泄漏测试技术基础培训_v2.3

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学习目的:
• 理解泄漏测试的基本概念和意义 • 了解测量原理并对测量结果进行正确判别和分类 • 了解哪些因素会对测量结果产生不良影响，以及如何避免. • 正确检查设备 • 认识如何维护、保养试漏仪/机
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第1章: 泄漏测试基础
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• 密封性: • 介质: • 测试参数:
概念
泄漏率应采用不同的测试方法.
方法 水下目测 压力降法 流量法 人工气体探测
自动真空测试气体
范围（单位：ccm/min） 10-3 bis 100 10-1 bis 100
0,5 bis 200 000 10-3 bis 10-4 10-5 bis 10-7
0,01 ccm/min 左右的泄漏率相当于每3秒出现一个直径1 mm的气泡
9 fk k 7
5 ui8 8 3 ki1 11 1 1
1 3 5 7 9 11 13 15
54321012345678911 01 11 21 31 41 51 61 71 82 92 02 12 22 32 45 d i1 td 1 k td k it8 d 8 i1 t 1
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影响因素: 容积稳定性
0.1 - 0.3
20 -
2.0 - 5.0
0.5
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c.) 变速器:
壳体外部: 3 - 50 壳体内部: 50 - 150 总成: - 25
测试压力 bar
允许泄漏率 Norm cm3/min
0.5 - 1.0
0.5 - 1.0
0.1 - 0.3
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第3章: 典型影响因素
• 温度 • 容积稳定性 • 湿度 • 夹具密封不严 • 被测腔/件的可操作性差
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第2章: 以干燥空气为介质的泄漏测试原理
有下列不同型号的试漏仪
• MPS20/40/200/400: 相对压力法试漏仪
• MPS25/45/250/450: 差压法试漏仪
• MFL40/400: 质量流量法试漏仪，用于小到中漏
• MFL60/460: 质量流量法试漏仪，用于大漏
• MPS40:
泄 漏
被测 腔
测量 压力
充气
测量
特点: • 测试时间短 • 直接测量标准状态下的流量scc/min • 量程大
应用范围:
• 大泄漏工件 (测量范围可达 200 l/min).
质量流量
应用举例: • 缸盖: 气门 • 节流阀
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MPS40 压力法通道测试
通道孔
调压器
压缩气源
节流阀 压力传感器
调压器
压缩气源
充气阀 Y1
VEX
压力传感器
流量
旁路阀 Y2 传感器阀 Y3
泄Baidu Nhomakorabea漏
待测腔
充气 压力
测量
压力
储气缸 工件
充气
充气
测量
特点:
– 显著缩短测试时间 – 直接测量标准状态下的流量
scc/min
应用范围:
– 大容积工件, 要求较短的测试时 间.
质量流量
应用举例:
– 发动机整机 – 变速器壳体
排气
(可在高压下检测微小泄漏)
• 对于状态不稳定的工件，可采用标准 件参考
缺点：
• 量程较小，不适用于泄漏较大的工件
充气 压力
测量 压力
预充气 测量
充气
平衡
应用范围:
• 高测试压力，高分辨率要求 • 较大容积工件
应用举例:
• 离合器壳体, 压缩机零件
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MFL300/200/400 质量流量法
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空气泄漏测试的局限性: 气体密封性
大多数情况下，需要对液体介质（水、油等）进行泄漏测试，但有 时也需要进行气体的密封性测试.
比如: 轮毂, 煤气喷灯, 烟筒
原则上对这些工件不能用空气进行泄漏测试. (粘滞度差别太小)
如果立法者或使用者允许一定的泄漏公差, 也可用空气进行泄漏测 试,
比如: 对于煤气喷灯，如果允许泄漏率为0,08 - 0,12 ccm/min，则 可
油，等等.
比如：水腔中的水，油腔中的
测试介质: 在密封性测试过程中采用的介质，
比如：压缩空气，氦气等.
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测试参数-测试时间
•可供利用的测试时间长度: 对测试结果的可信度有很大影响 •测试时间长 充入被测腔内的空气稳定的更好 重复精度高 测试结果更好. •更好地消除工件内部结构特点产生的影响 (比如结构复杂，不易操作的被测腔)
用空气进行泄漏测试.
