Nieuwe technieken identificeren en meten vacuümsysteemlekken

Stel je voor dat je zorgvuldig een vacuümsysteem bouwt dat perfect moet worden afgesloten, maar dat steeds niet het gewenste vacuümniveau bereikt.Als een nauwkeurig ontworpen onderzeeër die op kritieke momenten lekken., komt dit frustrerende scenario vaak neer op één schuldige: gaslekken.

In industriële en wetenschappelijke toepassingen, van vacuümsystemen tot auto- en koelcomponenten, is luchtdichte integriteit van het grootste belang.Ervaren ingenieurs begrijpen dat eenvoudige uitspraken als "geen detecteerbare lekken" of "nul lekpercentage" onvoldoende zijn als aanvaardingscriteriaDe geschikte specificaties moeten de toelaatbare lekkagepercentages onder specifieke omstandigheden duidelijk omschrijven, waarbij de aanvaardbare niveaus per toepassing variëren.

Wat is een lek?

Een lek is een breuk in een materiële barrière waardoor onbedoelde passage van vaste stoffen, vloeistoffen of gassen mogelijk wordt gemaakt.

Het begrip van deze categorieën helpt bij het oplossen van problemen:

De zeven veel voorkomende lekken

• Afneembare verbindingslekken:Gebeurt bij flenzen, grondafdekkingsoppervlakken of deksels waar afdichtingen (pakkingen, O-ringen) falen als gevolg van onjuiste installatie, materiaalverval of oppervlakteschade.
• Permanente gewrichtslekken:Gevonden in lassen, gesmolten verbindingen of lijmbindingen die zijn aangetast door slechte fabricage of veroudering.
• Porositeitslekken:Overheersend in polycrystalline materialen en gietstukken na mechanische spanning (buig) of warmtebehandeling, waarbij microscopische holtes met elkaar verbonden zijn.
• Thermische lekken:Ze ontstaan onder extreme temperaturen als verschillen in thermische uitbreiding gespannen gewrichten belasten, waardoor spleten groter worden.
• Virtuele (verschijnende) lekken:Niet fysieke lekken maar gas gevangen in holtes/blinde gaten of verdampende vloeistoffen die geleidelijk loskomen, imiteren van echte lekken.
• Indirecte lekken:Gevonden door aangetaste elektriciteitsleidingen (water, perslucht) die vreemde stoffen in vacuümsystemen brengen.
• Cascade Leaks:Meerdere onderling verbonden lekken, zoals olie afdichtingen die falen in roterende schuifpompreservoirs, waardoor olie binnenkomt.

Bovendien,permeatieDe diffusie van gassen door materialen zoals rubber slangen lekt technisch gezien niet, maar beïnvloedt de vacuümprestaties.

Kwantificatie van lekken: de standaard voor het lekpercentage

Absolute hermetische afdichting is onpraktisch en onnodig. De kritieke factor is het behoud van lekcijfers laag genoeg om de operationele drukvereisten te behouden.:

Leckage rate (q)_L) = 1 mbar·l/sbetekent: in een gesloten vat van 1 liter stijgt/daalt de druk met 1 mbar per seconde.

Voor hoogvacuümsystemen zijn de praktische benchmarks:

• Q_L(lucht) < 10^-6mbar·l/s → "Uitzonderlijk strak"
• Q_L(lucht) < 10^{- 5}mbar·l/s → "Aangepast strak"
• Q_L(lucht) > 10^{- 4}mbar·l/s

Ontsluiting van lekken: locatie versus meting

De lekproeven hebben twee primaire doeleinden:

1. Localisatie van lekkenbinnen systemen
2. Meting van de lekkagepercentagesPrecies.

De methoden verschillen afhankelijk van de drukomstandigheden:

• Vacuümmethode:Het detecteert de inwendige stroom (externe druk > interne vacuüm)
• Drukmethode:Identificeert de uitgaande stroom (binnen onder druk)

De hoge diffusiesnelheid van helium maakt het ideaal voor het detecteren van gevoelige lekken, met moderne detectoren die lekken van slechts 1 Å (10^{- 10}m) in diameter.

Wanneer vacuümsystemen minder goed werken, zijn er twee mogelijke oorzaken: echte lekken of uitgassing van oppervlakken.met heliumlekkadetectoren die een snelle lokalisatie bieden.