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常见问题解答

专家为您分析气密性测试中如何确定产品的允许泄漏量

发布时间:2019-11-23  浏览量:229

气密性测试仪厂家为您剖析如何确定及设定产品的泄漏量标准

在不同的工业生产领域,泄漏问题的内容也各不相同。例如,对于燃料来讲,泄漏可能导致火灾、爆炸、失控等危险。在半导体加工业中集成电路芯片的密封性能不好,发生泄漏,会使芯片很快报废。对于其它产品而言,泄漏则可能导致低效操作,经济损失或事故发生。千里之堤,溃于蚁穴。很微小的泄漏可能会导致意想不到的严重后果。特别是在行业竞争越来越激烈的今天,“泄漏”这一产品质量问题成了关系到企业生死存亡的重大问题。

测试对应指定流体的泄漏,不一定会真的采用该流体进行测试,而是采用空气或其他低成本、安全的流体测试部件(零件或整机)。选择测试流体粘度低于指定流体(水,水蒸气,油,燃料,血液,药物等),能够更快、更容易和更经济地对泄漏进行判定。采用空气等流体而非指定流体进行测试,区别就在于泄漏值大小不一样。确定泄漏率规范的目的是确定合格部件可以达到的zui大容许泄漏值,并且仍然满足客户的要求。

在确定泄漏率规范之前,我们要先了解以下问题。

Q:如何定义部件的泄漏是否可以达到其功能要求?

A:该部件不会在运行时或静态条件下泄漏超量的指定流体。

这个量的大小与流体性质和泄漏通过的孔的特征息息相关。

1.影响流体性质的因素:压力、温度和粘度

1)压力

更大的压力会导致更大的流量;

泄漏测试

2)温度

对于液体,温度越高越容易流动。而对于气体,温度越高流动越差。下面列出的粘度表的实例显示了温度如何导致水的流阻特性降低,但空气增加。

3)粘度

粘度是对部件的内部流体阻力的测量值。它量化流体的流动阻力。粘度越高,流体流动阻力越大,泄漏越小。

可以看出,重油或油脂不容易流过的小孔,水却可能通过并流动

2. 孔的泄漏特征由路径中的zui小直径,穿过部件材料的孔的长度,流体表面张力和离开部件的泄漏(孔)的表面光洁度来决定。

1)孔尺寸

流体路径中zui小的开口控制通过路径的流量,小开口倾向于阻止流体流过。

气密性测试

2)孔的路径长度

流体必须通过的路径长度将控制流体流动的程度,路径长度越长,阻力越大。

泄漏检测

3)泄漏路径表面处理

泄漏路径内的壁面条件也将影响流量和阻力。相对于光滑的孔壁,粗糙的孔壁会阻挡流体流动。一般情况下导致部件泄漏的孔并不是专门设计的,其孔壁粗糙且不规则。因此,通过这类孔难以得到具重复性的泄漏率。这类孔的粗糙表面将增加孔壁表面积并增强对流体的粘合特性。对于较高粘度的液体比如水,这将严重限制甚至阻挡其流动,而对于较低粘度的空气仍将继续流动。要较好的重复性,需要孔壁足够光滑。比如万肯机械提供的标准漏孔使用具有光滑的孔壁的孔,可提供zui大流量,并在校准时可以达到较好的重复性。

  对于层流液流,流量QL(ccm)与孔直径d(mm)、路径长度L(mm)、流体粘度uL(厘泊)和压力 PL(bar)的计算公式表示如下:

例如,孔直径0.01mm,长度1.5mm,压力为6bar的情况下

  对于层流气流,将流量与孔径d(mm),路径长度L(mm),气体粘度ug(厘泊),跨壁部压力Pg(bar)以及泄漏路径上的平均绝对压力 Pa如下:

例如,孔直径0.01mm,长度1.5mm,压力为6bar的情况下:

  从公式可以看出,随着孔径变小,流量将按照孔径的四次方减小。当路径长度变长时,它具有反比例的作用,流量会变小。

  当从液体变为空气时,由于气体粘度的降低和膨胀特性,流量增加。从上述两个公式得出的以下公式反映了液体流向通过泄漏的气体流量的比较。

  该公式反映了液体和空气应用之间变化的测试压力的流动的理论关系以及从液体粘度测试介质到气体粘度测试介质的比例效应。

  为了使液体从小孔流出,液体的压力必须大于表面张力压力。根据杨-拉普拉斯公式,表面张力压力P(Pa)与泄漏孔直径D(m)和特定液体的表面张力系数γ(N/m)的关系如下:

例如一个200mm深的容器(常用玻璃杯高度)装有水,容器中的水头压力等于水对空气的表面张力压力,这是孔的临界尺寸,超过这个尺寸所含的水压将克服水的表面张力并在底部显示可见的泄漏。

也是说200mm深的容器装水,底部孔直径小于0.148mm时(约两根头发丝直径),将不会看到明显水泄漏。

如有任何疑问,欢迎来电一起探讨。

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