2019. december: jegyzet, portré, ipar 4.0, automatizálás, it, kiállítás/konferencia, tudomány, geológia, anyagtudomány, biológia, orvostudomány, egészségipar, startup, paragrafus, innováció, mérés, disszemináció, zöldkörnyezet, robotika, agrárium, vízgazdálkodás, építés, ökológia, okostechnológia, fenntarthatóság, energiagazdálkodás, diagnosztika

Nagy érzé­keny­ségű ipari szivárgás­vizsgá­lat speciá­lis jelző­gáz nélkül

Számos ipari termék és tech­noló­giai berendezés esetén fontos követel­mény az integ­rá­lis gáz­tömör­ség. Példa­ként említ­hetők a ház­tar­tási és kereske­delmi hűtő­berendezé­sek, a lég­kondicioná­lók hűtő­körei, vegy­ipari és gyógyszer­gyári reakto­rok, vala­mint egyéb technoló­giai rendszerek, belső égésű motorok üzem­anyag-­adagolói, világító­testek, gáz­töltetű patro­nok stb. Ez azt jelenti, hogy a szóban forgó termék vagy technoló­giai be­ren­de­zés teljes gáz­technikai tömörsé­gét egy szám­érték­kel kell minősíteni, amely az üzemi körülmé­nyek között fellépő szivárgást jellemzi. Az integ­rális gáz­tömörsé­get jellemző szám­adat a vizsgálati körülmé­nyek között a teljes rendszerbe bejutó vagy onnan távozó anyag­mennyisé­get adja meg, például g/év mérték­egységben. Ha a tömörségi követelmé­nyek elég szigorúak, akkor az átjutó anyag tipikusan gáz halmaz­állapotú.


A környezet­védelmi és üzem­bizton­sági követelmé­nyek miatt a fent felsorolt termé­kekre vagy eszkö­zökre előírt megengedhető maximá­lis szivárgási érték 1 g/év, vagy még annál is kisebb lehet üzemi körülmé­nyek között. Az ellen­őrző vizsgálat azonban nem fel­tétlenül (sőt általában nem) üzemi körülmé­nyek között történik, és az ellen­őrző vizsgálat elvégzé­sére rendelke­zésre álló idő jellemzően legfeljebb percek­ben mérhető (például a hűtő­gépek gyártásá­nál a gyártás ütemideje). A hagyomá­nyos mérési eljárások (pl. nyomás­esés mérése, buborék­teszt) érzékeny­sége távol­ról sem megfelelő. Az ipari gyakorlat­ban a fenti követel­mények miatt első­sorban a tömegspekt­ro­méteres szivárgás­vizsgáló­kat használják. Alapvetően kétféle megoldást lehet alkalmazni:

  • Vákuum­módszer: a vizsgálandó térfogat­ból kiszivattyúzzuk a levegőt, majd egy tömegspektro­métert tartalmazó mérő­eszközhöz csatlakoz­tatjuk és mérjük a jelző­gázként használt gáz koncentrá­cióját a vákuum­térben (az ún. maradék­gázban). A jelző­gázt a vizsgálandó tér­fogat külsejére fúvatjuk (vagy csak kiválasz­tott pon­­tok­ra, pl. hegesz­tési varra­tokra vagy az egész tér­fogatra), s meg­­figyeljük a jelző­gáz megjelené­sét a maradék­gáz­ban. Ha integrá­lis gáz­tömörség­mérés a feladat, akkor a vizsgálandó darabot egy olyan zárt kamrában kell elhelyezni, melyet vagy a jelzőgázzal, vagy a jelzőgázt megfelelő koncentrációban tartalmazó gázkeverékkel töltünk meg. Ez biztosítja, hogy a vizsgált darabon lévő összes szivárgási hibán át be tud jutni a jelzőgáz a vákuumtérbe.
  • Túlnyomá­sos módszer: a vizsgá­landó tér­fogatot a jelző­gázzal vagy a jelző­gázt előírt koncentrá­cióban tartalmazó gáz­keverék­kel megtöltve nyomás alá helyezzük, és meg­figyeljük a jelző­gáz kiszivárgá­sát. Ezt tehetjük úgy, hogy a vizsgá­landó térfoga­tot a környezeti légkör veszi körül, és a jelző­gáz megjelené­sét a környező levegőből tör­ténő minta­vétellel (szimatolás, sniffing) állapítjuk meg, vagy pedig oly módon, hogy a vizsgálandó tér­­foga­tot egy vákuum­kamrá­ban helyezzük el, és a vákuum­kamra maradék­gázának össze­tételét mérjük. Ez utóbbi eljárás jóval nagyobb érzékeny­séget biztosít, viszont technikai­lag lényegesen nehezebb és költségesebb.

