Jaké jsou normy a metody zkoušení vzduchotěsnosti nebo tlakové odolnosti hydraulických odlitků

Hydraulické mechanické odlitky , jako jsou tělesa ventilů, tělesa čerpadel a válce válců, jsou základními součástmi hydraulických systémů. Vyznačují se složitými vnitřními průtokovými cestami a jsou vystaveny vysokým provozním tlakům. V důsledku toho jsou rozhodujícími ukazateli kvality tlaková odolnost (hydraulická pevnost) a těsnost (plynotěsné těsnění). Přísné testování zaručuje kvalifikaci produktu, bezpečnost systému a dlouhodobou provozní spolehlivost.

Testování odolnosti vůči tlaku (hydrostatické pevnosti): Standardy a provedení

Hydrostatická zkouška neboli hydraulická zkouška pevnosti ověřuje strukturální integritu odlitku pod vysokým tlakem kapaliny. Zajišťuje, že součást nebude podrobena plastické deformaci nebo prasknutí za podmínek maximálního namáhání.

Stanovení klíčových parametrů tlaku

Zkušební tlak pro hydraulické odlitky je trvale nastaven na mnohem vyšší hodnotu, než je jmenovitý tlak součásti (návrhový pracovní tlak), podle průmyslových standardů a specifických specifikací produktu.

• Standardní multiplikátor: Běžná průmyslová praxe vyžaduje, aby zkušební tlak byl 1,5násobek jmenovitého tlaku. Například těleso ventilu navržené pro jmenovitý tlak 25 MPa musí odolat zkušebnímu tlaku alespoň 37,5 MPa.

• Testovací médium: Obvykle se používají kapalná média, jako je čistá voda, hydraulický olej nebo emulze. Kapaliny jsou preferovány kvůli jejich nestlačitelnosti, která minimalizuje uvolňování energie a zvyšuje bezpečnost v případě selhání odlitku.

• Doba výdrže: Zkušební tlak musí být udržován po určitou dobu, obvykle v rozmezí 3 až 10 minut, v závislosti na tloušťce stěny odlitku, velikosti a platné normě. U velkých nebo kritických součástí jsou vyžadovány delší doby výdrže.

Postup testování a kritéria přijetí

Testovací postup vyžaduje přesnou kontrolu a pečlivé pozorování pro spolehlivé výsledky.

• Proces tlakování: Tlak se musí zvyšovat pomalu a rovnoměrně na testovací úroveň. Je třeba se vyvarovat rychlých tlakových špiček, aby se zabránilo chybné diagnóze nebo poškození. Rychlost nárůstu by měla být zpomalena, jakmile bude dosaženo 90 % cílového tlaku.

• Vizuální kontrola: Během doby zdržení musí operátor provést podrobnou vizuální kontrolu všech vnějších povrchů, svarů (pokud jsou k dispozici) a oblastí spojů.

• Kritéria přijetí: Odlitek je považován za vyhovující, pokud:

  1. Odlévací těleso nevykazuje žádné viditelné známky netěsnosti (např. kapání nebo stříkání).

  2. Struktura odlitku nevykazuje žádnou pozorovatelnou deformaci nebo prasknutí.

  3. Údaj na tlakoměru zůstává stabilní po celou požadovanou dobu zdržení bez výrazného poklesu.

Testování těsnosti (vzduchotěsnosti): Metody a požadavky

Testování těsnosti hodnotí hustotu a integritu odlévaného materiálu se zaměřením na mikrodefekty, jako je mikrostažení, jemná pórovitost nebo drobné praskliny, které by mohly vést k prosakování kapaliny. Vzhledem k tomu, že molekuly plynu jsou podstatně menší než molekuly kapaliny, plyn nabízí vynikající průnik, díky čemuž je testování vzduchotěsnosti vysoce citlivé na mikroskopické vady.

Nastavení středního a tlaku

Zkušebním médiem pro těsnost je obvykle suchý, čistý plyn, jako je stlačený vzduch nebo dusík.

