密封性检测技术.ppt

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1、Leak Testing 密封性检测技术,为什么要进行泄漏测试?,安全客户满意度增加利润,什么是泄漏测试,泄漏测试是生产工艺必需的要求。泄漏测试是为了保证零部件或零部件的某个部位或零部件装配后无泄漏。进行泄漏测试的两个重要原因是：保障安全和质量。质量:保障产品质量，防止故障，减少生产差错导致的高成本和客户的不满。安全:保证产品满足关于泄漏的工艺要求。如燃油系统和刹车系统。,典型的汽车零部件,如何进行密封测试,最简单的方法之一就是把零部件投入水中，加压，观察气泡。这个方法的问题是我们无法知道被测零件的泄漏量。最先进的泄漏测试方法就是应用电子测漏仪器。一些最常用的测试方法是：压降法（直压法）压差法

2、 大流量法,这些方法对密封性测试都很有效。没有一种方法对所有的应用而言是最好的。他们都有各自优点和缺点，应用那种方法合适取决于被测零件、工艺要求和技术要求。你需要和一个能够全面应用这些技术的公司合作。泄漏测试系统应根据具体应用设计，要考虑：测试容积、泄漏率、测试压力、测试节拍、以及工艺上为何要求要进行密封性测试。,为何要密封测试,铸件孔洞零件有裂纹或缺陷装配是否恰当（空调装配）装配的完整性（散热器、中冷器、油冷器）密封件缺失密封件损坏管件或盖子缺失 内漏,腔体间互漏总装纠错,空气和液体试漏的对比,很多汽车零部件都是依靠液体来运行，问题是我们为什么不以液体为介质进行密封性测试呢？我们可以对比一下

3、一空气和液体作为介质进行密封性检测的优缺点。空气有可压缩性，且黏度相对较低。这意味着空气通过漏点的速度比液体的要快100-400倍。空气本质上没有表面张力。这个特点使它比液体更容易通过小的漏点。然而,也必须考虑到空气可以通过的泄漏，对液体而言可能并不一定会泄漏。这就是为什么以空气作为介质进行试漏的时候要定义一个最大允许空气泄漏量。以空气为介质进行试漏的最大优点就是速度快。,空气液体,关于无泄漏技术要求,有时设计工程师很容易会讲：“零件应该无泄漏”。然而,这就像要求没有尺寸公差一样，没有一点偏差！例如:10mm+0=10.0000000000000世界上“无泄漏”的概念是不存在的。,所有的东西都

4、有泄漏,每个零件都有一定数量的空气泄漏点。当我们说零件无液体泄漏时，我们就可以据此定义一个空气泄漏率。然而，因为我们以空气为介质测试大部分的零配件，以保证无液体泄漏，因此不能定义这些零件不漏空气或其他气体。最大泄漏值通常表示为在一定测试压力下泄漏率为多少cc/min。,什么是泄漏,当我们试图回答什么是泄漏的时候，我门需要知道零件的材质是什么。是铝的、铸铁的还是塑料的。通常我们会认为泄漏是由零件上仅有的一个圆洞引起的。但这不是事实。如果我们观察泄漏的截面，我们会看到泄漏是有很多漏点造成的。有时是由零件或铸件上的裂纹造成的。但大多数情况下是细小的砂眼造成的。,假设我们做个泄漏测试，测漏仪显示的结果

5、是10 CC/Min.泄漏有可能来自一个10 CC/Min漏孔 或者两个5 CC/Min 的漏空，或者10个1 CC/Min的漏空。,假设我们考虑泄漏率为10 CC/Min1Bar(15 PSI)的漏空,对有些人来讲这是一个大漏,(对某些零件而言也是),我们假定泄漏来自一个漏孔。假设零件的厚度或漏孔的长度是1MM.一公斤压力下10 CC/Min的漏孔就是25 微米大小.一公斤压力下5 CC/Min的漏孔就是17 微米 大小.,我们可以把25 微米 的孔和某些标准的东西比较一下。餐桌上的盐罐的一个漏孔是100 微米.最小的可见的孔是40 微米.白血球的大小为25 微米。,现在，我们考虑进入下面因

