泄漏測試技術.ppt

1、泄 漏 測 試 技 術 講 座,2,內容,第1章: 泄漏測試基礎 第2章:以干燥空氣為介質的泄漏測試原理 第3章: 典型影響因素 第4章: 設備制造準則 第5章: 檢查與維護 第6章: 測試能力考核 第7章: JWFroehlich試漏儀簡介,3,學習目的:,理解泄漏測試的基本概念和意義 了解測量原理并對測量結果進行正確判別和分類 了解哪些因素會對測量結果產生不良影響，以及如何避免. 正確檢查設備 認識如何維護、保養(yǎng)試漏儀/機,4,第1章: 泄漏測試基礎,5,概 念,密封性: 允許泄漏率 介質:工作介質，測試介質 測試參數(shù): 測試壓力，測量時間，測試容積,6,工作介質 1 如： 水,工作介質

2、2 如：油,被測腔壁,可能存在的泄漏點,密封性,密封性用于描述適當?shù)拿芊獬潭? 如下圖所示， 必須保證被測腔的四壁足以將其中的介質與另一種介質或外界分隔開.,7,內燃機曲軸箱 從密封性的角度來看，通常有三處應進行測試: 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: 壓力油道應與下列領域分隔開: 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,典型工件的密封性測試舉例:,8,其它不同的密封性測試應用舉例:,葡萄酒瓶: 要求其中的葡萄酒及其它物質幾乎經年不漏.密封性要求高 汽車

3、輪胎:要求半年內幾乎不漏密封性要求高 內燃機閥座:由于此處閥和閥座之間是金屬密封, 因此對密封性的要求較低.,9,允 許 泄 漏 率,是密封性要求的公差和中心值，在此基礎上進行檢測. 定義:單位時間內介質損失的多少, 在此范圍內可使被測件的功能在其額定使用壽命內得到保障. 由于原始工作介質的損失 比如水腔中水的損失 多數(shù)情況下無法直接測得, 因此多數(shù)將其對應的公差值直接作為測試介質公差值.,10,介 質,充入測量腔內的物質 分為: 工作介質: 實際工作過程中被測腔內充入的介質， 比如：水腔中的水，油腔中的油，等等.測試介質: 在密封性測試過程中采用的介質， 比如：壓縮空氣，氦氣等.,11,測試

4、參數(shù)-測試時間,泄漏率,測試時間長,測試時間短,允許泄漏率,可供利用的測試時間長度: 對測試結果的可信度有很大影響 測試時間長 充入被測腔內的空氣穩(wěn)定的更好 重復精度高 測試結果更好. 更好地消除工件內部結構特點產生的影響 (比如結構復雜，不易操作的被測腔),測試結果的分散,12,測試參數(shù)-測試壓力,測試壓力是指測量階段工件內的壓力值. 該壓力值應盡可能參照實際工作壓力 該壓力值的設定應視工件的工藝參數(shù)而定, 而不能隨意選擇.,腔內的壓縮空氣以相應的力向工件施壓，從而決定了某一特定孔徑下的泄漏氣流的大小,泄漏氣流,被測腔,13,測試參數(shù)-測試容積,測試容積是整個測試系統(tǒng)各部分容積的總和.它包括

5、:被測工件的內部容積封堵元件內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?。ㄈ纾簩Ρ禄蚯蚨碌男孤y試）, 所有上述容積都會直接影響測試結果. 此時測試容積大部分為被測部位以外的容積，因此清楚地認識這一點對泄漏測試很重要.,14,密封性測試的方法,直接法:舉例: 發(fā)動機熱試, 充入液體介質目測 間接法:舉例:水下目測氣泡用壓縮空氣進行自動測試,15,直接法: 優(yōu)缺點,例如: 內燃機熱測試 目測介質損失 (工人查找水跡“) 接近實際工作狀態(tài) (溫度，機械負載) 直接觀測介質損失. 主觀判斷密封與否 許多情況下無法觀察到(比

