專家為您分析氣密性測試中如何確定產(chǎn)品的允許泄漏量2019-11-23

氣密性測試儀廠家為您剖析如何確定及設(shè)定產(chǎn)品的泄漏量標(biāo)準(zhǔn)。

在不同的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，泄漏問題的內(nèi)容也各不相同。例如，對于燃料來講，泄漏可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、失控等危險。在半導(dǎo)體加工業(yè)中集成電路芯片的密封性能不好，發(fā)生泄漏，會使芯片很快報廢。對于其它產(chǎn)品而言，泄漏則可能導(dǎo)致低效操作，經(jīng)濟(jì)損失或事故發(fā)生。千里之堤，潰于蟻穴。很微小的泄漏可能會導(dǎo)致意想不到的嚴(yán)重后果。特別是在行業(yè)競爭越來越激烈的今天，“泄漏”這一產(chǎn)品質(zhì)量問題成了關(guān)系到企業(yè)生死存亡的重大問題。

測試對應(yīng)指定流體的泄漏，不一定會真的采用該流體進(jìn)行測試，而是采用空氣或其他低成本、安全的流體測試部件（零件或整機(jī)）。選擇測試流體粘度低于指定流體（水，水蒸氣，油，燃料，血液，藥物等），能夠更快、更容易和更經(jīng)濟(jì)地對泄漏進(jìn)行判定。采用空氣等流體而非指定流體進(jìn)行測試，區(qū)別就在于泄漏值大小不一樣。確定泄漏率規(guī)范的目的是確定合格部件可以達(dá)到的zui大容許泄漏值，并且仍然滿足客戶的要求。

在確定泄漏率規(guī)范之前，我們要先了解以下問題。

Q：如何定義部件的泄漏是否可以達(dá)到其功能要求？

A：該部件不會在運行時或靜態(tài)條件下泄漏超量的指定流體。

這個量的大小與流體性質(zhì)和泄漏通過的孔的特征息息相關(guān)。

1.影響流體性質(zhì)的因素：壓力、溫度和粘度

1）壓力

更大的壓力會導(dǎo)致更大的流量；

泄漏測試

2）溫度

對于液體，溫度越高越容易流動。而對于氣體，溫度越高流動越差。下面列出的粘度表的實例顯示了溫度如何導(dǎo)致水的流阻特性降低，但空氣增加。

3）粘度

粘度是對部件的內(nèi)部流體阻力的測量值。它量化流體的流動阻力。粘度越高，流體流動阻力越大，泄漏越小。

可以看出，重油或油脂不容易流過的小孔，水卻可能通過并流動

2. 孔的泄漏特征由路徑中的zui小直徑，穿過部件材料的孔的長度，流體表面張力和離開部件的泄漏（孔）的表面光潔度來決定。

1）孔尺寸

流體路徑中zui小的開口控制通過路徑的流量，小開口傾向于阻止流體流過。

氣密性測試

2）孔的路徑長度

流體必須通過的路徑長度將控制流體流動的程度，路徑長度越長，阻力越大。

泄漏檢測

3）泄漏路徑表面處理

泄漏路徑內(nèi)的壁面條件也將影響流量和阻力。相對于光滑的孔壁，粗糙的孔壁會阻擋流體流動。一般情況下導(dǎo)致部件泄漏的孔并不是專門設(shè)計的，其孔壁粗糙且不規(guī)則。因此，通過這類孔難以得到具重復(fù)性的泄漏率。這類孔的粗糙表面將增加孔壁表面積并增強(qiáng)對流體的粘合特性。對于較高粘度的液體比如水，這將嚴(yán)重限制甚至阻擋其流動，而對于較低粘度的空氣仍將繼續(xù)流動。要較好的重復(fù)性，需要孔壁足夠光滑。比如萬肯機(jī)械提供的標(biāo)準(zhǔn)漏孔使用具有光滑的孔壁的孔，可提供zui大流量，并在校準(zhǔn)時可以達(dá)到較好的重復(fù)性。

  對于層流液流，流量QL（ccm）與孔直徑d（mm）、路徑長度L（mm）、流體粘度uL（厘泊）和壓力 PL（bar）的計算公式表示如下：

例如，孔直徑0.01mm，長度1.5mm，壓力為6bar的情況下

  對于層流氣流，將流量與孔徑d（mm），路徑長度L（mm），氣體粘度ug（厘泊），跨壁部壓力Pg（bar）以及泄漏路徑上的平均絕對壓力 Pa如下：

例如，孔直徑0.01mm，長度1.5mm，壓力為6bar的情況下：

  從公式可以看出，隨著孔徑變小，流量將按照孔徑的四次方減小。當(dāng)路徑長度變長時，它具有反比例的作用，流量會變小。

  當(dāng)從液體變?yōu)榭諝鈺r，由于氣體粘度的降低和膨脹特性，流量增加。從上述兩個公式得出的以下公式反映了液體流向通過泄漏的氣體流量的比較。

  該公式反映了液體和空氣應(yīng)用之間變化的測試壓力的流動的理論關(guān)系以及從液體粘度測試介質(zhì)到氣體粘度測試介質(zhì)的比例效應(yīng)。

  為了使液體從小孔流出，液體的壓力必須大于表面張力壓力。根據(jù)楊-拉普拉斯公式，表面張力壓力P（Pa）與泄漏孔直徑D（m）和特定液體的表面張力系數(shù)γ（N/m）的關(guān)系如下：

例如一個200mm深的容器（常用玻璃杯高度）裝有水，容器中的水頭壓力等于水對空氣的表面張力壓力，這是孔的臨界尺寸，超過這個尺寸所含的水壓將克服水的表面張力并在底部顯示可見的泄漏。

也是說200mm深的容器裝水，底部孔直徑小于0.148mm時（約兩根頭發(fā)絲直徑），將不會看到明顯水泄漏。

如有任何疑問，歡迎來電一起探討。