氣體密封性能檢測(cè)原理及設(shè)備基本知識(shí)
加入技術(shù)交流群
生產(chǎn)廠家為了提高產(chǎn)品質(zhì)量于是采用“浸水檢漏”來(lái)發(fā)現(xiàn)不合格工件，這就是通常所說(shuō)的“水檢”，這種檢測(cè)工藝已經(jīng)有了近百年的歷史。七十年代中后期，一些工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家為了克服“水檢”工藝存在對(duì)工件的后續(xù)作業(yè)帶來(lái)的一些弊病，先后開(kāi)始研究代替“水檢” 的新工藝、新設(shè)備。
九十年代初，用潔凈干燥空氣作為工作介質(zhì)對(duì)工件的容腔，比如：摩托車的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、散熱器、剎車系統(tǒng)、蒸發(fā)器、燃?xì)庥镁叩冗M(jìn)行密封性能檢測(cè)的工藝已經(jīng)成熟，并有一些相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備陸續(xù)問(wèn)世。
一、氣體密封性能檢測(cè)原理
1、理想氣體狀態(tài)方程
在普通物理學(xué)的概念上，通常任何物質(zhì)都具有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，而氣態(tài)是物質(zhì)存在的各狀態(tài)中較特殊的狀態(tài)，它本身既無(wú)一定形狀、也無(wú)一定體積，它的形狀和體積完全取決于盛裝氣體的容器。任意數(shù)量的氣體都能被無(wú)限地膨脹而充滿于任何形狀大小的容器之中。
為了對(duì)氣體進(jìn)行客觀細(xì)致的研究，需要對(duì)客觀氣體分子進(jìn)行一些假設(shè)限定，這些經(jīng)過(guò)限定了的氣體稱為“理想氣體”。而描述“理想氣體”狀態(tài)變化規(guī)律的數(shù)學(xué)議程式，稱為“理想氣體的狀態(tài)方程”。即：
PV/T=R
式中R是氣體普適常量，即對(duì)所有氣體均普遍適用的常量。
對(duì)于質(zhì)量為M，分子量為μ的氣體，則表述為：
PV=M/RT
式中常量R的數(shù)值取決于P，V，T等所用的單位。在國(guó)際單位制中，P的單位用Pa，V用m3，T用K，則R=8.314 J/K.mol。
蓋?呂薩克定律
從理想氣體狀態(tài)方程可以推導(dǎo)出，一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，它的體積跟熱力學(xué)溫度成正比。
即：若P1=P2,則：V1/T1=V2/T2
上式中P1、V1、T1表示氣體在初始狀態(tài)下的壓力、體積和溫度；P2、V2、T2表示該氣體在最終狀態(tài)下的壓力，體積和溫度。這個(gè)方程表明一定質(zhì)量的氣體，不管其狀態(tài)如何變化，它的壓強(qiáng)和體積的乘積除了絕對(duì)溫度，所得之商始終保持不變。這就是采用氣體對(duì)工件進(jìn)行密封性能檢測(cè)的基本原理。
2、工件泄漏檢測(cè)和判定
假設(shè)有一個(gè)被測(cè)工件（或物體）的內(nèi)腔容積是V，腔內(nèi)壓力是P，在溫度恒定的情況下，經(jīng)過(guò)幾秒或幾十秒后，它的內(nèi)腔容積沒(méi)有變化，而腔內(nèi)壓力下降了一個(gè)確定值△P，這時(shí)我們就可以判定該工件氣體密封性能不好，或者叫做“有泄漏工件”。否則認(rèn)為該被檢測(cè)工件氣體密封性能良好或叫做“無(wú)泄漏工件”。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，絕對(duì)無(wú)泄漏工件是極少的。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，通常總是根據(jù)該工件具體的應(yīng)用環(huán)境條件和狀態(tài)給出一個(gè)允許泄漏值，當(dāng)工件泄漏值小于該值時(shí)則認(rèn)為該工件“無(wú)泄漏”稱為合格品。只有工件泄漏值大于該值時(shí)才認(rèn)為“不合格”或“嚴(yán)重泄漏”。
3、漏孔、漏率和漏率的國(guó)際單位
工件有泄漏，必定有“漏孔”。這里通常指的漏孔是非常微小的，其截面形狀也各不相同，漏孔漏氣的路徑也各式各樣。
漏孔經(jīng)常出現(xiàn)在物質(zhì)組織疏松、裂紋、裂隙、應(yīng)力集中、彎折、可拆卸等部件。大多數(shù)是由于加工工藝不合理，結(jié)構(gòu)不合理、安裝不合理等原因造成的。
漏孔的幾何尺寸是很微小的，因此它不能用我們的肉眼所覺(jué)察， 加工漏氣路徑又各式各樣，截面形狀又很復(fù)雜，所以漏孔的大小極難用它的幾何尺寸來(lái)度量。
由氣體定律PV=M/RT可知，當(dāng)溫度一定時(shí)，氣體的質(zhì)量可以用氣體的壓強(qiáng)和體積的乘積PV （即氣體量）來(lái)表示，而PV又是容易測(cè)量的，所以“漏孔”的大小可以用單位時(shí)間泄漏的氣體量（PV）來(lái)表示，稱為漏率。其物理意義為：壓強(qiáng)x體積/時(shí)間。漏率的國(guó)際單位為“瓦特”（W）或Pa.m3/s。1W=1Pa.m3 / S=103Pa.L/S=7.5Torr.L/S。漏孔的漏率也就是通過(guò)漏孔的氣體流量，這個(gè)氣體流量受環(huán)境溫度、漏孔兩端的壓差（即工件內(nèi)外壓差）和氣體各類等因素的影響。從漏率單位的量綱我們可以看到：由于 1Pa=1N / m2 ， 1J=1N.m； 因此 1Pa.m3 / S=1J / S=1W。
由此可見(jiàn)PV單位表示的流量本質(zhì)上就是單位時(shí)間穿過(guò)某一截面的能量，它并不是氣體分子本身攜帶的動(dòng)能或位能，而是使氣體分子通過(guò)某一截面流動(dòng)所需的能量。
二、氣體密封性能檢測(cè)設(shè)備
氣體密封性能檢測(cè)根據(jù)被檢測(cè)工件（物體）容腔內(nèi)實(shí)際壓力與外界壓力狀態(tài)主要分為兩大類，即加壓檢漏法（或正壓檢漏法）和真空檢漏法。
這里主要介紹一下加壓檢漏法:
在被檢工件容腔內(nèi)充入一定壓力的氣體（稱示蹤氣體或控漏氣體）或液體，當(dāng)工件存在漏孔時(shí)，氣體（或液體）便從漏孔中逸出。漏孔越大，逸出量越大，只要在工件外面采用適當(dāng)?shù)闹甘痉椒ú槊饔袩o(wú)氣體（或液體）逸出，逸出量的多少等就可判斷有無(wú)漏孔存在、漏孔位置和大小。比較有代表性的是傳統(tǒng)的“打氣試漏法”（即通常所說(shuō) 的“水檢”）。
近年來(lái)，氣體密封性能檢測(cè)儀（簡(jiǎn)稱氣密儀）的出現(xiàn)正在改變著人們對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的依賴和認(rèn)識(shí)。下面將介紹有關(guān)氣密儀的基本知識(shí)。
評(píng)論