Come vengono utilizzati i rilevatori di perdite di elio per i test industriali e integrali

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Test con contenitore sottovuoto - prova di tenuta integrale

I test con contenitore sottovuoto sono test di tenuta integrale che utilizzano elio come gas di prova, in cui il campione di prova viene racchiuso in un contenitore rigido (solitamente metallico) o in una busta di plastica leggera. L'elio che entra o esce (a seconda della natura del test) dal campione di prova viene trasferito a un rilevatore di perdite di elio, dove viene misurato. I test con contenitore vengono eseguiti con il campione di prova pressurizzato con elio (Fig. 5.4c) o con il campione di prova evacuato (Fig. 5.4a). In entrambi i casi, può essere necessario convertire il valore di arricchimento in elio (accumulo) nel tasso di perdita standard dell'elio.

Figura 5.4 Tecniche e terminologia del test delle perdite

a: Rilevamento di perdite integrali; vuoto all'interno del campione
b: Rilevamento di perdite locali; vuoto all'interno del campione
c: Rilevamento di perdite integrali (arricchimento del gas di prova all'interno del contenitore); gas di prova pressurizzato all'interno del campione
d: Rilevamento di perdite locali; gas di prova pressurizzato all'interno del campione

Test con contenitore: campione di prova pressurizzato con elio

Test con contenitore con misurazione della concentrazione e calcolo del tasso di perdita conseguente

Per determinare la perdita complessiva di un oggetto di prova pressurizzato con elio, l'oggetto deve essere racchiuso in un contenitore rigido o deformabile (plastica). Il gas di prova che esce dalle perdite si accumula, per cui la concentrazione di elio nel contenitore aumenta. Dopo un periodo di arricchimento da stabilire (periodo di funzionamento), la variazione della concentrazione all'interno del contenitore verrà misurata con uno sniffer collegato all'unità di rilevamento dell'elio. Il tasso di perdita totale (tasso di perdita integrale) può essere calcolato dopo la calibrazione della configurazione di prova con una concentrazione di riferimento, ad esempio aria atmosferica. Questo metodo consente di rilevare anche le perdite totali più piccole ed è particolarmente adatto per i test di tenuta industriali automatizzati. A causa dell'accumulo di gas, i limiti per le normali tecniche di sniffer si spostano verso tassi di perdita inferiori e le condizioni ambientali come temperatura, flusso d'aria e velocità di tracciamento dello sniffer perdono influenza. Quando si utilizzano buste di plastica, è necessario tenere conto della permeazione dell'elio attraverso la busta di plastica, in caso di lunghi periodi di arricchimento.

Misurazione diretta del tasso di perdita con il rilevatore di perdite - contenitore rigido

Quando il campione di prova, pressurizzato con elio, viene collocato in una camera per vuoto rigida, collegata a un rilevatore di perdite di elio, il tasso di perdita integrale può essere letto direttamente sul rilevatore di perdite.

Test con contenitore con campione di prova evacuato

Contenitore = "tenda di plastica"

Il campione di prova evacuato è avvolto da un involucro leggero (plastica) che, una volta rimossa l'aria atmosferica, viene riempito di elio. Quando si utilizza un sacchetto di plastica come contenitore, premere il sacchetto contro il campione di prova prima di riempirlo con elio per espellere la maggior quantità di aria possibile e per effettuare la misurazione con la carica di elio più pura possibile. L'intera superficie esterna dell'oggetto di prova è a contatto con il gas di prova. Se il gas di prova passa attraverso le perdite e nel campione di prova, il tasso di perdita viene considerato integrale, indipendentemente dal numero di perdite. Inoltre, quando si ripetono i test in aree chiuse, è necessario osservare che il contenuto di elio nel locale aumenta molto rapidamente quando il contenitore viene rimosso. L'uso di sacchetti di plastica è quindi maggiormente consigliabile per test "una tantum" di impianti di grandi dimensioni. Il contenitore di plastica qui utilizzato viene spesso detto "tenda".