• Zkušební tlak: Zkušební tlak vzduchotěsnosti se obvykle pohybuje v rozmezí 60 až 100 nominálního tlaku nebo podle specifikace produktové normy. To je obecně nižší než hydrostatický zkušební tlak. Některé normy nařizují minimální tlak 0,2 MPa.

• Kritika: U řídicích komor a vnitřních průchodů těles hydraulických ventilů je vzduchotěsnost prvořadá. Zajišťuje účinnou kontrolu kapaliny a zabraňuje poškození „vnitřního úniku“ v systému.

Klíčové metody detekce

Pro kontrolu vzduchotěsnosti hydraulických odlitků se používá několik vysoce citlivých metod:

1. Test ponořením do vody:

   • Odlitek je vnitřně natlakován zkušebním plynem.

   • Celá součást nebo konkrétní kontrolovaná oblast je ponořena do vodní nádrže. Nejvyšší bod musí být mimo vodní hladinu o stanovenou vzdálenost.

   • Akceptační standard: Po dostatečné době ponoření je na povrchu pozorováno nepřetržité, stálé proudění bublin. Trvalé bublání naznačuje cestu úniku, což vede k odmítnutí.

2. Test aplikace kapaliny (test mýdlových bublin):

   • Odlitek je vnitřně natlakován.

   • Na kritické povrchy, jako jsou lícující plochy, závitové spoje nebo přechody tloušťky stěny, se aplikuje speciální detekční kapalina (např. mýdlový roztok nebo pěnidlo).

   • Akceptační standard: Pokud dojde k úniku, unikající plyn vytvoří na povrchu neustále rostoucí bublinu. Vizuální kontrola obvykle trvá alespoň 1 minutu.

3. Test poklesu tlaku (metoda rozdílového tlaku):

   • Tato metoda využívá vysoce přesné senzory ke sledování poklesu tlaku v utěsněném tlakovém odlitku po určitou dobu zdržení (např. 3 minuty).

   • Výhoda: Tato metoda je vysoce automatizovaná a poskytuje kvantitativní měření rychlosti úniku, takže je vhodná pro velkoobjemovou výrobu.

   • Přejímací norma: Skutečná tlaková ztráta musí být menší než maximální povolená tlaková ztráta specifikovaná ve výrobkové normě nebo dohodnutá dodavatelem a zákazníkem.

4. Detekce úniku helia hmotnostní spektrometrií:

   • Jedná se o nejcitlivější metodu, která dokáže detekovat extrémně malé úniky (mikroúniky).

   • Helium se používá jako sledovací plyn k natlakování odlitku. Hmotnostní spektrometr pak detekuje koncentraci helia unikajícího do okolní vakuové komory nebo čichací oblasti.

   • Tato metoda je vyhrazena pro letecký průmysl nebo jiné kritické hydraulické odlitky, kde je vyžadována tolerance nulového úniku.

Přísné požadavky na profesionální testovací postupy

Veškeré odborné testování, ať už hydrostatické pevnosti nebo vzduchotěsnosti, musí dodržovat přísné předpisy o bezpečnosti a přesnosti.

• Kalibrace zařízení: Všechny tlakoměry, senzory a tlakovací zařízení (čerpadla/kompresory) musí být odborně zkalibrovány. Přesnost měřidla by měla splňovat požadované normy s rozsahem obvykle 1,5 až 3,0 násobkem zkušebního tlaku.

• Bezpečnostní protokoly: Během testování je přísně zakázáno utahovat závitové spoje nebo působit vnější silou na součásti pod tlakem. Odtlakování se musí provádět pomalu a díly pod tlakem se nesmí rozebírat, dokud se manometr nevrátí na nulu.

• Sledovatelnost: Povinná je obsáhlá zkušební zpráva s podrobnostmi o zkušebním tlaku, použitém médiu, době zdržení, okolní teplotě, identifikaci operátora a konečném výsledku. Všechna data musí být snadno dohledatelná.