泄漏测试技术基础培训资料

泄漏测试技术讲座

德国佛罗里西有限公司

Copyright,2001©JWFroehlichMaschinenfabrikGmbH第一页，共50页。2内容(nèiróng)

第1章: 泄漏测试(cèshì)基础第2章: 以干燥空气为介质的泄漏测试(cèshì)原理第3章: 典型影响因素第4章: 设备制造准则第5章: 检查与维护第6章: 测试(cèshì)能力考核第7章: JWFroehlich试漏仪简介第二页，共50页。3学习(xuéxí)目的: 理解泄漏测试的基本概念和意义了解(liǎojiě)测量原理并对测量结果进行正确判别和分类了解(liǎojiě)哪些因素会对测量结果产生不良影响，以及如何避免.正确检查设备认识如何维护、保养试漏仪/机第三页，共50页。4第1章:泄漏(xièlòu)测试基础第四页，共50页。5概念密封性: 允许泄漏率介质: 工作介质，测试介质测试参数: 测试压力，测量时间(shíjiān)，测试容积第五页，共50页。6内燃机曲轴(qūzhóu)箱从密封性的角度来看，通常有三处应进行测试:1.) 水腔:冷却水在其中循环2.) 压力油道:其中有比如供给曲轴(qūzhóu)的润滑油.3.) 无压油腔:接收回流到油底壳的润滑油.例如:压力油道应与下列领域分隔开:外部环境:密封性要求高冷却水循环:密封性要求高无压油腔:密封性要求较低典型工件(gōngjiàn)的密封性测试举例:第六页，共50页。7测试(cèshì)参数-测试(cèshì)时间泄漏(xièlòu)率测试(cèshì)时间长测试时间短允许泄漏率可供利用的测试时间长度:对测试结果的可信度有很大影响测试时间长充入被测腔内的空气稳定的更好

重复精度高

测试结果更好.更好地消除工件内部结构特点产生的影响(比如结构复杂，不易操作的被测腔)测试结果的分散第七页，共50页。8测试(cèshì)参数-测试(cèshì)压力测试压力是指测量阶段工件内的压力值.该压力值应尽可能参照(cānzhào)实际工作压力该压力值的设定应视工件的工艺参数而定,而不能随意选择.腔内的压缩空气以相应的力向工件施压，从而决定了某一特定孔径下的泄漏(xièlòu)气流的大小泄漏气流

被测腔第八页，共50页。9测试(cèshì)参数-测试(cèshì)容积测试容积是整个测试系统各部分容积的总和.

它包括:

被测工件的内部容积

封堵元件内连接管路的容积

从试漏仪到封堵夹具之间的管路容积

试漏仪内部容积测试容积不只是被测工件的容积,如果被测工件的容积很小（如：对杯堵或球堵的泄漏测试）,所有上述容积都会直接影响测试结果.此时测试容积大部分为被测部位以外的容积，因此(yīncǐ)清楚地认识这一点对泄漏测试很重要.第九页，共50页。10有下列不同型号(xínghào)的试漏仪MPS100/300/200/400: 相对压力法试漏仪MPS150/350/250/450: 差压法试漏仪MFL300/200/400: 质量流量法试漏仪，用于小到中漏MFL360/260/460: 质量流量法试漏仪，用于大漏第2章:以干燥(gānzào)空气为介质的泄漏测试原理第十页，共50页。11MPS100/300/200/400相对(xiāngduì)压力法试漏仪特点:结构简单，自身容积最小测量范围大经济实用缺点：分辨率随测试压力的升高和测试容积的增大而降低

应用范围:在满足节拍要求，能够获得足够大压力降的情况下，可应用于所有领域.应用举例(jǔlì):缸体/缸盖:水腔,油道医疗器械:导液管,离心分离器等等.调压器压力(yālì)传感器待测腔压缩气源充气阀Y1泄漏导致的压力降预充气充气

稳定测量泄漏充气压力测量压力第十一页，共50页。12MPS150/350/250/450

差压法试漏仪特点:高测试压力(可达80bar)高分辨率，且不取决于测试压力

(可在高压下检测微小泄漏)对于状态不稳定的工件，可采用标准件参考缺点：量程较小，不适用于泄漏较大的工件应用范围:高测试压力，高分辨率要求(yāoqiú)较大容积工件应用举例:离合器壳体,压缩机零件调压器压力(yālì)传感器被测腔压缩(yāsuō)气源隔离阀LY1和HY1泄漏导致的压力降预充气充气