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不同试件的泄漏测试要求 举例
a.) 发动机制造: 各部位泄漏测试
缸体 /缸盖 灰铸铁: 10 - 12
铸铝: 4-5
进气管
水泵 6 - 10 燃油系统
测试压力 bar
允许泄漏率 Norm cm3/min
水套
1.0 - 1.5
压力油道 水套
2.0 - 3.0 1.0 - 1.5
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MFL40/400 内漏测试的测试顺序 = 测试油腔和水腔之间的泄漏
FS
FS
油腔 水腔
油腔 VEX
油腔
水腔
(无压 )
VEX 充气
工件充气
VEX 充气
内漏测量
工件充气
测量
排气
测量
排气
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MFL60/460 质量流量法试漏仪
调压器
压缩气源
旁路阀 Y2
流量
传感器阀 Y3 压力传感器
5-6
压力油道
2.0 - 3.0
吸气室 1.0 - 1.5
水套
1.0 - 1.5
1.0 - 1.5
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4.0 - 5.0
30 - 50
3-4 4-5
0.5 -26
b.) 发动机制造: 短发和长发泄漏测试
冷却水系: 50
润滑油系: 200
燃油系 - 100
测试压力 bar
0.5 - 1.5
允许泄漏率 Norm cm3/min 4-
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其它不同的密封性测试应用举例:
• 葡萄酒瓶: 要求其中的葡萄酒及其它物质几乎经年不漏. 密封性要求高
• 汽车轮胎: 要求半年内几乎不漏 密封性要求高
• 内燃机阀座: 由于此处阀和阀座之间是金属密封, 因此对密封性的要求较低.
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允许泄漏率
• 是密封性要求的公差和中心值，在此基础上进行检测.
质量流量式泄漏检测仪:
通过扣除受温度影响的流量值来补偿，显示器上只显示补偿后的流量值.
泄漏率
流量零点
实测流量值接近曲 线 (合格曲线)
应从当前实测流量 值扣除的值
实测温度差 精品课件
温度差 (DT) 33
举例: 缸盖水套泄漏测试
夹具未进行热隔离（绿色）或未完全热隔离（红色和黑色）的测试结果分布
25 23 21 19 17 15 13 ui1 11 1 11
用于通道畅通性检查
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MPS100/300/200/400 相对压力法试漏仪
泄漏
充气 压力
压缩气源
调压器
充气阀 Y1
待测腔
压力传感器
泄漏导致的压力降
特点:
– 结构简单，自身容积最小 – 测量范围大 – 经济实用
缺点：
– 分辨率随测试压力的升高和测试 容积的增大而降低
应用范围:
– 在满足节拍要求，能够获得足够 大压力降的情况下，可应用于所 有领域.
测量 压力
预充气 充气 测量
稳定
应用举例:
– 缸体/缸盖: 水腔, 油道
– 医疗器械: 导液管, 离心分离器 等等.
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MPS150/350/250/450 差压法试漏仪
差压变送器
压缩气源
调压器 DP
隔离阀 LY1 和 HY1 压力传感器
参考 件
试件 泄漏
泄漏导致的压力降
特点:
• 高测试压力 (可达 80 bar) • 高分辨率，且不取决于测试压力
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影响因素: 温度
测量期间温度变化导致被测腔内压力变化 • 温度变化可对测量结果产生不同的影响.
通常，温度变化会加剧泄漏。 也就是说，测量值高于实际值。 • 原因在于, 通过被测腔的表面会很快将工件热量传递给测试空气。
工件温度 测试空气温度
测量阶段
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影响因素: 温度
原因: • 被测件在进行泄漏检测前清洗过 • 被测件由于被加工而升温. (比如：焊接) • 被测件由于运行而升温. (如：发动机运转)
测量期间容积的变化导致被测腔内压力的变化
其影响的方式和程度无法预测. 取决于在有关测试阶段，其被测容积是否增大或缩小.
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影响因素: 容积稳定性
原因: • 机床震动使得封堵板的位置改变 • 封堵力不稳定 • 封堵橡胶较软且无限位机构，在测量阶段被挤入被测腔。 • 被测件容积不稳定 (如：燃料箱)
泄漏测试技术讲座
德国孚罗里西有限公司
Copyright, 2001 © JWFroehlich Maschinenfabrik GmbH
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内容
• 第1章: • 第2章: • 第3章: • 第4章: • 第5章: • 第6章: • 第7章:
泄漏测试基础 以干燥空气为介质的泄漏测试原理 典型影响因素 设备制造准则 检查与维护 测试能力考核 JWFroehlich试漏仪简介
连接阀 Y1
测量 压力
孔太 小
孔太大
特点: – 测试通道孔径或是否存在和畅通
应用范围: – 所有含铸造或钻的通道的工件.