6、素：被测零件的容积密封夹具,以及所有的管路我们的系统必须要找到这25微米 的漏孔，并且要保持对每个零件 的重复性。,设定新的泄漏率,设定泄漏率的第一步是确定实际的测试压力(一般压力小于200 psig13.6Bar).测试压力通常选择零部件实际工作状态下的压力。然而,测试压力也可根据实际情况调低，如是否有足够压力的气源、安全性、密封夹具设计的考虑。假设我们要达到液体的不泄漏。首先要确定液体的种类。让我们举两个例子,汽油和发动机冷却液。针对汽油的空气泄漏率通常为1 5 cc/min.这个最大允许空气泄漏率足以防止汽油泄漏。,最大泄漏率15 cc/min 足以防止自来水的泄漏。由于粘性和表面张力的

7、增加，泄漏率增加了。例子就是对发动机冷却液(乙二醇和添加剂)来讲，更大的泄漏率是允许的，通常是30-50 cc/min.零件的壁厚也会影响技术指标的确定。外壁较厚的零件可以设定较大的最大允许泄漏值。非常薄的零件就要设定低些的泄漏率。零件的材质也会对泄漏率的设定产生影响：铝、铸铁、砂铸、压铸、泡沫材料.,关于历史技术指标,由于零件材料的变化或推出新产品，测试指标就要做出相应的调整。由此引起的检测成本的增加也要作为考虑的因素。重新评估检测指标的时候，要考虑历史上的泄漏测试要求，特别是针对自动泄漏测试。当然，这些只是参考，最重要的衡量标准是保证产品不泄漏的质保要求。有时新产品的检测要求只是复制老产品

8、的。而老产品的测试要求是复制更老产品的。然而，更老产品的检测要求有可能源自于不相关的零件。因此，不要盲目的沿用老的技术指标。,常规的泄漏测试技术指标,下面显示的技术指标并不是源自某个具体的生产厂商。表格显示的是现在和过去的一些实际应用的检测指标。该表格仅作为设定新的指标的参考。,Popular Test Methods常用泄漏测试方法,Typical Leak Testing Pneumatic Circuits常用的泄漏测试气路,USON Tester,大流量法该测试方法通过测量由于泄露而引起的流向被测工件的气流。大流量法可以在很短的时间内瞬间捕捉压力曲线上任一点的流量。需要注意的是，给被测

9、容积充气时绝热效应的影响，要在充分稳定的情况下读取数据。,直压法由于简单，这是最常用的检漏方法。在检测过程的充气和稳定阶段，优胜压力传感器会监控空气压力的变化。在测漏阶段，检测仪会调用存储的无泄漏零件（标准零件）的压力损失特征曲线，将被测产品零件的特征曲线进行比较。,Filter,Pressure Regulator,Fill/VentValve,EqualisationValve,Diff.Transducer,Pressure Transducer,Test Port,Ref.Port,差压法由于此测漏方法需使用压差传感器，因此需要一个参考压力腔。主控零件与参考腔之间的压力变化特征曲线存储

10、在检测仪中，然后于被测的生产零件的特征曲线进行比较。,背压流量检测法这种流量检测法是使用压力传感器测量由于被测零件对气体的约束所造成的背压。传感器连接在通往被测零件的气路上。,气路 针对每个应用客户化设计，应用经实践检验的、可靠零件来保证：最短的检测时间最小化体积及最大化流量高重复性和可靠性寿命长系统按照应用和技术要求设计,八通道压力降法示例,大流量,压力增加&压力下降,密封夹具应注意的问题,密封夹具设计及什么是好的密封设计,密封设计注意事项,密封圈和密封夹具的设计要防止泄露和测试容积的变化。设计要注意使检漏仪、密封、气路元件易于维护。密封和夹具的设计要保证有足够的夹紧和密封的力度。密封用的气

11、缸和机械装置在设计时要考虑每个都有各自的压力调节阀。需要节省检测节拍时，考虑使用填充物的方法降低容积。对密封圈和被测零件的充气压力要相对最小化，以免破坏密封性。要仔细选择气动元件，以保证整个系统有完好的密封性。,好的密封设计的标准,好的密封和夹具设计会满足以下标准：,密封圈没有弹性蠕变。密封圈本身无泄漏。密封圈固定装置要正确承载密封圈。密封圈压紧时要保证充气空畅通。密封装置要易于接近、移动和安装。密封圈的硬度和强度要适度。给密封圈施加的压力要适度各个密封口的密封要做到同一性。被测工件的密封面要符合密封要求。,密封弹性蠕变,密封弹性蠕变是指夹具夹紧后密封圈/件继续压缩变形。弹性蠕变会导致测试容积