6、如：水腔和油腔之間的內漏) 只能在生產線的最后階段進行測試.如果工件不密封，必須經過很多步驟進行維修.,16,間 接 法 優(yōu) 缺 點,工作介質的損失通過參考介質體現(xiàn). 例如: 通過壓縮空氣進行泄漏測試 對被測腔以一定壓力充氣，然后檢測空氣損失. 可執(zhí)行性好 更易辨別不密封性, 因為空氣黏度小于大多數(shù)工作介質. 不損傷污染工件: 工件保持干燥. 客觀評判: 始終按同一公差標準進行檢測. 可在生產過程中任何時間進行檢測 ( 廢件不會被繼續(xù)加工) 測試過程易于實現(xiàn)自動化 可檢測到被測腔任何部位存在的泄漏 測試工況與實際工況不同 (溫度，機械負載) 干擾: 溫度和壓力波動將直接影響測試.,17,有下列

7、不同型號的試漏儀 MPS20/40/200/400: 相對壓力法試漏儀 MPS25/45/250/450: 差壓法試漏儀 MFL40/400: 質量流量法試漏儀，用于小到中漏 MFL60/460: 質量流量法試漏儀，用于大漏 MPS40: 用于通道暢通性檢查,第2章: 以干燥空氣為介質的泄漏測試原理,18,MPS20/40/200/400 相對壓力法試漏儀,特點: 結構簡單，自身容積最小 測量范圍大 經濟實用 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，可應用于所有領域. 應用舉例: 缸體/缸蓋: 水腔, 油道 醫(yī)療器械: 導

8、液管, 離心分離器 等等.,調壓器,壓力傳感器,待測腔,壓縮氣源,充氣閥 Y1,泄漏導致的壓力降,預充氣 充氣 穩(wěn)定 測量,泄漏,充氣壓力,測量壓力,19,MPS25/45/250/450 差壓法試漏儀,特點: 高測試壓力 (可達 80 bar) 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，可采用標準件參考 缺點： 量程較小，不適用于泄漏較大的工件 應用范圍: 高測試壓力，高分辨率要求 較大容積工件 應用舉例: 離合器殼體, 壓縮機零件,調壓器,壓力傳感器,被測腔,壓縮氣源,隔離閥 LY1 和 HY1,泄漏導致的壓力降,預充氣 充氣 平衡 測量,泄漏,充氣壓

9、力,測量壓力,DP,差壓變送器,20,MFL40/400 質量流量法,特點: 顯著縮短測試時間 直接測量標準狀態(tài)下的流量scc/min 應用范圍: 大容積工件, 要求較短的測試時間. 應用舉例: 發(fā)動機整機 變速器殼體,調壓器,壓力傳感器,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,質量流量,21,MFL40/400,內漏測試的測試順序 = 測試油腔和水腔之間的泄漏,VEX 充氣,VEX 充氣,工件充氣,內漏測量,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

10、壓),22,MFL60/460 質量流量法試漏儀,特點: 測試時間短 直接測量標準狀態(tài)下的流量scc/min 量程大 應用范圍: 大泄漏工件 (測量范圍可達 200 l/min). 應用舉例: 缸蓋: 氣門 節(jié)流閥,調壓器,壓力傳感器,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,質量流量,23,MPS40 壓力法通道測試,特點: 測試通道孔徑或是否存在和暢通 應用范圍: 所有含鑄造或鉆的通道的工件. 應用舉例: 自動變速器通道孔 發(fā)動機潤滑孔 閥通路,調壓器,壓力傳感器,壓縮氣源,節(jié)流閥,測量 排氣,連接閥 Y1,測量壓力,通道孔,孔太大,孔太小,24,空

11、氣泄漏測試的局限性: 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. 針對不同的允許 泄漏率應采用不同的測試方法. 方法 范圍（單位：ccm/min） 水下目測10-3 bis 100 壓力降法10-1 bis 100 流量法 0,5 bis 200 000 人工氣體探測10-3 bis 10-4 自動真空測試氣體 10-5 bis 10-7 0,01 ccm/min 左右的泄漏率相當于每3秒出現(xiàn)一個直徑1 mm的氣泡,25,空氣泄漏測試的局限性: 氣體密封性,大多數(shù)情況下，需要對液體介質（水、油等）進行泄漏測試，但有 時也需要進行氣體的密封性測試. 比如: 輪轂, 煤氣噴燈,

