气密检测产品漏率和气泡孔径的关系多少漏率

水泡直径(体积)和漏率大概是的关系呢,我们先图表1;

图表1

这个数据是一个什么样的水平,我们举例给一个实际生活中比较常见的现象,可以根据这个来判断。

一般来说1ml水是20滴至25滴,所以一滴水就是0.04至0.05ml。若是用一般的滴管滴,则大约为0.05ml。若是用滴定管滴,则大约为0.04ml。

水龙头每秒漏一滴水是10-2Pa.m3/s。

头发丝夹大密封圈与法兰之间10-3Pa.m3/s--10-4Pa.m3/s。

半年内洗车轮胎压力从0.23降到0.19Mpa是10-5Pa.m3/s。

空调连续工作一年,漏掉1克冷媒是10-7Pa.m3/s。

从这上面几个实例中,我们可以看出来泄漏的水平是什么样子,在水下检测时,空气从工件中渗出,在水中形成一个1mm大小的气泡升出水面,每30秒出现了一个,则泄漏率为0.cm3/min。假设试件是一个汽车轮胎(内部容积约40升),这样大的泄漏率相当于在10年里压力下降了Pa(0.1bar),那么它被认为是密封的,还是漏的呢?如果每3秒出现一个这么大的气泡,相当于0.01cm3/min泄漏率,冰箱压缩机的允许泄漏率是16×Pa压力下每年漏掉1g氟里昂,这相当于泄漏率是8.4×10-7cc/min。

上表并没有附加压力条件,我们都知道漏率是受测试压力的影响的,压力越大,漏率越大。我们再看图表2,下表选自国家标准GB/T-《气动调节阀》,在3.5bar压力下测泄漏率和气泡的关系;

图表2

然而气体泄漏率不仅受压力的影响,也受泄漏孔径的尺寸影响,泄漏率和孔径的关系这一数值的具体由来一直以来也是行业内的一个技术难困惑。我们看图表3,图表3-1

图表3图表3-1

美国USP41..1的备注里面,其实有明确说过该孔径的理论由来。可以看到其中定义的名义孔径尺寸都是把泄漏的小孔当做是一个长度可以忽略不计的孔,而针对没有长度的小孔,理论上是其对应的测试压力和孔径是有一定的理论推算关系的。

那多少漏率可以达到防水要求呢,我们看图表4;

图表4

我们此时已经可以了解到防水和漏率的关系了,那漏水和漏孔孔径的关系是什么样的呢,我们看图表5;

图表5

此图表数据来源的试验方法:

准备一个待测零件,其上可人为制造出不同大小的漏点。人为漏点由具有特定直径的玻璃毛细管造成,以表示不同的泄漏通路大小——10μm至40μm。

1、将待测零件充满水并施加至mbar超压(约1.1bar的绝对压力),相当于1米深的水下压力中;

2、然后在人为漏点的出口处观察并测量30分钟内从该处滴落的水量。

了解了孔径和防水的关系后,我们回顾上文数据可以发现,达到了防水的孔径的漏率一样会有气泡,而且是几秒钟就有一个气泡,那我们疑问来了,很多产品的泄漏标准远大于此文章所示的防水泄漏率,很多产品的泄漏标准为2ml/min--10ml/min,难道我们的标准不防水防漏油吗。当然不是,因为这个防水泄漏率是在试验条件下单一内直径均匀内壁光滑的标准漏孔下的测量结果。

1.标准漏孔形状

2.产品上的漏孔形状

我们看一下真实漏孔在放大镜下的实物图

可以看到产品形状和标准漏孔的形状差别很大,而且内径和形状不均匀,一般而言,一个产品是有多个漏孔的,相当于一个多孔性漏孔。

在第19届世界无损检测大会上Rudolf等针对汽车孔径和泄漏量的关系研究中表明,当孔径直径≈0.01mm时,在s内,kPa的压差下,漏气量≈1cm3,也就是1ml/s

KPa,换算一下大约是1kg压力下泄漏率0.6ml/min。我们看图表6来了解一下研究方法和过程。

注:微孔板采用激光打孔的方法制作

图表6

测试件准备:

(1)将微孔板用密封胶粘接在型材的一端,将板端向下防止在装平台上,板中部悬空;

(2)向管内注入纯净水至1m高度位置(模拟水下1m压力状态);4个试件注入水后在工装平台上静置1h,观察其渗漏和低落情况,试验结果见图表6。

通过上述结果得知,当有6个直径为0.01mm的小孔时,无水滴落,此时的状态优于IP67的要求。

那么为什么6个0.01mm孔总漏率大于0.6ml/min却没有漏水呢,这个就是因为激光打孔并不能得到光滑平直的标准漏孔,对流体产生了阻力。

激光打孔显微图

由此可见,产品的泄漏值标准不能通过计算,经验,理论等方法确定,我们建议通过做0基准泄漏合格品和泡水试验去确认产品是否达到防水要求,并和气密测试仪的测试数据进行标对,查看不进水产品和进1滴水产品的测试数据,来从中设置一个界限值,一般而言,我们会加严参数确保没有误判。

对于气密仪的泄漏率或者压降值测试是否准确,我们可以用无锡雷克制作的标准漏孔进行标定校准;标准孔采用玻璃拉丝毛细管/通道工艺,内壁光滑,内径一致,膨胀系数小,温度漂移系数小,外壳为不锈钢材质,不易损坏,美观耐用,漏率稳定,能够适用于实验室级别的校准。



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