Nem túlzás azt állítani, hogy a gyártási folyamatok során már évszázadok óta készülnek olyan tárgyak, eszközök, gépelemek, amelyek a működésük közben valamilyen, a környezettől eltérő nyomást tartalmazó zárt térfogatot – kamrát, tartályt – foglalnak magukba. Példaként említhetjük a híres magdeburgi féltekéket is, amelyeket Otto von Guericke 1654-ben mutatott be. A híres kísérletében alkalmazott félgömbök, valamint a vákuumszivattyú sem működött volna, ha készítőjük nem gondoskodott volna azok szivárgásmentes kialakításáról.
A legutóbbi évtizedekig a szivárgás ellenőrzésének elengedhetetlen eleme volt az emberi tényező: az alapelv, hogy létre kell hozni a vizsgálathoz szükséges nyomáskülönbséget (vákuumot vagy túlnyomást), és valamilyen módon egy adott ideig megfigyelni, hogy mi történik (változik-e a manométeren látható nyomás, keletkeznek-e légbuborékok stb.). A számítástechnikai eszközök térnyerése ezt a folyamatot is gyökeresen megváltoztatta, és a megfigyelésből kiiktatta a szubjektív tényezőt. Ezen eszközök általában elvégzik a mérés kiértékelését, valamint az eredmények dokumentálását, tárolását és statisztikai feldolgozását is.
A piacon számos olyan szivárgásvizsgáló berendezés kapható , amelyek teljesen önálló módon végzik a feladatukat, és beépíthetők akár egy automata gyártósorba is. Ahhoz azonban, hogy ezeket megfelelően tudjuk alkalmazni, meg kell ismernünk egy ilyen ellenőrzés alapvető lépéseit. A vizsgálati módok széles választékából jelen cikkünkben csak a levegő nyomásváltozását megfigyelő módszerekkel foglalkozunk.
Miért éppen levegő?
Első pillantásra a válasz magától értetődő: ha akár a vizsgált tárgy, akár a környezet károsítása nélkül kívánjuk elvégezni a vizsgálatot, célszerű ha mérőközegnek a környezet egyik elemét, a levegőt választjuk. A gazdasági szempontok is erre ösztönöznek, mivel a levegő a legolcsóbb mérőközeg.
Inkább az jelent problémát, hogy megfelel-e a levegő az adott alkatrésszel szemben támasztott mérési követelményeknek, még abban az esetben is, ha annak végső működési közege nem a levegő lesz, hanem a fizikai és vegyi jellemzőiben lényegesen eltérő gáz vagy folyadék. Általában erre a kérdésre is igennel válaszolhatunk, csak a mérés paramétereinek megállapításakor figyelembe kell venni a két közeg közötti különbséget, és a levegővel végzett mérések eredményét át kell számítani a valós működési közegnek megfelelően.
A szivárgás mértéke
Az egyik leggyakrabban feltett és sok esetben nehezen megválaszolható kérdés, hogy mennyire szivároghat egy alkatrész. A megfelelő választ csak az tudja megadni, aki ismeri az adott alkatrész alkalmazásának részleteit, és meg tudja határozni, hogy milyen anyagot és milyen mértékben kíván elszigetelni. Ebből kiszámítható, hogy mekkora lehet az a maximum nyílás (sérülés, „lyuk”), amely mellett még biztosított a megfelelő működés. Az esetek túlnyomó többségében ez a méret a látható tartományok alá esik.
Ha példaként egy 1 mm falvastagságú tartályon egy 5 µm átmérőjű, szabályos kör alakúnak tekintett sérülés található, ezen keresztül 20 bar nyomáson percenként mintegy 1 köbcentiméternyi levegő szivárog át. Azonos körülmények között egy 20 µm átmérőjű sérülés esetén már 300 cm3/min szivárgást mérhetünk. Ha a nyomást 1 bar értékre csökkentjük, ugyanezeken a sérüléseken 0,01, illetve 2 cm3/min szivárgás adódik. Az ilyen módon kiszámítható sérülések méreteit csak össze kell vetni a szigetelni kívánt anyagot jellemző méretekkel, és rögtön megállapítható, hogy az alkatrész megfelel-e az alkalmazás feltételeinek.
A cikk teljes terjedelemben elolvasható a GyártásTrend Magazin 2013/5. számában.
