Inne sposoby na sprawdzenie szczelności

ZALETY I OGRANICZENIA METODY PRĄDÓW WIROWYCH

Badanie prądami wirowymi ma wiele zalet. Przede wszystkim inspekcja jest szybka i przebiega bezkontaktowo. Na skuteczność badania nie mają wpływu nieprzewodzące powłoki, którymi pokryta jest kontrolowana powierzchnia, takie jak farby, lakiery, uszczelnienia, natomiast sam obiekt inspekcji nie wymaga wcześniejszego przygotowania.

Oprócz tego metoda ta umożliwia wykrywanie drobnych skaz, charakteryzuje ją duża czułość, sprawdza się w kontroli jakości detali o skomplikowanych kształtach oraz umożliwia inspekcję miejsc trudno dostępnych, takich jak przykładowo rowki lub gwinty. Jej zaletą jest również niski koszt.

Jeżeli chodzi o wady, to największym ograniczeniem metody prądów wirowych jest możliwość jej wykorzystania wyłącznie do sprawdzania obiektów z materiałów przewodzących prąd. Oprócz tego chropowatość powierzchni ma wpływ na efektywność inspekcji. Istotne jest także to, że głębokość penetracji jest ograniczona. Ponadto defekty równoległe do uzwojeń cewki sondy i kierunku skanowania mogą nie zostać wykryte.

Systemy wizyjne w kontroli jakości

Systemy wizyjne są ważnym narzędziem kontroli jakości w wielu gałęziach przemysłu. Stanowią je czujniki wizyjne, kamery inteligentne lub połączenie kamery z komputerem. Wybór konfiguracji i konkretnych urządzeń jest obecnie bardzo duży. Aby był właściwy, przeanalizować trzeba szereg ich cech, co wyjaśniamy na przykładzie kamery inteligentnej.

Kamera inteligentna
Powinna ona mieć moc obliczeniową odpowiednią do złożoności algorytmów obróbki obrazu, z których korzysta dana aplikacja. Z drugiej strony urządzenie to, które często jest montowane na przykład na ramieniu robota, powinno być małe i lekkie. Mały rozmiar utrudnia odprowadzanie ciepła. To z kolei ogranicza wydajność obliczeniową.

Ważne jest też, żeby smart camera montowana bezpośrednio przy monitorowanym procesie była odporna na warunki, w których będzie pracować: temperaturę, pyły, wibracje, wodę i zaburzenia elektromagnetyczne. Odpowiednio zabezpieczona powinna być obudowa kamery i jej okablowanie.

Oprogramowanie i algorytmy
Systemy wizyjne to nie tylko sprzęt - równie ważne jest oprogramowanie. W nim implementowane są różne algorytmy przetwarzania obrazów. Dzięki nim to, co zarejestruje kamera, można właściwie zinterpretować. Przykład to algorytm dopasowania wzorca.

Polega on na porównywaniu obrazu obiektu ze wzorcem. Proces ten jest dwufazowy. W pierwszym kroku przetwarzany jest wzorzec. Wyznacza się wtedy jego cechy charakterystyczne, na przykład krawędzie. W drugim kroku podobne cechy będą wyszukiwane w przetwarzanym obrazie.

Wybór wzorca jest bardzo ważny. Jeżeli jest asymetryczny, łatwo można określić jego położenie. Jeżeli będzie zbyt skomplikowany, jego wyszukanie w obrazie obiektu zajmie dużo czasu. Jeżeli natomiast będzie zbyt prosty, wyniki porównania mogą być mylące.

W kolejnej ramce przedstawiamy przykład wykorzystania systemów wizyjnych w kontroli jakości.

NA CZYM POLEGA METODA PĘCHERZYKOWA?

W sprawdzaniu szczelności korzysta się m.in. z metody pęcherzykowej (bąbelkowej). Technika ta opiera się na zjawisku przepływu gazu między ośrodkami, które różnią się pod względem panującego w nich ciśnienia, pod warunkiem że są one ze sobą połączone. Kanałami przepływowymi są nieszczelności, których obecności badanie ma dowieść albo ją wykluczyć.

Metoda ta może zostać zrealizowana na jeden z dwóch sposobów. W pierwszym obiekt inspekcji wypełniony powietrzem pod ciśnieniem jest zanurzany w zbiorniku z wodą. Drugie rozwiązanie polega na pokryciu takiego detalu powłoką ze specjalnego roztworu pianotwórczego, na powierzchni której mogą formować się bąbelki.

