Các tiêu chuẩn và phương pháp kiểm tra độ kín khí hoặc khả năng chịu áp lực của vật đúc thủy lực là gì

Đúc cơ khí thủy lực , chẳng hạn như thân van, vỏ bơm và thùng xi lanh, là những thành phần cơ bản trong hệ thống thủy lực. Chúng có đường dẫn dòng chảy bên trong phức tạp và chịu áp lực vận hành cao. Do đó, khả năng chịu áp lực (độ bền thủy lực) và độ kín rò rỉ (phớt kín khí) là những chỉ số chất lượng quan trọng. Thử nghiệm nghiêm ngặt đảm bảo chất lượng sản phẩm, độ an toàn của hệ thống và độ tin cậy vận hành lâu dài.

Kiểm tra khả năng chịu áp lực (độ bền thủy tĩnh): Tiêu chuẩn và thực hiện

Thử nghiệm thủy tĩnh, hoặc thử nghiệm độ bền thủy lực, xác minh tính toàn vẹn cấu trúc của vật đúc dưới áp suất chất lỏng cao. Nó đảm bảo thành phần sẽ không bị biến dạng dẻo hoặc đứt gãy trong điều kiện ứng suất tối đa.

Xác định các thông số áp suất chính

Áp suất thử nghiệm đối với vật đúc thủy lực luôn được đặt cao hơn nhiều so với Áp suất danh nghĩa (Áp suất làm việc thiết kế) của thành phần, theo tiêu chuẩn ngành và thông số kỹ thuật sản phẩm cụ thể.

• Hệ số nhân tiêu chuẩn: Thông lệ chung trong ngành quy định rằng áp suất thử nghiệm phải gấp 1,5 lần áp suất danh nghĩa. Ví dụ, thân van được thiết kế cho áp suất danh nghĩa 25MPa phải chịu được áp suất thử nghiệm ít nhất là 37,5MPa.

• Môi trường thử nghiệm: Các môi trường lỏng như nước sạch, dầu thủy lực hoặc nhũ tương thường được sử dụng. Chất lỏng được ưa chuộng hơn do không thể nén được, giúp giảm thiểu sự giải phóng năng lượng và tăng cường độ an toàn trong trường hợp vật đúc bị hỏng.

• Thời gian giữ: Áp suất thử phải được duy trì trong một khoảng thời gian xác định, thường từ 3 đến 10 phút, tùy thuộc vào độ dày, kích thước và tiêu chuẩn quản lý của vật đúc. Thời gian giữ lâu hơn được yêu cầu đối với các thành phần lớn hoặc quan trọng.

Quy trình kiểm tra và tiêu chí chấp nhận

Quy trình kiểm tra đòi hỏi sự kiểm soát chính xác và quan sát tỉ mỉ để có kết quả đáng tin cậy.

• Quá trình điều áp: Áp suất phải được tăng từ từ và đồng đều đến mức thử nghiệm. Nên tránh tăng áp suất đột ngột để tránh chẩn đoán sai hoặc hư hỏng. Tốc độ tăng sẽ giảm dần sau khi đạt được 90% áp suất mục tiêu.

• Kiểm tra trực quan: Trong thời gian tạm dừng, người vận hành phải tiến hành kiểm tra trực quan chi tiết tất cả các bề mặt bên ngoài, mối hàn (nếu có) và các khu vực khớp.

• Tiêu chí chấp nhận: Việc casting được coi là tuân thủ nếu:

  1. Thân đúc không có dấu hiệu rò rỉ rõ ràng (ví dụ: nhỏ giọt hoặc phun nước).

  2. Cấu trúc đúc không có biến dạng hoặc đứt gãy có thể quan sát được.

  3. Chỉ số của đồng hồ đo áp suất vẫn ổn định trong suốt thời gian giữ cần thiết mà không bị suy giảm đáng kể.

Kiểm tra độ kín rò rỉ (độ kín khí): Phương pháp và yêu cầu

Kiểm tra độ kín rò rỉ đánh giá mật độ và tính toàn vẹn của vật liệu đúc, tập trung vào các khuyết tật vi mô như độ co rút vi mô, độ xốp mịn hoặc các vết nứt nhỏ có thể dẫn đến rò rỉ chất lỏng. Vì các phân tử khí nhỏ hơn đáng kể so với các phân tử lỏng nên khí mang lại khả năng thâm nhập vượt trội, khiến việc kiểm tra độ kín khí rất nhạy cảm với các sai sót cực nhỏ.

Cài đặt trung bình và áp suất

Môi trường thử độ kín rò rỉ thường là khí khô, sạch, chẳng hạn như khí nén hoặc nitơ.