12、及测试压力的变化。这些变化通常发生在泄漏测试阶段，而且通常没有完全的重复性。,密封件在重复同样的封堵动作后也会发生弹性形变，在不同的循环节拍下他们的形变程度也会有所不同。,密封材料,每个应用都要进行具体评估，以确定最合适的密封材料。,树脂橡胶和聚亚安酯可以铸模或做成片状。和一般的氯丁橡胶相比它们都有很高的持久性和耐切削性。相对低压测试的应用一般选用硬度较软的材料。树脂橡胶是较软的材料之一，但缺点是易损。较高压力测试应用需采用较强硬度材料，来对应较高压力。,好的密封设计,好的密封设计有助于减少不必要的密封性测试的稳定时间。被测零件密封圈的设计要达到夹紧后金属对金属的严实合缝。,好的密封设计,最好

13、的密封设计是没有多余的密封材料，密封垫圈恰好嵌入预留的凹槽内。,好的密封设计,适当的密封槽设计使不多不少的密封材料有效的防止泄露，当被测工件被夹紧之后，可以实现金属对金属的对接。,好的密封设计,在密封槽里放置密封圈的方式有几种。,Molded Seals,差的密封设计,平板式密封垫,最差的密封设计就是应用平板式密封垫做密封。因为它需要更大的力来压紧，并且箝位上平板式的密封垫会产生蠕变，进入被测部件引起被测容积变化或在夹具平台边缘因受力翘起而引起泄漏。,差的密封设计,没有嵌入凹槽的厚密封垫圈,这个密封设计用了一个很厚的密封垫圈，没有嵌入夹具托盘。他减少了密封件的用料，但对密封性并没有多大帮助。,

14、其它的一些密封设计,O-型圈,O-型圈在加紧密封后陷入金属凹槽内。它可以实现金属对金属的对接。,其它的一些密封设计,垫圈密封,垫圈密封和O-型圈密封有些相像,但它提供了更多的密封面。可以用粘合剂把它固定在相应的位置。,其它的一些密封设计,盘型密封,盘型密封不如垫圈密封。因为密封材料由于挤压会向内延伸阻塞充气孔。粘合剂或螺丝可起固定作用。,其它的一些密封设计,内插式密封,当充气孔的外表面没有经过机加工、凹凸不平时，推荐使用内插式密封。密封材料必须坚韧。,其它的一些密封设计,内插式密封,内插式密封可以减小被测物体的容积，因此也可以和密封圈同时使用。,关于夹具设计,正确的夹具设计是有效的密封检测的关

15、键,零件的箝位&密封压力,密封夹具的设计必须提供适当的压力来夹紧和封堵被测工件。夹紧的力量应该是测试压力的3倍，最少是2倍。,密封用的汽缸要有独立的压力调解阀,辅助动作对泄漏测试结果的影响也非常关键,针对密封用的汽缸的系列动作，其气路或水压系统的设计应该有独立的压力调解和控制装置。独立的压力调解可以保证系统密封性不受测试过程中辅助动作的影响。,举例:,被测腔体密封面是101mm x 152mm,面积为15,352平方毫米.假设被测容积为50 cu.in.测试压力为1.3Bar.如果来自密封汽缸的力士密封垫移动了0.0254 mm,就会引起被测容积变化1,5352 x.0254mm=0.3899

16、 CC.0.3899 CC容积的变化会相应引起压力变化0.013 Bar,或者是1.3 Bar 测试压力的1%0.013 Bar 的压力变化会导致差不多2倍泄漏测试压力的变化。移动会对测试过程的重复性产生一定的影响。,减小被测容积的拴塞,对某些应用而言,在测试夹具中应用减小容积的拴塞是非常必须和关键的。这些减小容积的拴塞减小了被测部件的容积，有助于加快检测节拍。,对多数应用而言,金属拴塞最有利于消除泄漏测试过程中充气阶段的绝热升温的影响。,气源压力,气源压力在泄漏测试中有两个作用用于气缸对被测件进行密封对被测物体加压。,Air Cylinder Minimum Air Supply,非常重要的是，设计密封夹具的时候要考虑最小调节压力是多少It is important to consider the minimum regulated air pressure in the design of the sealing fixture.,举例:,如果工厂气源供气压力为5.5 Bar,你所拥有的局部最小的供气压力可能仅仅为4.1 Bar.,此例中,你只能设置气缸压力调解阀的最大压力为3.4 Bar。压力调解阀的设置必须低于进气压力才能有效调节。,最小的气缸供气压力,