12、煙筒 原則上對這些工件不能用空氣進行泄漏測試. (粘滯度差別太小) 如果立法者或使用者允許一定的泄漏公差, 也可用空氣進行泄漏測試, 比如: 對于煤氣噴燈，如果允許泄漏率為0,08 - 0,12 ccm/min，則可 用空氣進行泄漏測試.,26,a.) 發(fā)動機制造: 各部位泄漏測試 測試壓力 允許泄漏率 bar Norm cm3/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 進氣管 吸氣室1.0 - 1.5 30 - 50 水套 1.0

13、- 1.5 4 - 5 水泵 1.0 - 1.5 6 - 10 燃油系統(tǒng) 4.0 - 5.0 0.5 - 2,不同試件的泄漏測試要求 舉例,27,b.) 發(fā)動機制造: 短發(fā)和長發(fā)泄漏測試 測試壓力 允許泄漏率 bar Norm cm3/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 - 100,28,c.) 變速器: 測試壓力 允許泄漏率 bar Norm cm3/min 殼體外部: 0.5 - 1.0 3 - 50 殼體內部: 0.5 - 1.0 50 - 150 總成: 0.1 - 0.3 5 - 2

14、5,29,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 被測腔/件的可操作性差,30,影響因素: 溫度 測量期間溫度變化導致被測腔內壓力變化 溫度變化可對測量結果產生不同的影響. 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空氣。,工件溫度,測試空氣溫度,測量階段,31,影響因素: 溫度 原因: 被測件在進行泄漏檢測前清洗過 被測件由于被加工而升溫. (比如：焊接) 被測件由于運行而升溫. (如：發(fā)動機運轉),32,溫度補償: 壓力降式泄漏檢測儀: 根據溫度差 （工件溫度 環(huán)境溫度）移動閾值來實現(xiàn)補償 AP2 （

15、壓力降廢品點 2）設為正值 不對 AP2 進行單獨評估,溫度差,壓力降,測得的壓力降接近曲線 (合格曲線),閾值曲線: 平行于合格曲線,無溫度影響時，合格-不合格件間隔,33,溫度補償: 質量流量式泄漏檢測儀: 通過扣除受溫度影響的流量值來補償，顯示器上只顯示補償后的流量值.,溫度差 (DT),泄漏率,實測流量值接近曲線 (合格曲線),流量零點,實測溫度差,應從當前實測流量值扣除的值,34,舉例: 缸蓋水套泄漏測試 夾具未進行熱隔離（綠色）或未完全熱隔離（紅色和黑色）的測試結果分布,35,影響因素: 容積穩(wěn)定性 測量期間容積的變化導致被測腔內壓力的變化 其影響的方式和程度無法預測.取決于在有關

16、測試階段，其被測容積是否增大或縮小.,36,影響因素: 容積穩(wěn)定性 原因: 機床震動使得封堵板的位置改變 封堵力不穩(wěn)定 封堵橡膠較軟且無限位機構，在測量階段被擠入被測腔。 被測件容積不穩(wěn)定 (如：燃料箱),37,影響因素: 濕度 影響:通常會補償泄漏. 也就是說，泄漏率變小甚至成為負值。 這一點很關鍵，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.,38,影響因素: 濕度 原因: 工件在清洗機出口未完全吹干. 被測腔內殘余加工液 很冷的工件進入較熱的環(huán)境(冷凝水) 工件在生產過程中被注入液體.(例如: 從冷測試臺下來的維修后的發(fā)動機，其油腔內仍有潤滑油.,39,影響因素:

17、測量氣路不密封 測量氣路包括: 試漏儀內部的測量氣路 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水下目測得到確認.,40,影響因素: 測量氣路不密封 可能的原因舉例: 封堵橡膠老化 封堵夾具未正確封堵 (機械移位) 封堵受到污染 管路或接頭不密封 試漏儀內部有泄漏,41,影響因素: 測量氣路不密封 確定氣路的密封與否，可通過啟動儀器自檢很快加以判斷. 通過自檢可將泄漏限定在某一范圍，然后再對這一段氣路作細致的檢查.,42,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的穩(wěn)定過程因工件的狀況不同而不同, 這可能導致測量結果與實際值

