Como os detectores de vazamento de hélio são usados para testes industriais e integrais

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Teste de envelope de vácuo - teste de vazamento integral

Os testes de envelope de vácuo são testes de vazamento integrais usando hélio como gás de teste, no qual a amostra de teste é colocada em um invólucro rígido (geralmente metal) ou em um envelope plástico leve. O hélio que entra ou sai (dependendo da natureza do teste) da amostra de teste é passado para um detector de vazamento de hélio, onde é medido. Os testes de envelope são feitos com a amostra de teste pressurizada com hélio (Fig. 5.4c) ou com a amostra de teste evacuada (Fig. 5.4a). Em ambos os casos, pode ser necessário converter o valor de enriquecimento de hélio (acumulação) para a taxa de vazamento padrão de hélio.

Fig. 5.4 Técnicas de teste de vazamento e terminologia

a: Detecção de vazamento integral; vácuo dentro da amostra
b: Detecção de vazamento local; vácuo dentro da amostra
c: Detecção de vazamento integral (enriquecimento de gás de teste dentro do gabinete); gás de teste pressurizado dentro da amostra
d: Detecção de vazamento local; gás de teste pressurizado dentro da amostra

Teste de envelope – amostra de teste pressurizada com hélio

Teste de envelope com medição de concentração e subsequente cálculo da taxa de vazamento

Para determinar o vazamento global de um objeto de ensaio pressurizado com hélio, o objeto deve ser colocado num envelope rígido ou deformável (plástico). O gás de teste que sai dos vazamentos se acumula de modo que a concentração de hélio no envelope aumenta. Após um período de enriquecimento a ser determinado (período de operação), a mudança de concentração dentro do envelope será medida com um detector conectado à unidade de detecção de hélio. A taxa de vazamento geral (taxa de vazamento integral) pode ser calculada após a calibração da configuração de teste com uma concentração de referência, por exemplo, ar atmosférico. Esse método permite detectar até mesmo o menor vazamento geral e é adequado, em particular, para testes automatizados de vazamento industrial. Devido ao acúmulo de gás, os limites para técnicas normais de detecção são deslocados para taxas de vazamento mais baixas e as condições ambientais, como temperatura, fluxo de ar e velocidade de rastreamento de detecção perdem influência. Ao usar envelopes plásticos, é necessário levar em consideração a permeação de hélio através do envelope plástico durante longos períodos de enriquecimento.

Medição direta da taxa de vazamento com o detector de vazamento - envelope rígido

Quando a amostra de teste, pressurizada com hélio, é colocada em uma câmara de vácuo rígida, conectada a um detector de vazamento de hélio, a taxa de vazamento integral pode ser lida diretamente no detector de vazamento.

Teste de envelope com amostra de teste evacuada

Envelope = "tenda de plástico”

A amostra de teste evacuada é cercada por um invólucro leve (plástico) e, então, é preenchida com hélio uma vez que o ar atmosférico tenha sido removido. Ao usar um saco plástico como envelope, o saco deve ser pressionado contra a amostra de teste antes de enchê-lo com hélio para expelir o máximo de ar possível e fazer a medição com a carga de hélio mais pura possível. Toda a superfície externa do objeto de teste está em contato com o gás de teste. Se o gás de teste passar por vazamentos e para a amostra de teste, a taxa de vazamento integral será indicada, independentemente do número de vazamentos. Além disso, é necessário observar, ao repetir os testes em áreas fechadas, que o teor de hélio da sala aumentará muito rapidamente quando o envelope for removido. O uso de sacos plásticos é, portanto, mais aconselhável para testes "únicos" de grandes plantas. O envelope plástico usado aqui é frequentemente chamado de "tenda".

Envelope rígido

O uso de um reservatório de vácuo sólido como envelope rígido, por outro lado, é melhor para testes repetitivos em que um teste integral deve ser feito. Quando são usados envelopes sólidos, também é possível recuperar o hélio uma vez que o teste tenha sido concluído.

Teste de "bombardeio", "armazenamento sob pressão"

O teste de "bombardeio" é usado para verificar a estanqueidade de componentes que já estão hermeticamente vedados e que exibem uma cavidade interna cheia de gás. Os componentes a serem examinados (por exemplo, transistores, alojamentos IC, relés de palheta seca, interruptores de contato de palheta, osciladores de quartzo, diodos laser e semelhantes) são colocados em um reservatório de pressão de pressão que é preenchido com hélio. Operando com o gás de teste em pressão relativamente alta (5 a 10 bar) e deixando o sistema parado por várias horas, o gás de teste (hélio) irá coletar dentro das amostras com vazamento. Este procedimento é o verdadeiro "bombardeio". Para fazer o teste de vazamento, as amostras são colocadas em uma câmara de vácuo após o "bombardeio", da mesma forma descrita para o teste de envelope de vácuo. A taxa de vazamento geral é então determinada. Amostras com grandes vazamentos, no entanto, perderão sua concentração de gás de teste, mesmo quando a câmara de vácuo estiver sendo evacuada, de modo que não sejam reconhecidas como vazamentos durante o teste de vazamento real usando o detector. É por esta razão que outro teste para registrar vazamentos muito grandes terá que ser feito antes do teste de vazamento na câmara de vácuo.

Teste de vazamento industrial

O teste de vazamento industrial usando hélio como gás de teste é caracterizado principalmente pelo fato de que o equipamento de detecção de vazamento está totalmente integrado à linha de fabricação. O projeto e a construção dessas unidades de teste naturalmente levarão em consideração a tarefa a ser realizada em cada caso (por exemplo, teste de vazamento de aros de veículos feitos de alumínio ou teste de vazamento de tambores metálicos). Os módulos de componentes padronizados e produzidos em massa serão usados sempre que possível. As peças a serem examinadas são enviadas para o sistema de teste de vazamento (teste de envelope com envelope rígido e pressão positiva ou vácuo dentro da amostra; consulte as respectivas seções acima) por meio de um sistema de transporte. Lá, eles serão examinados individualmente usando os métodos integrais e movidos automaticamente. As amostras que apresentarem vazamento serão desviadas para o lado.

Quais são as vantagens do método de teste de hélio?

As vantagens do método de teste de hélio, vistas do ponto de vista industrial, podem ser resumidas da seguinte forma:

As taxas de vazamento que podem ser detectadas com esse processo vão muito além de todos os requisitos práticos.
O teste de vazamento integral, ou seja, a taxa total de vazamento para todos os vazamentos individuais, facilita a detecção de vazamentos microscópicos e distribuídos em forma de esponja que, em conjunto, resultam em perdas de vazamento semelhantes às de um vazamento individual maior.
O procedimento e a sequência de testes podem ser totalmente automatizados.
A verificação cíclica e automática do sistema de teste (automonitoramento) do dispositivo garante uma excelente confiabilidade de teste.
O hélio não é tóxico e não é perigoso (não é necessário observar as concentrações máximas permitidas).
Os testes podem ser facilmente documentados, indicando os parâmetros e resultados, em uma impressora.

O uso do método de teste de hélio resultará em aumentos consideráveis na eficiência (os tempos de ciclo sendo apenas uma questão de segundos) e levará a um aumento considerável na confiabilidade dos testes. Como resultado disso e devido aos requisitos da norma EN/ISO 9000, os métodos de testes industriais tradicionais (banho-maria, teste de bolhas de sabão etc.) foram, em grande parte, abandonados.

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