Análisis exhaustivo de los métodos de prueba de fugas en radiadores: Desde las pruebas tradicionales con agua hasta la detección en seco moderna

La prueba de fugas de los radiadores es una medida crítica de control de calidad para garantizar que ningún medio (como agua, aceite, refrigerante, etc.) se escape durante el funcionamiento.La estanqueidad del aire debe comprobarse rigurosamente, ya sea para radiadores de automóviles, intercambiadores de calor industriales, placas de refrigeración líquida de nueva energía o sistemas de refrigeración de centros de datos.

A continuación se presenta una breve introducción de varios métodos de ensayo de fugas convencionales actualmente utilizados en la industria:

I. Pruebas de inmersión en agua

Este es el método más tradicional, intuitivo y de bajo costo, como se muestra en la Figura 1 a continuación.

Figura 1: Pruebas de inmersión en agua

Principio:El radiador se llena de aire comprimido a cierta presión y luego se sumerge en agua para observar si emergen burbujas.

Ventajas:

• Intuitivo y confiable:La ubicación y el tamaño de las burbujas se pueden observar directamente, lo que permite una estimación aproximada de la tasa de fuga.

• Equipo simple:Sólo se necesita un tanque de agua, una fuente de aire y un dispositivo de regulación de presión, lo que resulta en costes muy bajos.

• No contaminantes:Es respetuoso con el medio ambiente.

Desventajas:

• Baja eficiencia:Requiere operación manual y observación, con un bajo grado de automatización, por lo que no es adecuado para líneas de producción a gran escala.

• La subjetividad:Se basa en la atención y la experiencia del operador, lo que facilita la detección de fugas menores.

• Cuestiones posteriores al tratamiento:El radiador debe secarse después del ensayo; de lo contrario, puede producirse corrosión interna.

• No cuantitativo:Solo indica si hay una fuga; es difícil medir con precisión la tasa de fuga.

Escenarios aplicables:Producción en pequeños lotes, estaciones de reparación, laboratorios o situaciones en las que se necesita identificar la ubicación exacta de la fuga.

II. Método de descomposición por presión

Este es actualmente el método de ensayo de fugas más utilizado y altamente automatizado, como se muestra en la figura 2 a continuación.

Figura 2: Método de descomposición por presión

Principio:

1. Asegure la entrada y salida del radiador y, a continuación, llénelo con aire comprimido limpio o nitrógeno a una presión predeterminada.

2. Tras el llenado, el sistema entra en una fase de "presura de retención", durante la cual se corta el suministro de aire.

3. Los sensores de presión de alta precisión monitorean en tiempo real los cambios de presión interna durante la fase de espera.

4. Si hay una fuga, la presión disminuirá con el tiempo. El sistema determina si el producto pasa calculando el valor de desintegración de presión durante un período específico.

Ventajas:

• Eficiente y automatizado:Puede integrarse en líneas de producción para pruebas totalmente automatizadas con tiempos de ciclo rápidos.

• Resultados cuantitativos:Calcula con precisión la tasa de fugas y establece criterios científicos de aprobación o rechazo.

• Limpios y secos:No se utiliza agua durante el ensayo, lo que elimina la necesidad de secar.

• Alta fiabilidad:Elimina los factores humanos, proporcionando resultados objetivos y confiables.

Desventajas:

• No se pueden localizar fugas:Sólo indica si existe una fuga, sin identificar su ubicación.

• Muy sensible a la temperatura:La presión del gas es muy sensible a las fluctuaciones de temperatura, lo que puede causar cambios de presión y conducir a errores de juicio.Los equipos de ensayo avanzados a menudo incluyen características de compensación de temperatura.

Escenarios aplicables:La mayoría de las líneas de producción a gran escala, como las pruebas en línea al 100% para radiadores en las industrias automotriz, electrodomésticos y electrónica.

III. Método de presión diferencial

Una versión mejorada del método de desintegración por presión, que ofrece una mayor precisión y capacidades antiinterferencias más sólidas, como se muestra en la figura 3 a continuación.

Figura 3: método de presión diferencial

Principio:

1. Se utilizará un sensor de presión diferencial de alta precisión, con un extremo conectado al radiador sometido a ensayo y el otro a un volumen de referencia sellado (sin fugas) a la misma presión.

2. Llenar ambos con gas a la misma presión, luego mantener la presión.

3. Si el radiador tiene fugas, la presión en su lado será inferior a la del lado del volumen de referencia, y el sensor de presión diferencial detectará esta ligera diferencia de presión.

Ventajas:

• Precisión muy alta:Un orden de magnitud más preciso que el método de desintegración directa por presión, capaz de detectar fugas extremadamente pequeñas.

• Fuerte capacidad anti-interferencia:Dado que el volumen de referencia y la pieza de ensayo se encuentran en el mismo entorno (fluctuaciones de temperatura, fuente de presión), la mayoría de las interferencias externas, especialmente los cambios de temperatura, pueden compensarse.

Desventajas:

• Equipo más complejo y mayores costos.

• Del mismo modo no puede localizar fugas.

Escenarios aplicables:Productos con requisitos de estanqueidad extremadamente elevados, como las placas de enfriamiento de baterías para vehículos de nueva energía y radiadores aeroespaciales.

IV. Pruebas de fugas de espectrometría de masa de helio

Este es actualmente el método de ensayo de fugas más sensible y preciso, que representa la solución de detección "última", como se muestra en la figura 4 a continuación.

Figura 4: Pruebas de fugas de espectrometría de masa de helio

Principio:

1. Se evacuar el radiador y luego rodearlo de helio (como gas marcador) mediante el método de pulverización.o llenar el radiador con helio bajo presión y utilizar una sonda de detección para detectar fugas externas (método de detección).

2. Las moléculas de helio son pequeñas y pasan fácilmente a través de micro fugas, y el espectrómetro es muy sensible al helio.que permite la detección de cantidades muy pequeñas.

Ventajas:

• Extremadamente alta sensibilidad:Puede detectar tasas de fuga tan bajas como 10−9 Pa·m3/s por año, sin igual por otros métodos.

• Cuantificación exacta:Se lee directamente el valor de la tasa de fuga.

Desventajas:

• Equipo muy caro.

• Altos costes de ensayo (consumo de helio).

• Velocidad de prueba relativamente lenta.

• Requiere operadores altamente calificados.

Escenarios aplicables:

• Situaciones con requisitos extremos de estanqueidad, como las placas de enfriamiento de las baterías aeroespaciales y de nueva energía.

• Investigación científica y manufactura de alta gama.