Contenitore rigido

L'uso di un serbatoio per vuoto solido come contenitore rigido, d'altro canto, è migliore per i test ripetitivi in cui deve essere eseguito un test integrale. Quando si utilizzano contenitori solidi, è anche possibile recuperare l'elio una volta completato il test.

Test di "bombardamento", "stoccaggio in pressione"

Il test di bombardamento viene utilizzato per controllare la tenuta di componenti già sigillati ermeticamente e che presentano una cavità interna riempita con gas. I componenti da esaminare (ad es. transistor, alloggiamenti IC, relè reed a secco, interruttori di contatto reed, oscillatori al quarzo, diodi laser e simili) sono collocati in un serbatoio a pressione riempito di elio. Operando con il gas di prova a una pressione relativamente elevata (da 5 a 10 bar) e lasciando il sistema in posizione verticale per diverse ore, il gas di prova (elio) si raccoglierà all'interno dei campioni che perdono. Questa procedura è l'effettivo "bombardamento". Per eseguire il test delle perdite, dopo il "bombardamento", i campioni vengono quindi collocati in una camera per vuoto, come descritto per il test con contenitore sottovuoto. Viene quindi determinato il tasso di perdita complessivo. I campioni con perdite consistenti, tuttavia, perdono la loro concentrazione di gas di prova anche quando la camera da vuoto viene evacuata, per cui queste non vengano riconosciute come perdite durante la prova di tenuta effettiva con l'impiego del rilevatore. Per questo motivo, prima della prova di tenuta nella camera per vuoto sarà necessario effettuare un altro test, per registrare perdite molto grandi.

Test delle perdite industriali

I test delle perdite industriali che utilizzano elio come gas di prova sono caratterizzati soprattutto dal fatto che l'apparecchiatura di rilevamento delle perdite è completamente integrata nella linea di produzione. La progettazione e la costruzione di tali unità di prova terranno in modo naturale in considerazione l'attività da eseguire in ciascun caso (ad esempio, cerchioni in alluminio del veicolo o tamburi metallici per la prova di tenuta). Ove possibile, verranno utilizzati moduli a componenti standardizzati prodotti in serie. Le parti da esaminare vengono inviate al sistema di test delle perdite (test con contenitore rigido e pressione positiva o vuoto all'interno del campione; vedere le rispettive sezioni sopra) tramite un sistema di trasporto. Verranno quindi esaminati singolarmente utilizzando i metodi integrali e automaticamente fatti procedere. I campioni che presentano perdite verranno scartati.

Quali sono i vantaggi del metodo di test dell'elio?

I vantaggi del metodo di test dell'elio, visti dal punto di vista industriale, possono essere riassunti come segue:

I tassi di perdita che possono essere rilevati con questo processo superano di gran lunga tutti i requisiti pratici.
Il test di tenuta integrale, ovvero il tasso di perdita totale per tutte le singole perdite, facilita il rilevamento di perdite distribuite microscopiche e di tipo spugnoso che, nel complesso, determinano perdite simili a quelle per una singola perdita di maggiori dimensioni.
La procedura di test e la sequenza possono essere completamente automatizzate.
Il controllo ciclico e automatico del sistema di test (monitoraggio automatico) del dispositivo garantisce un'elevata affidabilità dei test.
L'elio è atossico e non pericoloso (non è necessario osservare le concentrazioni massime consentite).
I test possono essere facilmente documentati, riportando parametri e risultati, con una stampante.

L'uso del metodo di test dell'elio comporta un notevole aumento dell'efficienza (i tempi di ciclo sono solo una questione di secondi) e comporta un notevole aumento dell'affidabilità dei test stessi. Di conseguenza, e a causa dei requisiti EN/ISO 9000, i metodi di test industriali tradizionali (bagno d'acqua, test delle bolle di sapone, ecc.) sono stati ormai largamente abbandonati.

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