平衡测量泄漏充气压力测量压力DP差压变送器第十二页，共50页。13MFL300/200/400质量(zhìliàng)流量法特点:显著缩短测试时间直接(zhíjiē)测量标准状态下的流量scc/min应用范围:大容积工件,要求较短的测试时间.应用举例:发动机整机变速器壳体

调压器压力(yālì)传感器待测腔压缩气源充气阀Y1储气缸工件

测量排气充气充气泄漏流量VEX旁路阀Y2传感器阀Y3充气压力测量压力质量流量第十三页，共50页。14MFL300/200/400内漏测试的测试顺序(shùnxù)=测试油腔和水腔之间的泄漏VEX充气(chōnɡqì)VEX充气(chōnɡqì)工件充气内漏测量工件充气测量测量排气排气水腔油腔油腔VEX油腔FS水腔FS(无压)第十四页，共50页。15MFL360/260/460质量(zhìliàng)流量法试漏仪特点:测试时间短直接测量标准状态下的流量scc/min量程大应用(yìngyòng)范围:大泄漏工件(测量范围可达200l/min).应用(yìngyòng)举例:缸盖:气门节流阀

调压器压力(yālì)传感器被测腔压缩气源

充气测量泄漏流量旁路阀Y2传感器阀Y3测量压力质量流量第十五页，共50页。16空气泄漏(xièlòu)测试的局限性:分辨率与任何其它方法一样，空气泄漏测试的分辨率也有其极限.针对(zhēnduì)不同的允许泄漏率应采用不同的测试方法.方法 范围（单位：ccm/min）水下目测 10-3bis100压力降法 10-1bis100流量法 0,2bis200000人工气体探测 10-3bis10-4自动真空测试气体 10-5bis10-70,01ccm/min左右的泄漏率相当于每3秒出现一个直径1mm的气泡第十六页，共50页。17 a.)发动机制造:各部位泄漏测试 测试压力 允许泄漏率 bar Normcm3/min缸体/缸盖 灰铸铁: 水套 1.0-1.5 10-12 压力油道 2.0-3.0 5-6 铸铝: 水套 1.0-1.5 4-5 压力油道 2.0-3.0 3-4进气管 吸气(xīqì)室 1.0-1.5 30-50 水套 1.0-1.5 4-5水泵 1.0-1.5 6-10燃油系统 4.0-5.0 0.5-2不同试件的泄漏(xièlòu)测试要求举例第十七页，共50页。18 b.)发动机制造(zhìzào):短发和长发泄漏测试 测试压力 允许泄漏率 barNormcm3/min 冷却水系: 0.5-1.5 4-50 润滑油系: 0.1-0.3 20-200 燃油系 2.0-5.0 0.5-100第十八页，共50页。19 c.)变速器: 测试(cèshì)压力 允许泄漏率 bar Normcm3/min 壳体外部: 0.5-1.0 3-50 壳体内部: 0.5-1.0 50-150总成: 0.1-0.3 5-25第十九页，共50页。20第3章:典型(diǎnxíng)影响因素 温度 容积稳定性 湿度 夹具密封不严 被测腔/件的可操作性差第二十页，共50页。21影响因素:温度测量期间温度变化导致被测腔内压力变化 温度变化可对测量结果产生不同的影响.

通常，温度变化会加剧泄漏。

也就是说，测量值高于实际值。 原因在于,通过被测腔的表面会很快将工件热量传递给测试(cèshì)空气。

工件(gōngjiàn)温度测试空气(kōngqì)温度测量阶段第二十一页，共50页。22影响因素:温度原因: 被测件在进行泄漏检测前清洗过 被测件由于被加工而升温.(比如：焊接) 被测件由于运行(yùnxíng)而升温.(如：发动机运转)第二十二页，共50页。23温度(wēndù)补偿: 压力降式泄漏检测仪:根据温度(wēndù)差（工件温度(wēndù)—环境温度(wēndù)）移动阈值来实现补偿温度差压力降测得的压力降接近曲线(qūxiàn)(合格曲线(qūxiàn))阈值(yùzhí)曲线:平行于合格曲线无温度影响时，合格-不合格件间隔第二十三页，共50页。24温度(wēndù)补偿:质量流量式泄漏检测仪:

