TECNOLOGIA
PERCHÈ ESEGUIRE UNA PROVA DI TENUTA E DI PORTATA
Specializzata negli strumenti per calibrare portata e perdita, produce e commercializza ugelli campione e perdita campione, strumenti di misura per il settore aerospaziale e la difesa e strumenti di gestione sistemi TPMS.
PROVE DI TENUTA
COME SI ESEGUE UNA PROVA DI TENUTA
La prova di tenuta consiste nel garantire l’ermeticità di un prodotto o componente. Per far questo ci sono diversi metodi. Non esiste un metodo migliore di un altro in assoluto, ma il più adatto in funzione della natura e del contesto della prova da effettuare. Qui di seguito ne elenchiamo alcuni a titolo di esempio.
La cosidetta “prova del gommista”: si pressurizza il componente e si immerge in acqua per intercettare le bollicine d’aria che usciranno da un’eventuale perdita.
Bolle di sapone: simile alla prova precedente. Invece di immergere il componente in acqua lo si spalma di acqua saponata. L’eventuale perdita genererà piccole bolle di sapone.
E poi ancora prove con liquidi penetranti, gas traccianti, aria calda…
tutti questi tipi di collaudi hanno una cosa in comune: sono soggettivi; ovvero sono gestiti e legati alla decisione di un operatore.
Il collaudo con strumenti di prova tenuta in aria, invece fornisce una prova oggettiva, è tracciabile e può essere automatizzata.
SOSTANZIALMENTE SI DIVIDE IN TRE FASI:
1 – Riempimento: lo strumento immette aria nel pezzo in prova alla pressione prefissata e per il tempo impostato
2 – Stabilizzazione: lo strumento interrompe l’immissione di aria per permettere una stabilizzazione termica e meccanica del pezzo in prova.
3 – Test: lo strumento misura la caduta di pressione nel tempo impostato. Al termine verrà dato l’esito della prova in funzione del valore di scarto impostato.
PROVA DIRETTA
È la prova classica e, di fatto, la più utilizzata. Il particolare da collaudare viene collegato direttamente allo strumento che procede, dopo le fasi di riempimento e stabilizzazione, a rilevare un’eventuale caduta di pressione causata da una perdita nel particolare in prova.
PROVA INDIRETTA (Recupero)
Questa tipologia di prova è un’alternativa alla prova diretta, e può essere utilizzata nei seguenti casi:
– Il particolare deve essere controllato ad una pressione elevata. In questo caso la prova diretta potrebbe essere effettuata, ma l’alta pressione comporta tempi di test più lunghi ed un maggior costo dello strumento e delle attrezzature, in quanto indicate per le alte pressioni;
– Il tempo di test a disposizione è minore del tempo necessario per la prova diretta;
– Il volume del particolare da controllare è grande rispetto al tempo ciclo a disposizione per il controllo.
PROVA COMPONENTE SIGILLATO
Questa tipologia di prova è utilizzata su particolari sigillati per i quali non è possibile la prova diretta od indiretta, per esempio un orologio subacqueo. Per eseguire questa prova, oltre allo strumento di prova tenuta, è necessario disporre di un volume campione ed un contenitore ermetico per inserirvi il particolare da controllare, entrambi collegati allo strumento. Applicando la nota legge fisica: P1*V 1=P2*V2, lo strumento è in grado di gestire autonomamente tutte le fasi della prova:
– Riempie il volume campione alla pressione prestabilita;
– Mette in comunicazione il volume campione ed il contenitore ermetico, che dopo il tempo di trasferimento si troveranno alla stessa pressione;
– Al termine del tempo di trasferimento, lo strumento esegue un primo controllo di ”grossa perdita”, nel qual caso la pressione all’interno del contenitore ermetico sarà inferiore ad un valore predefinito a causa del volume maggiore dato dal particolare “bucato”;
– Dopo il necessario tempo di stabilizzazione, esegue il controllo tenuta per individuare un’eventuale piccola perdita.
La messa a punto del controllo di un componente sigillato è facilitata grazie alla funzione di apprendimento automatica, integrata nello strumento.
PROVA CON GAS TRACCIANTE
È una prova che viene utilizzata per rilevare perdite inferiori ai più piccoli valori che gli strumenti con tecnologia a trasduttore di pressione possono rilevare. Il particolare da controllare è riempito alla pressione desiderata con una miscela di idrogeno al 5% e di azoto al 95%. Questa è una miscela standard, è ISO 14000 compatibile e non è esplosiva. Lo strumento è corredato di un sensore sensibile all’idrogeno, ed in caso di perdita del particolare in prova ne rileva la presenza. Questo può essere fatto in due differenti modi:
Con uno strumento dotato di una sonda sniffer l’operatore percorre il perimetro, o i punti più soggetti a perdite, alla ricerca di un’eventuale fuoriuscita di gas. Un tipo di controllo soggettivo, utile per la localizzazione e la riparazione di perdite.
Per eseguire un controllo oggettivo, svincolato dall’operatore, si inserisce il particolare da controllare in un contenitore ermetico collegato allo strumento. Il particolare da controllare è riempito con il gas alla pressione desiderata, mentre il contenitore ermetico è depressurizzato con una pompa da vuoto collegata allo strumento. Un’eventuale fuoriuscita di gas viene richiamata alla pompa da vuoto passando attraverso lo strumento che ne rileva la presenza.