应用举例: – 自动变速器通道孔 – 发动机润滑孔 – 阀通路
测量
排气
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空气泄漏测试的局限性: 分辨率
与任何其它方法一样，空气泄漏测试的分辨率也有其极限. 针对不同的允 许
从密封性的角度来看，通常有三处应进行测试:
1.) 水腔: 冷却水在其中循环 2.) 压力油道: 其中有比如供给曲轴的润滑油. 3.) 无压油腔: 接收回流到油底壳的润滑油.
例如: 压力油道应与下列领域分隔开: • 外部环境: 密封性要求高
• 冷却水循环: 密封性要求高 • 无压油腔: 密封性要求较低
允许泄漏率 工作介质，测试介质
测试压力，测量时间，测试容积
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密封性
密封性用于描述适当的密封程度:
• 如下图所示， 必须保证被测腔的四壁足以将其中的介质 与另一种介质或外界分隔开.
工作介质 1 如： 水
工作介质 2 如：油
被测腔壁
可能存在 的泄漏点
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典型工件的密封性测试举例:
内燃机曲轴箱
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影响因素: 湿度
影响: 通常会补偿泄漏. 也就是说，泄漏率变小甚至成为负值。
这一点很关键，因为它会将一个不合格件判为合格件. 因此我们要求
• 定义:
单位时间内介质损失的多少, 在此范围内可使被测件的功能在其 额定使用寿命内得到保障.
由于原始工作介质的损失 – 比如水腔中水的损失 – 多数情况 下无法直接测得, 因此多数将其对应的公差值直接作为测试介质 公差值.
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介质
• 充入测量腔内的物质
• 分为:
工作介质: 实际工作过程中被测腔内充入的介质 ，
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温度补偿:
• 压力降式泄漏检测仪:
根据温度差 （工件温度— 环境温度）移动阈值来实现补偿 AP2 （压力降废品点 2）设为正值 >>不对 AP2 进行单独评估
压力降
无温度影响时， 合格-不合格件间 隔
阈值曲线: 平行于合格曲线
测得的压力降接近 曲线 (合格曲线)
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温度差
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温度补偿:
测试结果的分散
测试时间长
测试时间短
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允许泄漏率
泄漏率
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测试参数-测试压力
• 测试压力是指测量阶段工件内的压力值. • 该压力值应尽可能参照实际工作压力 • 该压力值的设定应视工件的工艺参数而定, 而不能随意选择.
被测腔
腔内的压缩空气以相应的力向工件施压，从而决定 了某一特定孔径下的泄漏气流的大小
(比如：水腔和油腔之间的内漏) - 只能在生产线的最后阶段进行测试.
如果工件不密封，必须经过很多步骤进行维修.
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间接法优缺点
工作介质的损失通过参考介质体现.
例如: 通过压缩空气进行泄漏测试
对被测腔以一定压力充气，然后检测空气损失. + 可执行性好 + 更易辨别不密封性, 因为空气黏度小于大多数工作介质. + 不损伤污染工件: 工件保持干燥. + 客观评判: 始终按同一公差标准进行检测. + 可在生产过程中任何时间进行检测 ( 废件不会被继续加工) + 测试过程易于实现自动化 + 可检测到被测腔任何部位存在的泄漏 - 测试工况与实际工况不同 (温度，机械负载) - 干扰: 温度和压力波动将直接影响测试.
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密封性测试的方法
• 直接法:
举例: 发动机热试, 充入液体介质目测
• 间接法:
举例: 水下目测气泡 用压缩空气进行自动测试
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直接法: 优缺点
例如: 内燃机热测试
目测介质损失 („工人查找水迹“) + 接近实际工作状态 (温度，机械负载) + 直接观测介质损失. - 主观判断密封与否 - 许多情况下无法观察到
泄漏气流
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测试参数-测试容积
• 测试容积是整个测试系统各部分容积的总和. 它包括: 被测工件的内部容积 封堵元件内连接管路的容积 从试漏仪到封堵夹具之间的管路容积 试漏仪内部容积
• 测试容积不只是被测工件的容积, 如果被测工件的容积很小（如：对 杯堵或球堵的泄漏测试）, 所有上述容积都会直接影响测试结果. 此 时测试容积大部分为被测部位以外的容积，因此清楚地认识这一点对 泄漏测试很重要.