Prova di tenuta a bagno d’acqua
o con gas tracciante?
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PROVA DI TENUTA A BAGNO D’ACQUA
La prova di tenuta a bagno è un metodo di prova visiva. L’articolo in prova è completamente immerso nell’acqua. In caso di perdite, sono visibili bolle d’aria ascendenti.
PROVA DI TENUTA CON GAS TRACCIANTE
La prova di tenuta con gas viene eseguita utilizzando sensori di gas. L’elemento in prova deve contenere il gas tracciante definito. Se sono presenti perdite, il gas che fuoriesce viene rilevato dai sensori.
COME PROCEDE IL TEST?
I sistemi bubble test sono costituiti da un bacino d’acqua trasparente in cui un campione di prova è completamente immerso e può essere ispezionato dal tester da tutti i lati per verificare la presenza di bolle d’aria, ovvero perdite. Idealmente, sono disponibili supporti per tenere il campione di prova sott’acqua durante questo processo.
Il bubble test funziona meglio quanto più alta è la pressione nell’elemento in prova rispetto alla pressione ambiente. Quindi notevoli flussi di bolle d’aria salgono dalle perdite alla superficie dell’acqua. Ad una differenza di pressione di pochi mbar, la tensione superficiale dell’acqua ritarda o impedisce la formazione di bolle. Pezzi o componenti massicci vengono quindi pressurizzati con aria compressa per la prova di tenuta dell’acqua. Viceversa, è anche possibile ridurre la pressione ambiente nella camera dell’acqua: lo spazio d’aria sopra l’acqua viene evacuato a questo scopo.
Per un processo di prova controllato, è necessario definire e rispettare una pressurizzazione o un’evacuazione sempre uguale, nonché un tempo di prova sott’acqua. Il controllo visivo e l’attenzione del tester sono fondamentali: deve notare le bolle d’aria in aumento e può così determinare la posizione della perdita sull’elemento in prova.
I sistemi con gas tracciante sono disponibili sia per prove su campioni casuali, sia come macchine in linea completamente automatizzate per il controllo dell’intera produzione. Uno o più elementi di prova vengono posizionati in una camera, viene creato un vuoto e il gas che fuoriesce dalle perdite viene rilevato dai sensori.
I prodotti alimentari o medici confezionati con atmosfera modificata sono principalmente testati per la fuoriuscita di CO2. È già presente in molti pacchetti come parte dell’atmosfera gassosa modificata. Questo è diverso per pezzi o gruppi di componenti che devono essere applicati intenzionalmente con gas tracciante. Nel caso dei requisiti di tenuta più severi, l’elio o l’idrogeno fungono da gas in traccia che, con le loro piccole dimensioni molecolari, possono superare anche le più piccole perdite. Per l’imballaggio alimentare, un test così accurato è raramente necessario. Inoltre, l’idrogeno aggiunto rende difficile analizzare l’atmosfera modificata per l’ossigeno residuo.
Il test di tenuta con gas tracciante può essere automatizzato molto facilmente e quindi include anche la documentazione digitale dell’avanzamento del test. Il controllo di qualità viene effettuato indipendentemente da un ispettore umano ed è assolutamente standardizzato. I sensori forniscono valori misurati dai quali è possibile ricavare un tasso di perdita esatto.
Classificazioni di tenuta
Tutti i materiali di imballaggio e i componenti saldati hanno minuscole aperture che possono essere interpretate come perdite. Formulato tecnicamente, non esiste la tenuta assoluta. Se un elemento in prova è “a tenuta” o “che perde” può essere detto solo con riferimento al tasso di perdita predefinito. Questo imposta il limite tra una perdita tollerabile e una perdita che mette in pericolo la funzione o la sicurezza del prodotto.
Ciascun metodo di verifica delle perdite presenta vantaggi e svantaggi. Dipende da cosa si desidera testare, da come si definisce la tenuta e da come si desidera integrare il test nella propria produzione.
PROVA DI TENUTA A BAGNO D’ACQUA
Pro
precisa localizzazione della perdita
analisi dei punti deboli per ottimizzare il processo produttivo (es. Giunzioni, punti di saldatura, condizioni del materiale, difetti di assemblaggio, ecc.).
pezzi costosi possono essere rilavorati selettivamente
Contro
possible errore umano
l’elemento in esame potrebbe non essere in grado di tornare alla produzione (alimenti)
pulizia regolare della camera o cambi d’acqua necessari
Idoneo specialmente
per componenti medio-grandi con bassa complessità dello stampo, ad es. raccordi in acciaio inossidabile, serbatoi di carburante, parti in plastica, ecc.
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A tenuta o perde? Come trovare il tuo tasso di perdita
Mentre i componenti, ad esempio, di un motore a combustione devono essere solo a tenuta stagna o a tenuta di olio, gli imballaggi in atmosfera modificata per alimenti o farmaci non devono perdere gas. Di conseguenza, a seconda dell’uso previsto, possono essere tollerate perdite di dimensioni diverse: un componente o un imballaggio è considerato a tenuta non appena soddisfa un requisito definito e quindi verificabile per la sua tenuta.
La misura della tenuta è il tasso di perdita. È espresso nell’unità mbar l/s e abbreviato con il simbolo della formula qL. Meno frequentemente, l’unità di portata massica sccm (centimetri cubi standard al secondo), che è indipendente dalla pressione e dalla temperatura, viene utilizzata per indicare il tasso di perdita.
Un tasso di perdita di 1 mbar l/s corrisponde a un flusso di gas di 1 litro al secondo a una pressione del gas di 1 mbar o descrive che in un contenitore chiuso da 1 litro la pressione aumenta o diminuisce di 1 mbar entro un secondo. Con riferimento al tasso di perdita, è possibile registrare quantitativamente le perdite e definire la seguente classificazione di tenuta:
Tasso di perdita qL in mbar l/s
Classificazione di tenuta
10-6
a tenuta di virus
10-5
a tenuta di benzina e olio
10-4
a tenuta di batteri
10-3
a tenuta di vapore
10-2
impermeabile (goccia)
La definizione di una perdita ancora ammissibile dipende in gran parte dallo scopo dell’oggetto. A che punto una perdita interrompe la funzione o fino a che punto una perdita è trascurabile? Uno sguardo alle applicazioni comparabili e ai valori empirici del settore, che forniscono indicazioni per determinare un tasso di perdita, potrebbe aiutare. Una volta definito un valore limite, su questa base è possibile selezionare un metodo adatto per la verifica delle perdite.
Anche le procedure di verifica delle perdite in più fasi possono essere una soluzione economica: in primo luogo, un test di tenuta approssimativo determina se l’elemento in prova è approssimativamente a tenuta. Se questo è il caso, segue un test di perdita fine, in cui il tasso di perdita è determinato con precisione. Ciò consente di risparmiare inutili test di tenuta e protegge la tecnologia di misurazione.