• Áp suất kiểm tra: Áp suất kiểm tra độ kín khí thường nằm trong khoảng từ 60 đến 100 áp suất danh nghĩa hoặc theo quy định của tiêu chuẩn sản phẩm. Giá trị này thường thấp hơn áp suất thử thủy tĩnh. Một số tiêu chuẩn yêu cầu áp suất tối thiểu là 0,2 MPa.

• Tính quan trọng: Đối với buồng điều khiển và các đường dẫn bên trong thân van thủy lực, độ kín khí là điều tối quan trọng. Nó đảm bảo kiểm soát chất lỏng hiệu quả và ngăn ngừa hư hỏng "rò rỉ bên trong" trong hệ thống.

Phương pháp phát hiện chính

Một số phương pháp có độ nhạy cao được sử dụng để kiểm tra độ kín khí của vật đúc thủy lực:

1. Kiểm tra ngâm nước:

   • Vật đúc được tạo áp suất bên trong bằng khí thử.

   • Toàn bộ bộ phận hoặc khu vực cụ thể được kiểm tra được ngâm trong bể nước. Điểm cao nhất phải cách mặt nước một khoảng nhất định.

   • Tiêu chuẩn chấp nhận: Sau một thời gian ngâm vừa đủ, bề mặt được quan sát thấy các dòng bong bóng liên tục, ổn định. Sự sủi bọt liên tục cho thấy đường dẫn rò rỉ, dẫn đến bị loại bỏ.

2. Kiểm tra ứng dụng chất lỏng (Thử nghiệm bong bóng xà phòng):

   • Vật đúc được điều áp bên trong.

   • Một chất lỏng phát hiện đặc biệt (ví dụ: dung dịch xà phòng hoặc chất tạo bọt) được áp dụng cho các bề mặt quan trọng, chẳng hạn như mặt tiếp xúc, kết nối ren hoặc chuyển tiếp độ dày của tường.

   • Tiêu chuẩn chấp nhận: Nếu có rò rỉ, khí thoát ra sẽ tạo thành bong bóng liên tục phát triển trên bề mặt. Kiểm tra trực quan thường kéo dài ít nhất 1 phút.

3. Kiểm tra độ suy giảm áp suất (Phương pháp áp suất chênh lệch):

   • Phương pháp này sử dụng các cảm biến có độ chính xác cao để theo dõi sự sụt giảm áp suất trong vật đúc kín, có áp suất trong một thời gian giữ cụ thể (ví dụ: 3 phút).

   • Ưu điểm: Phương pháp này có tính tự động hóa cao và cung cấp thước đo định lượng về tốc độ rò rỉ, khiến nó phù hợp cho sản xuất số lượng lớn.

   • Tiêu chuẩn chấp nhận: Độ giảm áp thực tế phải nhỏ hơn độ giảm áp tối đa cho phép được quy định trong tiêu chuẩn sản phẩm hoặc được thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng.

4. Phát hiện rò rỉ khối phổ Helium:

   • Đây là phương pháp nhạy nhất, có khả năng phát hiện những rò rỉ cực nhỏ (micro-leaks).

   • Helium được sử dụng làm khí đánh dấu để tạo áp suất cho vật đúc. Sau đó, máy quang phổ khối sẽ phát hiện nồng độ khí heli thoát vào buồng chân không xung quanh hoặc khu vực đánh hơi.

   • Phương pháp này được dành riêng cho ngành hàng không vũ trụ hoặc các vật đúc thủy lực quan trọng khác, nơi yêu cầu dung sai không rò rỉ.

Yêu cầu nghiêm ngặt về quy trình kiểm tra chuyên môn

Tất cả các thử nghiệm chuyên nghiệp, dù là về độ bền thủy tĩnh hay độ kín khí, đều phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt về an toàn và chính xác.

• Hiệu chuẩn thiết bị: Tất cả các đồng hồ đo áp suất, cảm biến và thiết bị điều áp (máy bơm/máy nén) phải được hiệu chuẩn chuyên nghiệp. Độ chính xác của máy đo phải đáp ứng các tiêu chuẩn bắt buộc, với phạm vi thường từ 1,5 đến 3,0 lần áp suất thử nghiệm.

• Quy trình an toàn: Trong quá trình thử nghiệm, nghiêm cấm siết chặt các kết nối ren hoặc tác dụng ngoại lực lên các bộ phận chịu áp. Việc giảm áp phải được thực hiện từ từ và các bộ phận chịu áp không được tháo rời trước khi đồng hồ đo áp suất về 0.

• Truy xuất nguồn gốc: Bắt buộc phải có báo cáo thử nghiệm toàn diện, nêu chi tiết áp suất thử nghiệm, môi trường sử dụng, thời gian lưu giữ, nhiệt độ môi trường, nhận dạng người vận hành và kết quả cuối cùng. Tất cả dữ liệu phải có thể truy nguyên dễ dàng.