Porównanie wybranych metod NDT

W każdej z konfiguracji przez nieszczelności na granicy między dwoma ośrodkami przenika powietrze. Powoduje to powstanie po przeciwnej stronie pęcherzyków powietrza. Pojawienie się bąbelków jest więc dowodem na występowanie w danym miejscu niepożądanych otworów. Najefektywniej w ten sposób wykrywa się duże wycieki.

INNE SPOSOBY NA SPRAWDZANIE SZCZELNOŚCI

Szczelność testuje się również przy użyciu gazu znakującego. Wykonuje się to na kilka sposobów. Wyróżnia się tu trzy techniki:

Próżniowa - z obiektu inspekcji wypompowuje się powietrze, a potem sprawdza się, czy gaz znakujący przeniknął do jego wnętrza;
Ciśnieniowa - element napełniany jest gazem, na zewnątrz którego potem poszukuje się śladów obecności substancji znakującej;
Próżniowo-ciśnieniowa - w ostatniej metodzie obiekt kontroli wypełniony specjalnym gazem umieszcza się w komorze próżniowej. Stężenie medium znakującego jest mierzone przy użyciu spektrometru masowego, który zapewnia dużą czułość pomiaru i przede wszystkim, inaczej niż w metodzie "bąbelkowej", pozwala ilościowo określić ubytek gazu.

Badanie szczelności - porady praktyczne

Skuteczne sprawdzenie szczelności obiektu nie jest łatwym zadaniem. Wybrać trzeba właściwą metodę, o odpowiedniej czułości. Należy też być świadomym, jakie czynniki mogą mieć wpływ na dokładność oraz wiarygodność badania. Dalej przedstawiamy najczęstsze błędy, jakie są popełniane w kontroli szczelności wraz z ogólnymi wskazówkami, których warto przestrzegać, wykonując takie badania.

1. Jednym z ważniejszych ograniczeń metody bąbelkowej jest fakt, że wynik inspekcji zależy od subiektywnej interpretacji osoby wykonującej test.

2. Warto dobrze przemyśleć to, na jakim etapie produkcji powinno się kontrolować szczelność. Czasem lepiej jest zbadać integralność poszczególnych podzespołów, nim zostaną one zmontowane w całość. Na przykład dobrze jest najpierw sprawdzić, czy obudowa nie przecieka. Jeśli bowiem tak jest, a wykryjemy to dopiero, badając gotowy wyrób, czas i praca poświęcone na jego zmontowanie zostaną zmarnowane.

3. Jeśli z jakiegoś powodu obiekt inspekcji miał kontakt na przykład z olejem lub smarem, istnieje ryzyko, że mogły one przytkać drobne nieszczelności. Dotyczy to na przykład odlewów i metalowych detali poddawanych obróbce wykończeniowej. Żeby kontrola szczelności była wiarygodna, należy najpierw przedmiot umyć. Następnie trzeba go osuszyć, aby mieć pewność, że również ciecz czyszcząca nie zatkała mikrootworów.

4. Testy szczelności powinno się przeprowadzać w temperaturze, w której wyrób będzie używany. Często bowiem dopiero wtedy niepożądane otwory, w wyniku rozszerzenia lub skurczenia się materiału, stają się na tyle duże, aby przeciek można było wykryć. Badanie powinno się w takich przypadkach wykonywać w komorze klimatycznej.

5. Przed wypełnieniem obiektu gazem znakującym powinno się go dokładnie opróżnić z powietrza. Jest to szczególnie ważne w przypadku przedmiotów o długich i wąskich kształtach. Jeżeli bowiem tego nie dopilnujemy, powietrze zostanie "przepchnięte" i zgromadzi się w zakończeniach przedmiotu, gdzie gaz znakujący będzie miał zablokowany dostęp. Oznacza to, że to właśnie powietrze będzie przenikać występującymi tam nieszczelnościami, czego detektor gazu znakującego na zewnątrz oczywiście nie wykryje.

6. Powinno się znać specyfikę nieszczelności, których wykrycia możemy się w danym obiekcie spodziewać. Na przykład przeniknięcie helu przez otworki włosowate albo o znacznej długości może zająć sporo czasu. W rezultacie, jeżeli odstęp czasowy pomiędzy badaniami kolejnych przedmiotów będzie zbyt krótki, detektor nie zdąży wykryć przecieku. Podobnie stanie się wówczas, gdy gaz znakujący zbyt szybko przeniknie przez otworki w obiekcie, i zanim jeszcze pomiar się rozpocznie, zostanie usunięty z komory testowej.