Le tecnologie utilizzate
Di gran lunga la tecnologia più utilizzata. Il controllo a caduta di pressione differenziale utilizza un volume di riferimento per testare il particolare in prova. Questo aiuta a compensare ogni variazione di temperatura e pressione ambientale, che avvenendo simultaneamente nei due rami si compensano e, di fatto, si annullano. Solo la perdita sul pezzo di test darà luogo ad uno squilibrio nel circuito in prova, rilevato dal trasduttore. Il secondo vantaggio di questo metodo è che l’accuratezza non diminuisce con l’aumentare della pressione di test in quanto il trasduttore sta misurando una differenza di pressione tra i due circuiti, al contrario della tecnologia a caduta di pressione assoluta che misura la caduta di pressione rispetto all’atmosfera.
Gamme di perdita (in Pascal/secondo): Caduta di pressione da 1 a 5000 Pa/sec (Valore in cm³.atm/min a seconda del volume di test)
Risoluzione massima: 0.01 Pascal
Strumento di riferimento: F620, F670, F610, F28+, FCLASS, F520 HP, F570HP
Si può considerare come una versione semplificata della tecnologia precedente. La caduta di pressione confronta la pressione sul particolare in prova, con la pressione atmosferica. Questa tecnologia è utilizzata, quando l’applicazione non richiede un’elevata accuratezza o un tempo di test veloce, questo si traduce in uno strumento meno sofisticato e quindi più economico.
Gamme di perdita (in Pascal/secondo): Da 1 a 10 Pa/sec
Risoluzione massima: 1, 10, 100 Pa/sec
Pressione di test massima: 200 bar Strumento di riferimento: F420, F405, F26, F420HP
La tecnologia a flusso continuo è basata su un trasduttore differenziale ed un precisissimo tubo a flusso laminare per misurare le perdite. Il suo volume interno assicura che il flusso generato dalla perdita rimane molto stabile nel tempo. Questa tecnologia è utilizzata con successo nell’industria del gas che visualizza la perdita in tempo reale per testare elettrodomestici a gas sulle linee di produzione. Quando l’elettrodomestico ha una perdita, lo strumento visualizza il valore sul display così l’operatore può serrare le connessioni fino a raggiungere un livello di perdita accettabile.
Gamme di perdita (in cm³.atm/h): Da 0 a 100 oppure da 0 a 1000 cm³.atm/h
Risoluzione massima: 0.1 cm³.atm/h
Pressione di test massima: 50 kPa
Strumenti di riferimento: G520, G535
Talvolta una perdita può essere considerata come un “piccolo flusso”, o un flusso come una “grossa perdita”. Quando il vostro livello di scarto è troppo alto per altre tecnologie, può essere necessario usare uno strumento a flusso laminare. Si instaura un flusso tra la linea di pressione ed il punto di perdita sul particolare in prova. Caratteristica del nostro strumento è un elemento a flusso laminare collegato ai capi del nostro trasduttore differenziale. Ogni flusso genera una differenza di pressione tra l’ingresso e l’uscita dell’elemento a flusso laminare, e questa variazione è misurata dal trasduttore di pressione.
Gamme di flusso/portata (in lt/h): 1, 5, 80, 150, 500, 1500, 4000 o 10 000 L/H portata superiore a richiesta
Risoluzione massima: >1% del fondo scala
Pressione di test massima: 9 bar, pressione superiore a richiesta
Strumenti di riferimento: D620, D670
Finora, tutte le tecnologie che abbiamo descritto utilizzano l’aria per misurare la perdita, in questo caso, usiamo l’elettricità. Questa tecnologia si applica su particolari in materiale plastico, dove le cadenze produttive sono molto elevate, come ad esempio flaconi, bottiglie, tappi…. Una sonda ad alta tensione collegata allo strumento è posizionata vicino ad una base metallica connessa a terra. Tra la sonda e la base è inserito il particolare da controllare. Nel caso ci sia un foro, difetto d’iniezione od assottigliamento del materiale, si genererà un fascio di ioni che comincerà a spostarsi dalla base alla sonda. Questa darà luogo ad una riduzione della tensione misurata che sarà tradotta in un valore di perdita. Questo metodo non quantifica la perdita in termini di cc/min, ma è sicuramente il più veloce mai realizzato per rilevare difetti produttivi in un processo “Go / No Go”.Strumenti di riferimento: IONIQ
TIPOLOGIE MISURE DI PORTATA A LETTURA CONTINUA
PROVA DIRETTA
È la prova classica e, di fatto, la più utilizzata. Il particolare da collaudare viene collegato direttamente allo strumento che fornisce la pressione di prova dopo aver attraversato il capillare. Terminata la fase di riempimento, lo strumento misura la caduta di pressione alle estremità del capillare per mezzo di un trasduttore differenziale.
PROVA INDIRETTA (RECUPERO)
In questa tipologia di prova, il capillare è posizionato all’uscita del pezzo da sottoporre a prova, mentre l’uscita del capillare è a pressione atmosferica.
La misura indiretta consente un risparmio di tempo notevole, poiché la portata che giunge nel capillare è già stabilizzata.
