泄漏测试技术基础培训

泄漏测试技术讲座

德国佛罗里西有限公司

Copyright,2001©JWFroehlichMaschinenfabrikGmbH2内容

第1章: 泄漏测试基础第2章: 以干燥空气为介质的泄漏测试原理第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: 测试能力考核第7章: JWFroehlich试漏仪简介3学习目的: 理解泄漏测试的基本概念和意义了解测量原理并对测量结果进行正确判别和分类了解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4第1章:泄漏测试基础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，测试容积6内燃机曲轴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的密封性测试举例:7测试参数-测试时间泄漏率测试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8测试参数-测试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气流的大小泄漏气流

被测腔9测试参数-测试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，因此清楚地认识这一点对泄漏测试很重要.10有下列不同型号的试漏仪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:以干燥空气为介质的泄漏测试原理11MPS100/300/200/400

相对压力法试漏仪特点: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: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传感器被测腔压缩气源隔离阀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13MFL300/200/400

质量流量法特点:显著缩短测试时间直接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14MFL300/200/400

内漏测试的测试顺序

=测试油腔和水腔之间的泄漏VEX充气VEX充气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)15MFL360/260/460

质量流量法试漏仪特点:测试时间短直接测量标准状态下的流量scc/min量程大应用范围:大泄漏工件(测量范围可达

200l/min).应用举例:缸盖:气门节流阀

调压器压力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16空气泄漏测试的局限性: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 10-3

bis100压力降法 10-1

bis100流量法 0,2

bis200000人工气体探测 10-3

bis10-4自动真空测试气体 10-5

bis10-70,01ccm/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不同试件的泄漏测试要求

举例18 b.)发动机制造: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 0.5-10019 c.)变速器:

测试压力 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 5-2520第3章:

典型影响因素

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空气。

工件温度测试空气温度测量阶段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)

被测件由于运行而升温.(如：发动机运转)23温度补偿:

压力降式泄漏检测仪:根据温度差（工件温度—环境温度）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(合格曲线)阈值曲线:平行于合格曲线无温度影响时，合格-不合格件间隔24温度补偿:质量流量式泄漏检测仪:

通过扣除受温度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)泄漏率实测流量值接近曲线(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25举例:缸盖水套泄漏测试

夹具未进行热隔离（绿色）或未完全热隔离（红色和黑色）的测试结果分布26影响因素:容积稳定性测量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.27影响因素:容积稳定性原因:

机床震动使得封堵板的位置改变

封堵力不稳定

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(如：燃料箱)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.29影响因素:湿度原因:

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.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水下目测得到确认.

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32影响因素:测量气路不密封确定气路的密封与否，可通过启动仪器自检很快加以判断.通过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.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，通常只能通过活塞环对汽缸充气.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.

到被测腔某部分的进气路有开/关功能:发动机整机的机油滤清器部分只能通过止回阀充气.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.36第4章:

设备制造准则

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率的1%.

注意封堵部位是否完全盖住.

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.