通过扣除受温度(wēndù)影响的流量值来补偿，显示器上只显示补偿后的流量值.温度差(DT)泄漏(xièlòu)率实测(shícè)流量值接近曲线(合格曲线)流量零点实测温度差应从当前实测流量值扣除的值第二十四页，共50页。25举例:缸盖水套泄漏测试夹具(jiājù)未进行热隔离（绿色）或未完全热隔离（红色和黑色）的测试结果分布第二十五页，共50页。26影响因素:容积稳定性测量(cèliáng)期间容积的变化导致被测腔内压力的变化其影响的方式和程度无法预测.

取决于在有关测试阶段，其被测容积是否增大或缩小.第二十六页，共50页。27影响因素:容积稳定(wěndìng)性原因: 机床震动使得封堵板的位置改变 封堵力不稳定(wěndìng) 封堵橡胶较软且无限位机构，在测量阶段被挤入被测腔。 被测件容积不稳定(wěndìng)(如：燃料箱)第二十七页，共50页。28影响因素:湿度影响:

通常会补偿泄漏.也就是说，泄漏率变小甚至成为(chéngwéi)负值。这一点很关键，因为它会将一个不合格件判为合格件.因此我们要求被测工件保持干燥.第二十八页，共50页。29影响因素:湿度原因(yuányīn): 工件在清洗机出口未完全吹干.

被测腔内残余加工液

很冷的工件进入较热的环境

(冷凝水)

工件在生产过程中被注入液体.

(例如:从冷测试台下来的维修后的发动机，其油腔内仍有润滑油.第二十九页，共50页。30影响因素:测量气路不密封测量气路包括:试漏仪内部的测量气路从试漏仪到封堵夹具的气路封堵夹具本身

结果:出现太多的不合格件，而且这些不合格件无法通过比如(bǐrú)水下目测得到确认.

第三十页，共50页。31影响因素:测量气路不密封可能的原因举例: 封堵橡胶老化 封堵夹具(jiājù)未正确封堵(机械移位) 封堵受到污染 管路或接头不密封 试漏仪内部有泄漏第三十一页，共50页。32影响因素:测量气路不密封确定气路的密封与否，可通过(tōngguò)启动仪器自检很快加以判断.通过(tōngguò)自检可将泄漏限定在某一范围，然后再对这一段气路作细致的检查.第三十二页，共50页。33影响因素:工件被测腔可操作性差影响:压缩空气在被测腔内的稳定过程因工件的状况不同而不同,这可能导致测量结果与实际值的显著偏差.这种情况的典型例子是发动机整机泄漏测试:其油腔内存在多处不易操作.

比如:在工作冲程，通常(tōngcháng)只能通过活塞环对汽缸充气.第三十三页，共50页。34影响因素:工件被测腔可操作性差原因: 工件内腔存在一些部位，无法直接与测试空气接口相连. 工件的进气管路设计不合理.

进气孔在封堵时被堵死. 到被测腔某部分(bùfen)的进气路有开/关功能:发动机整机的机油滤清器部分(bùfen)只能通过止回阀充气.第三十四页，共50页。35影响因素:工件被测腔可操作性差措施: 如果这一不足存在(cúnzài)于工件内部且不能通过附加的充气口改善，则从测试技术的角度看是无法提高的。在工艺上应将测量值的摆动考虑为过程不确定度.

如果从外部可加充气口，但还没有或没有正确连接，那么应由机床制造商采取响应措施.第三十五页，共50页。36第4章:设备(shèbèi)制造准则 密封性 机械去耦 容积稳定性 隔离温度影响 进气可操作性 其它第三十六页，共50页。37密封性封堵单元必须能提供足够的密封度.

并保证长期的密封稳定性.

封堵压力要足够高.

不密封性公差取决于要求的允许泄漏(xièlòu)率.因为在夹具中有许多封堵单元，对于每个封堵单元来说，允许的不密封公差就更小.总体来说，所有封堵单元的不密封度不应超过允许泄漏(xièlòu)率的1%.