Az ipari gyakorlat­ban a „legnépsze­rűbb” jelző­gáz a hélium, amelynek számos előnyös tulajdon­sága van a szivárgás­vizsgálat szempont­jából: atomos gáz, nagyon gyorsan mozog (diffun­dál), jól detektál­ható egyszerű felépítésű (permanens mágnesek­kel felépített) tömegspektro­méter­rel, nem lép kémiai reakcióba, és a természe­tes lég­körben igen alacsony (5 ppm) koncent­ráció­ban fordul elő. Az alkalma­zásnál két tényező jelent komoly problé­mát, egyrészt a hélium magas ára, másrészt az, hogy globáli­san hiánycikk lett. További nehéz­ség, hogy integrá­lis vizsgálatnál a vákuum­módszer esetén az egész vizsgálandó eszközt hélium­gázt tartalmazó zárt kamrába kell(ene) helyezni, ami felettébb költséges, és nehézke­sen használható mérő­rendszert eredményez.

A nagy érzékeny­ségű integrá­lis szivárgási ellen­őrzési le­hető­­sé­ge­ket jelentősen kibővítő, egyszerűbbé és olcsóbbá tevő megoldás lehet, ha jelző­gázként a természe­tes légkör va­la­­melyik fő komponen­sét (nitrogén, oxigén, argon) tudjuk használni. Ezek mindegyike megfelelő tiszta­ságban hozzá­fér­hető ipari mennyiség­ben is. A Kon-Trade+ Kft. egy pályázat ke­re­tében a Vákuum Tömörség és Mérés Technika Kft. be­vo­ná­sá­val sikeresen teljesítette a „Teljes hűtő­körre kiterjedő tö­­­megs­pektro­méteres szivárgásellenőrzés meg­valósí­tása a ház­­tar­tási hűtő- és fagyasztó­szekrények minőség­-ellen­őr­zé­sé­nél” című GINOP-2.1.7-15-2016-00668 számú projektet, melynek célja a fenti lehetőség­nek a vizsgálata volt, spe­cifi­ku­san a hűtő­gép­gyár­tás területén.

A megépített berendezés bemutatója Olaszországban

Az alap­ötlet az, hogy a vizsgálat során a tömegspektro­méter­rel analizálandó maradékgáz össze­tételét állítjuk be úgy, hogy abban a kiválasz­tott levegő­kompo­nens jelző­gáz­ként legyen használható.

A tömegspektro­méter és a turbó­szivattyú az elkészített prototípuson
Hátulnézet

A pályázati projekt keretében egy olyan mérő­rendszert dolgoztunk ki, mely első­sorban ház­tartási hűtő­gépek vákuum­módszer­rel történő integrá­lis szivárgás­vizsgálatát célozta meg.

A megépített berendezés vezérlő prog­ramjának kezelői felülete. A grafikon a vákuum- és öblítőgáz-nyomásértékeket mutatja az idő függvényében egy érzékenység-ellenőrző teszt során.

Az el­járás – melyet gyártó­műben elvégzett üzemi próbák­kal is igazoltunk – eredmé­nyesnek bizonyult. Egyúttal az is kiderült, hogy a kidolgozott mérő­rendszer más alkalmazá­sok kísérleti kidolgozá­sára is alkalmas.

Üzemi mérések az Electrolux jászberényi gyáregységében a működő prototípussal

Az eljárást szabadalmaz­tattuk. A hasznosítás első lépéseit is megtettük, bemutatót tartottunk több potenciális haszno­sító­nál, és vár­hatóan az első olyan „pilot­berendezés” is megépül, amely gyártási folyamatba integrált szivárgás-­ellen­­őr­zést valósít meg az általunk kidolgo­zott eljárással.•

 
Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018  2019  2020

Innotéka