泄漏類型
漏點是物體壁上的一種結(jié)構(gòu),氣體或液體可通過它逸出。它可能只是一個孔,一個可滲透的多孔區(qū)域,也可能是一個細(xì)脈漏點,往往難以識別。
細(xì)脈漏點對泄漏測試提出了特殊挑戰(zhàn)。對于細(xì)脈漏點,氣體和液體不會立即溢出。離開試件內(nèi)部之前,它們會在狹窄的通道或毛細(xì)管系統(tǒng)中緩慢移動。還有一種可能是,氣體在逸出之前必須填充試件壁中的較大容積。這使得在短時間內(nèi)檢測此類泄漏相當(dāng)困難。
各種漏孔的形式
泄漏率單位
泄漏率是描述體積流量的動態(tài)變量。泄漏率表示在規(guī)定時間內(nèi)和給定壓差下,有多少氣體或液體通過一個漏點。例如:如果在 1 bar 超壓下,恰好有 1 cm3 的氣體在 1 秒內(nèi)因泄漏逸出,則泄漏率為 1 mbar 乘以 1 l/s:1 mbar?l/s。也可以說,在每秒 1 bar 的壓力下,體積 1 cm3 的氣體溢出。該單位的另一種解釋是:如果容積 1 l 的容器中的壓力每秒變化 1 mbar,則泄漏率為 1 mbar?l/s。當(dāng)以 1 mbar?l/s 為單位表示泄漏率時,一般采用科學(xué)記數(shù)法 (指數(shù)形式):因此不是寫成 0.005 mbar?l/s,而是寫成 5x10-3 mbar?l/s的泄漏率。
在歐洲市場,泄漏率單位 mbar?l/s 已被廣泛接受,但體積和壓力也可以用其他單位來指定,從而導(dǎo)致泄漏率的測量單位有所不同。在國際市場,測量方法已被標(biāo)準(zhǔn)化為 SI 單位,使用泄漏率單位 Pa?m3/s。美國通常使用泄漏率單位 atm?cc/s。在壓力衰減檢漏法中,sccm 是記錄泄漏率的常用單位。對于 R134a 等制冷劑,泄漏率通常表示為質(zhì)量流量 (每年的逸出質(zhì)量) 而不是體積流量 (特定時間段內(nèi)給定壓力下的逸出質(zhì)量)。因此,制冷劑單位 g/a 已被普遍接受 -- 或在美國采用單位 oz/yr。逸出質(zhì)量始終取決于氣體的相對分子質(zhì)量。
漏孔大小
用漏率表示漏孔大小時,如果不加特殊說明,則是指在漏孔入口壓力為1.01×105Pa,出口壓力低于1.33×103Pa,溫度為296士3K的標(biāo)準(zhǔn)條件下,單位時間內(nèi)流過漏孔的露點溫度低于248K的空氣的氣體量。
漏率的單位是帕斯卡×立方米/秒,記為Pam3/s。為了方便,有時用帕斯卡×升/秒,記為PaL/s。
考慮氦氣泄漏率與漏孔大小之間的關(guān)系很有幫助。換句話說:漏孔直徑必須達(dá)到多大才能造成一定的泄漏率?如果漏孔直徑遠(yuǎn)大于壁厚,在壓差為 1 bar 的情況下,直徑 0.1 mm 的漏孔會造成 1 mbar?l/s 的泄漏率。 大多數(shù)細(xì)菌的直徑在 0.6 至 1 μm之間。1 埃 (長度單位) 相當(dāng)于單個原子的直徑。即使在 10-8 mbar?l/s的極低泄漏率下,仍會存在一個允許數(shù)千個氦原子同時流過的漏孔。具體情況下,允許泄漏率是多少,以及哪些試件可以判定為未通過泄漏測試,始終取決于生產(chǎn)過程中的實際質(zhì)量要求。因此,選擇測試程序時應(yīng)始終考慮最大允許泄漏率。
影響泄漏率的因素
如空氣壓力測試中所述,溫度和壓力變化對泄漏率有顯著影響。有些試件 (如塑料試件) 在壓力和溫度變化下極易變形。漏點的幾何形狀在此類情況下也可能發(fā)生變化 - 對泄漏率 (在試驗期間確定) 產(chǎn)生相應(yīng)的影響。
另外,試件內(nèi)外壓力之間的具體差值當(dāng)然也會影響到泄漏率。壓差越大, 泄漏率越大。使用示蹤氣體時,可檢測泄漏率也可能取決于泄漏的確切方向。
排出的示蹤氣體可能不均勻地散開,而且在微風(fēng)的作用下,可能不會在所有方向產(chǎn)生相同濃度的示蹤氣體。 為確保使用示蹤氣體 (如氦氣和氫氣) 成功檢漏,并用手動引導(dǎo)的探頭定位漏點,必須考慮到示蹤氣體的這種不均勻分布。
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