Přítomnost vodní páry
OTÁZKA: Před testováním heliovým testem netěsnosti jsou všechny naše testované části očištěny umytím. Části jsou sušeny proudem stlačeného vzduchu. Poté jsou naše produkty testovány na netěsnost. Testování netěsnosti ve vakuu také funguje jako konečný stupeň sušení. Trávíme tedy spoustu času a úsilí předběžným zpracováním a testováním těsnosti. Přesto nám nedávno zákazník reklamoval netěsnou součástku. Je náš detektor netěsnosti pokažený?
ODPOVĚĎ: Toto je častá otázka, která v sobě zahrnuje dva aspekty testování netěsností. Z toho důvodu odpovíme ve dvou různých tipech měsíce. V tomto tipu se budeme zabývat časem stráveným testováním netěsností. Příští tip měsíce se bude zabývat limity citlivosti po vysoušení.
Zpět k Vaší otázce: Váš detektor je pravděpodobně zcela v pořádku. Obecně je konstanta času systému na detekci netěsnosti funkcí objemu nádoby a efektivní rychlosti odčerpávání značkovacího plynu. Plyny v testovací komoře jsou odčerpávány efektivní rychlostí vašeho čerpacího zařízení. Jenže vlhkost se v komoře uvolňuje pouze v poměrně malém množství do plynného stavu. Je to velmi pomalý proces, který je pomalejší, než jakékoli čerpání. Z toho důvodu může být vevnitř pozorována konstantní úroveň tlaku, která odpovídá tlaku vodních par přítomné tekutiny. Odpařování odvání z tekutiny energii. Takže zbývající kapalina se takto ochlazuje a dokonce může zmrznout. Tlak vodních par ledu je ještě nižší než u kapaliny. Objeví se druhá úroveň tlaku a odčerpávací proces se tím ještě zpomalí.
DODATEČNÉ INFORMACE: Detektor netěsnosti se zaslepenou přírubou je schopen odčerpat plyny ve svém vlastním vakuovém systému poměrně rychle. Úroveň pozadí značkovacího plynu je dosažena, což je specifické pro příslušnou jednotku. Toto odčerpávací chování je ukázáno na obrázku 1 pro detektor netěsnosti ASM Graph.
Chování během odčerpávání je závislé na objemu vzorku nebo testovací komory. Čím větší je objem připojený na detektor netěsností, tím déle trvá jej odčerpat. Navíc spolu s větším objem se také zvětšuje vnitřní povrch objektu, který také může uvolňovat plyny. Odčerpávání se může prodloužit vodivostí nebo vlhkostí povrchů, které jsou nekonečnými zdroji emise plynů. My jsme provedli pokus s naší „suchou“ nádobou ze zásob připojenou k detektoru netěsností. Objem nádoby je zhruba 1 litr.
Směrnice křivky tlaku odčerpávání (pravá osa) je nyní méně strmá v porovnání s první pokusem. Široký pík při nízkém tlaku ukazuje, že naše nádoba jednoznačně nebyla suchá – zbytková vlhkost je příčinou prodlouženého odčerpávání, přestože nebyla na nádobě žádná vlhkost viditelná. Křivka rychlosti netěsnosti helia klesá během několika sekund přes rozmezí několika desítek z 10-5 mbar · l/s na 2 · 10-9 mbar · l/s. Přesto je pro další dvojnásobnou redukci této velikosti netěsnosti potřeba stejně dlouhý časový interval. Dosažitelná úroveň pozadí Helia je 10x větší v porovnání se suchým detektorem netěsnosti se zaslepenou přírubou.
Ve třetím pokusu jsme dali do naší nádoby pouze malinkou kapku vody. Červená křivka tlaku odčerpávání nyní vykazuje dvě různé úrovně. První úroveň při hodnotě přibližně 1 mbar (pravá osa) odpovídá vodní páře. Druhá úroveň mezi 0,1 a 0,01 mbar odpovídá tlaku vodních par ledu. Spolu s křivkou tlaku ukazuje i křivka velikosti netěsnosti plochý režim při konstantním tlaku vodních par. Při zlomovém bodu 0.5 mbar přechází detektor netěsnosti z módu velké netěsnosti do normálního módu. Při tomto pokusu trvá 35 sekund od začátku cyklu, než detektor dosáhne signálu pozadí. Stejná úroveň velikosti netěsnosti je dosažena za 3 vteřiny na detektoru netěsnosti se zaslepenou přírubou. Když detektor přepne do normálního módu, plyny odchází jiným kanálem ventilu. Navíc se může změnit rychlost čerpání Helia. V našem pokusu se změna cesty plynu projevila náhlým skokem signálu velikosti netěsnosti na úroveň o jednu desítku menší. Zmrznutí vody se také odráží v tomto signálu. Jak můžete interpretovat takové "měření" velikosti netěsnosti a učinit spolehlivé rozhodnutí OK/NOK u sériové produkce?
Údaje v našem příkladu jsou dostatečně demonstrativní a ukazují, že vlhkost vzorků může velice protáhnout odčerpávání. Mimo to je patrný i vliv na odečítání netěsnosti.
Takže naše doporučení je jednoznačně investovat více času a úsilí do předběžné přípravy a sušícího procesu. Vaše výsledky bude jednodušší interpretovat a bude snazší udělat OK/NOK rozhodnutí. Navíc tak prodloužíte i intervaly nutné k servisu Vašeho detektoru netěsností.
Pokud přesto potřebujete testovat vlhké vzorky, v příštím tipu měsíce Vám vysvětlíme jaké velikosti netěsností dosáhnete a jaké jsou Vaše detekční limity.
