De nouvelles techniques permettent d'identifier et de mesurer les fuites dans les systèmes sous vide

Imaginez construire soigneusement un système de vide qui devrait être parfaitement scellé, mais qui ne parvient pas toujours à atteindre le niveau de vide souhaité.Comme un sous-marin méticuleusement conçu qui fuit au moment critique., ce scénario frustrant se résume souvent à un seul coupable: les fuites de gaz.

Dans les applications industrielles et scientifiques, des systèmes à vide eux-mêmes aux composants automobiles et de réfrigération, l'intégrité étanche est primordiale.Les ingénieurs expérimentés comprennent que des déclarations simples comme "pas de fuites détectables" ou "taux de fuite nul" ne suffisent pas comme critères d'acceptationLes spécifications appropriées doivent définir clairement les taux de fuite admissibles dans des conditions spécifiques, avec des niveaux acceptables qui varient selon l'application.

Qu'est- ce qu'une fuite?

Une fuite représente une brèche dans une barrière matérielle, permettant le passage involontaire de solides, liquides ou gaz.

Les fuites se manifestent sous différentes formes selon les matériaux et les types de connexions.

Les sept types de fuites courantes

• Les fuites de connexions détachables:Se produit sur les brides, sur les surfaces de raccordement au sol ou sur les revêtements où les joints (garnitures, anneaux O) échouent en raison d'une mauvaise installation, d'une dégradation du matériau ou de dommages à la surface.
• Fuites permanentes des articulations:On le trouve dans les soudures, les joints brasés ou les liaisons adhésives compromises par une mauvaise fabrication ou le vieillissement.
• Fuites de porosité:Prévalent dans les matériaux polycristallins et les pièces moulées après contrainte mécanique (flexion) ou traitement thermique, où des vides microscopiques se relient.
• Fuite thermique:Ils émergent sous des températures extrêmes, car l'expansion thermique différentielle exerce des contraintes sur les joints brasés, élargissant les espaces.
• Les fuites virtuelles (apparentes):Pas de ruptures physiques mais du gaz piégé dans des cavités ou des trous morts ou des liquides évaporés qui se libèrent progressivement, imitant de vraies fuites.
• Des fuites indirectes:Résultent de lignes d'électricité compromises (eau, air comprimé) introduisant des substances étrangères dans les systèmes sous vide.
• Des fuites en cascade:Plusieurs fuites interconnectées, comme des joints d'huile qui tombent en panne dans les réservoirs de pompes à palettes rotatives, permettant la pénétration d'huile.

En outre,PerméabilitéLa diffusion de gaz à travers des matériaux tels que des tuyaux en caoutchouc n'est techniquement pas une fuite mais affecte les performances du vide.

Quantifier les fuites: la norme du taux de fuite

L'étanchéité hermétique absolue est impraticable et inutile. Le facteur critique est de maintenir les taux de fuite suffisamment bas pour préserver les exigences de pression de fonctionnement. Cette relation est quantifiée comme:

Taux de fuite (q)_L) = 1 mbar·l/ssignifie: Dans un récipient scellé de 1 litre, la pression augmente/ diminue de 1 mbar par seconde.

Pour les systèmes à haut vide, les critères de référence pratiques sont les suivants:

• q_L(air) < 10^{- 6}mbar·l/s → "Exceptionnellement serré"
• q_L(air) < 10^{- 5}mbar·l/s → "Adeptement serré"
• q_L(air) > 10^{- 4}mbar·l/s → " Fuite "

Détection des fuites: localisation contre mesure

Les essais de fuite ont deux objectifs principaux:

1. Localisation des fuitesau sein des systèmes
2. Mesure des taux de fuiteC' est exact.

Les méthodes diffèrent selon les conditions de pression:

• Méthode sous vide:Détecte le débit vers l'intérieur (pression externe > vide intérieur)
• Méthode de pression:Identifie le débit vers l'extérieur (intérieur sous pression)

Le taux de diffusion élevé de l'hélium le rend idéal pour la détection de fuites sensibles, avec des détecteurs modernes capables d'identifier des fuites aussi petites que 1 Å (10^{- 10 ans}m) en diamètre.

Lorsque les systèmes sous vide présentent des performances inférieures, il existe deux causes probables: les fuites réelles ou les rejets de gaz provenant des surfaces.avec détecteurs de fuite d'hélium offrant une localisation rapide.