18、的顯著偏差. 這種情況的典型例子是發(fā)動機整機泄漏測試: 其油腔內存在多處不易操作. 比如: 在工作沖程，通常只能通過活塞環(huán)對汽缸充氣.,43,影響因素: 工件被測腔可操作性差 原因: 工件內腔存在一些部位，無法直接與測試空氣接口相連. 工件的進氣管路設計不合理.進氣孔在封堵時被堵死. 到被測腔某部分的進氣路有開/關功能: 發(fā)動機整機的機油濾清器部分只能通過止回閥充氣.,44,影響因素: 工件被測腔可操作性差 措施: 如果這一不足存在于工件內部且不能通過附加的充氣口改善，則從測試技術的角度看是無法提高的。在工藝上應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，

19、那么應由機床制造商采取響應措施.,45,第4章: 設備制造準則 密封性 機械去耦 容積穩(wěn)定性 隔離溫度影響 進氣可操作性 其它,46,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超過允許泄漏率的1%. 注意封堵部位是否完全蓋住.,47,機械去耦 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生不利影響. 原因: 一個測試完成后, 該被測腔將被排氣.相應的封堵力就會落在封

20、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，封堵板應該盡量以機械方式 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.,48,機械去耦 機床震動: 通過床身傳遞的機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, 氣/油缸前進/后退,49,容積穩(wěn)定性 測試期間測試容積存在可測得的變化: 原因:

21、工件受到封堵頭的壓力，產生容積變化，或者封堵橡膠變形擠入 測試回路. 措施:封堵力適當. 封堵橡膠體積不應太大 橡膠硬度不應太低 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)向被測腔內膨脹.,50,隔離溫度影響 封堵夾具的構造與溫度影響的大小有關: 原因:封堵板及工件支座與工件接觸. 如果工件和夾具之間存在溫差,就 會間接被測腔內的測試空氣產生影響，從而影響測試結果. 措施:對工件和夾具的所有部件進行熱隔離，避免直接接觸. 舉例: 熱的工件進入冷的夾具，或者相反.,51,進氣的通暢性 影響泄漏測試平衡階段的穩(wěn)定效果: 原因:如果測試空氣進入被測腔的某一部分太慢, 會導致一個

22、模擬泄漏的 效果，從而無法保證測試的重復精度. 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. 舉例: 發(fā)動機總成應當通過油尺入口充氣.,52,其它 氣動控制的膨脹單元:膨脹橡膠不密封導致測試回路內壓力升高, 因為控制氣體會進入被測腔.注意: 補償泄漏 固定封堵板:如果測試回路中有螺釘, 應該采用空心的螺釘. 否則可能會存在通過螺紋到螺釘后面盲孔的滲漏.用戶應該指明這一點. 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)不同可能會產生較大的問題.,53,第9章：各種泄漏測試方法的參數(shù)設置,壓力降法 質量流量法,54,各種泄漏測試方法的參數(shù)設置: 壓力降法,前提:

23、選擇內部編程狀態(tài)并調出參數(shù)設置菜單,選擇測試程序號，并對該程序設定初始參數(shù),將預定的總的測試時間分配到各測試階段,確定被測腔的密封性，檢查允許公差,用密封的標準樣件測試,模擬允許泄漏率進行測試,1,壓力降法泄漏測試,55,設定其它測試參數(shù),檢查上述設置的重復性,完成參數(shù)設置,1,56,各種泄漏測試方法的參數(shù)設置: MFL40,前提: 選擇內部編程狀態(tài)并調出參數(shù)設置菜單,選擇測試程序號，并對該程序設定初始參數(shù),確定 VEX 的充氣壓力,確定被測腔的密封性，檢查允許公差,1,MFL40 Lecktest,將預定的總的測試時間分配到各測試階段,57,設定其它測試參數(shù),檢查上述設置的重復性,完成參數(shù)設置,1,用密封的標準樣件測試,模擬允許泄漏率進行測試,確定流量修正值和測試容積系數(shù),58,第5章: 檢查和維護,用標準樣件測量 用 LK20泄漏標定儀模擬泄漏 泄漏定位,59,用 標 準 件 測 量,意義和目的: 檢查泄漏測試設備所有部件功能. 泄漏測試設備是一個復雜系統(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. 進氣管路: 從試漏儀到封堵夾具的管路可能損壞. 試漏儀內部氣動系統(tǒng): 可能