Comment détecter une fuite à l'aide de tests de pression différentielle
Méthode de détection de fuite sans détecteur de fuite
La différenciation la plus judicieuse entre les différentes méthodes de test utilisées consiste à déterminer si un équipement de détection de fuites spécial est utilisé ou non.
Dans les cas les plus simples, une fuite peut être déterminée qualitativement et, lors de l'utilisation de certaines techniques de test, également quantitativement (il s'agit du taux de fuite) sans l'aide d'un détecteur de fuite spécial. Par exemple, la quantité d'eau qui s'écoule d'un robinet d'eau qui fuit pendant un certain temps peut être déterminée en collectant l'eau à l'aide d'un récipient de mesure. Dans ce cas, on ne le désignerait pas comme un détecteur de fuite.
Dans les cas où le taux de fuite peut être déterminé pendant la détection de la fuite sans utiliser de détecteur de fuites, ce taux de fuite est souvent converti en taux de fuite d'hélium standard. Cette valeur de taux de fuite standard est fréquemment nécessaire lors de l'émission de certificats d'acceptation, mais peut également être utilisée lors de la comparaison des valeurs de taux de fuite déterminées par les détecteurs de fuite à l'hélium.
Malgré une inspection minutieuse des composants d'ingénierie individuels, des fuites peuvent également être présentes dans un appareil après son montage, que ce soit en raison de joints mal positionnés ou de surfaces d'étanchéité endommagées. Les processus utilisés pour examiner un appareil dépendent de la taille des fuites et du degré d'étanchéité ciblé , ainsi que de la composition du métal, du verre ou d'autres matériaux.
Certaines techniques de détection des fuites sont présentées brièvement ci-dessous. Il convient de sélectionner celle qui correspond le mieux aux situations d'application particulières ; les facteurs économiques jouent souvent un rôle important.
Test d'augmentation de la pression
Cette méthode de test de fuites s'appuie sur le fait qu'une fuite permet à une quantité de gaz, qui reste uniforme sur une période donnée, de pénétrer dans un dispositif suffisamment évacué. En revanche, la quantité de gaz qui s'échappe des parois et des joints diminue avec le temps.
La vanne située à l'extrémité de la pompe du réservoir de vide évacué est fermée en préparation des mesures de montée de pression. Puis, on mesure la durée Δt pendant laquelle la pression augmente d'une certaine valeur Δp (par exemple, par un multiple de dix). La vanne est à nouveau ouverte et la pompe est à nouveau utilisée pendant un certain temps, après quoi la mesure de l'augmentation de pression est répétée. Si la durée Δt pour l'augmentation de pression Δp reste constante, une fuite est présente, en supposant que le délai entre les deux mesures d'augmentation de pression était suffisamment long. La durée appropriée du délai d'attente dépend de la nature et de la taille de l'appareil. Si la durée d'augmentation de pression Δp augmente, il est probable que cela soit causé par une diminution de la libération de gaz à l'intérieur de l'appareil.
Il est également possible d'essayer de différencier les fuites et la contamination en interprétant la courbe représentant l'augmentation de la pression (= la pression en fonction du temps).
Représentée sur un graphique avec des échelles linéaires, la courbe d'augmentation de pression est une ligne droite lorsqu'une fuite est présente, même à des pressions plus élevées.
Si l'augmentation de pression est causée par la libération de gaz par les parois, alors cette augmentation de pression diminuera progressivement jusqu'à atteindre une valeur finale et stable. Dans la plupart des cas, les deux phénomènes se produisent simultanément, de sorte que la séparation des deux causes est souvent difficile, voire impossible.
Ces relations sont représentées schématiquement ci-dessous :
Augmentation de la pression dans un conteneur à vide en fonction du temps écoulé après l'arrêt de la pompe à vide
- Fuite
- Dégagement de gaz depuis les parois du conteneur
- Fuite + dégagement de gaz
Lorsqu'il est déterminé que l'augmentation de la pression est due uniquement à une fuite réelle, le taux de fuite peut être déterminé quantitativement à partir de l'augmentation de pression, tracée par rapport au temps, conformément à l'équation suivante :
qL = V·(Δp/Δt)
Avec :
- qL = taux de fuite en mbar l/s.
- V = Volume du réservoir à vide en l
- ΔpP/Δt = augmentation de la pression dans le réservoir à vide (Δp divisée par le temps de mesure Δt en mbar/s)
Test de chute de la pression
La réflexion est ici similaire à celle de la méthode d'augmentation de pression. Bien qu'il soit rarement utilisé pour vérifier la présence ou non de fuites, le test de chute de pression est une méthode couramment utilisée pour contrôler et réguler les performances des systèmes de vide. Toutefois, si cette méthode est utilisée, la pression du manomètre ne doit pas dépasser 1 bar, car les connecteurs à bride utilisés dans la technologie de vide ne tolèrent pas les pressions plus élevées.
D'autre part, le test de perte de charge est une technique couramment utilisée dans l'ingénierie des réservoirs. En cas de grands conteneurs et de périodes de mesure prolongées pour la chute de pression, il peut dans certaines circonstances être nécessaire de prendre en compte les effets des changements de température. Par conséquent, il peut arriver, par exemple, que la température du système tombe en dessous de la pression de saturation de la vapeur d'eau, provoquant une condensation de l'eau et une distorsion de la mesure.
Principes fondamentaux de la détection de fuites
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