堵橡膠變形擠入測試回路.措施: 封堵力適當(dāng). 封堵橡膠體積不應(yīng)太大橡膠硬度不應(yīng)太低舉例: 燃油系統(tǒng)及其零部件需要用較高的封堵力.封堵后橡膠會繼續(xù)向被測腔內(nèi)膨脹.

第四十頁，共50頁。41隔離溫度影響封堵夾具的構(gòu)造與溫度影響的大小有關(guān):

原因: 封堵板及工件支座與工件接觸.如果(rúguǒ)工件和夾具之間存在溫差,就會間接被測腔內(nèi)的測試空氣產(chǎn)生影響，從而影響測試結(jié)果.措施: 對工件和夾具的所有部件進(jìn)行熱隔離，避免直接接觸.舉例: 熱的工件進(jìn)入冷的夾具，或者相反. 第四十一頁，共50頁。42進(jìn)氣的通暢性影響泄漏測試平衡階段的穩(wěn)定效果:

原因: 如果測試空氣進(jìn)入被測腔的某一部分太慢,會導(dǎo)致一個模擬泄漏的效果，從而無法保證測試的重復(fù)精度.措施: 采用多個管徑足夠的充氣口.同時注意測試容積的大小(dàxiǎo).舉例: 發(fā)動機(jī)總成應(yīng)當(dāng)通過油尺入口充氣.

第四十二頁，共50頁。43其它氣動控制的膨脹單元:

膨脹橡膠不密封導(dǎo)致測試回路內(nèi)壓力升高,因為控制氣體會進(jìn)入被測腔.

注意:補(bǔ)償泄漏固定封堵板:

如果測試回路中有螺釘,應(yīng)該(yīnggāi)采用空心的螺釘.否則可能會存在通過螺紋到螺釘后面盲孔的滲漏.

用戶應(yīng)該(yīnggāi)指明這一點.水下目測或維修工位:

必須注意與線上的夾具封堵狀態(tài)一致:封堵狀態(tài)不同可能會產(chǎn)生較大的問題. 第四十三頁，共50頁。44檢查和維護(hù)(wéihù)用標(biāo)準(zhǔn)樣件測量(cèliáng)用LK20泄漏標(biāo)定儀模擬泄漏第四十四頁，共50頁。45用標(biāo)準(zhǔn)件測量意義和目的:

檢查泄漏測試設(shè)備所有部件功能.泄漏測試設(shè)備是一個(yīɡè)復(fù)雜系統(tǒng).它由許多部件組成,每個部件都可能出現(xiàn)問題.被測腔:工件，其密封性未知.密封橡膠:必須對其定期檢查，因為橡膠會磨損和老化.進(jìn)氣管路:從試漏儀到封堵夾具的管路可能損壞.試漏儀內(nèi)部氣動系統(tǒng):可能出現(xiàn)故障.第四十五頁，共50頁。46用標(biāo)準(zhǔn)件測量借助標(biāo)準(zhǔn)件和儀器自檢可將大部分設(shè)備不密封問題限制在封堵夾具和進(jìn)氣管路范圍內(nèi).什么是標(biāo)準(zhǔn)件?與原始工件吻合且其泄漏率小于限值的.如何產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)件?選擇一個盡可能密封的工件,也許要被浸漬.它應(yīng)該通過噴涂顏料或做標(biāo)記與其它生產(chǎn)的工件區(qū)別開.需要多少個標(biāo)準(zhǔn)件?存在多少不同的測試程序，就需要多少個標(biāo)準(zhǔn)件比如(bǐrú)有5個不同型號的工件，就應(yīng)該有5個不同的標(biāo)準(zhǔn)件.第四十六頁，共50頁。47用標(biāo)準(zhǔn)件測量多長時間應(yīng)該用標(biāo)準(zhǔn)件檢查一次?理想情況下應(yīng)該每班一次如何進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件測