注意封堵部位是否完全盖住.

第三十七页，共50页。38机械去耦多个测试腔之间的耦合: 如果有2个被测腔通过同一个封堵板封堵,由于测试时间不同会产生不利影响.

原因: 一个测试完成后,该被测腔将被排气.

相应的封堵力就会落在封堵头上，这可能会造成另一个被测腔容积的变化.

措施: 封堵力要足够大，封堵板应该尽量(jǐnliàng)以机械方式与工件接触. 举例: 缸盖水套和无压油腔泄漏测试.水套进行得较快，并会在油腔测试完成前排气.封堵力落在封堵橡胶上后，会减小油腔的容积.第三十八页，共50页。39机械去耦机床震动: 通过床身传递的机械震动使封堵头的位置改变，造成被测腔容积和压力的变化. 原因: 封堵头较软且无限位，因此其形状以脉动方式改变. 措施: 封堵头尽量以机械方式与工件接触.这对于大封堵板来说较难实现，因此对每个封堵位置都采用单独的封堵头更好 举例: 夹持器行进,气/油缸前进(qiánjìn)/后退

第三十九页，共50页。40容积稳定性测试期间测试容积存在可测得的变化:

原因: 工件受到封堵头的压力(yālì)，产生容积变化，或者封堵橡胶变形挤入测试回路.措施: 封堵力适当. 封堵橡胶体积不应太大橡胶硬度不应太低举例: 燃油系统及其零部件需要用较高的封堵力.封堵后橡胶会继续向被测腔内膨胀.

第四十页，共50页。41隔离温度影响封堵夹具的构造与温度影响的大小有关:

原因: 封堵板及工件支座与工件接触.如果(rúguǒ)工件和夹具之间存在温差,就会间接被测腔内的测试空气产生影响，从而影响测试结果.措施: 对工件和夹具的所有部件进行热隔离，避免直接接触.举例: 热的工件进入冷的夹具，或者相反. 第四十一页，共50页。42进气的通畅性影响泄漏测试平衡阶段的稳定效果:

原因: 如果测试空气进入被测腔的某一部分太慢,会导致一个模拟泄漏的效果，从而无法保证测试的重复精度.措施: 采用多个管径足够的充气口.同时注意测试容积的大小(dàxiǎo).举例: 发动机总成应当通过油尺入口充气.

第四十二页，共50页。43其它气动控制的膨胀单元:

膨胀橡胶不密封导致测试回路内压力升高,因为控制气体会进入被测腔.

注意:补偿泄漏固定封堵板:

如果测试回路中有螺钉,应该(yīnggāi)采用空心的螺钉.否则可能会存在通过螺纹到螺钉后面盲孔的渗漏.

用户应该(yīnggāi)指明这一点.水下目测或维修工位:

必须注意与线上的夹具封堵状态一致:封堵状态不同可能会产生较大的问题. 第四十三页，共50页。44检查和维护(wéihù)用标准样件测量(cèliáng)用LK20泄漏标定仪模拟泄漏第四十四页，共50页。45用标准件测量意义和目的:

检查泄漏测试设备所有部件功能.泄漏测试设备是一个(yīɡè)复杂系统.它由许多部件组成,每个部件都可能出现问题.被测腔:工件，其密封性未知.密封橡胶:必须对其定期检查，因为橡胶会磨损和老化.进气管路:从试漏仪到封堵夹具的管路可能损坏.试漏仪内部气动系统:可能出现故障.第四十五页，共50页。46用标准件测量借助标准件和仪器自检可将大部分设备不密封问题限制在封堵夹具和进气管路范围内.什么是标准件?与原始工件吻合且其泄漏率小于限值的.如何产生标准件?选择一个尽可能密封的工件,也许要被浸渍.它应该通过喷涂颜料或做标记与其它生产的工件区别开.需要多少个标准件?存在多少不同的测试程序，就需要多少个标准件比如(bǐrú)有5个不同型号的工件，就应该有5个不同的标准件.第四十六页，共50页。47用标准件测量多长时间应该用标准件检查一次?理想情况下应该每班一次如何进行标准件测