Análise Abrangente dos Métodos de Teste de Vazamento de Radiadores: Do Teste Tradicional com Água à Detecção Seca Moderna

O teste de vazamento dos radiadores é uma medida crítica de controlo de qualidade para garantir que nenhum meio (como água, óleo, líquido de arrefecimento, etc.) vaga durante o funcionamento.A segurança do ar deve ser rigorosamente verificada, quer se trate de radiadores para automóveis, trocadores de calor industriais, placas de refrigeração líquida de nova energia ou sistemas de refrigeração de centros de dados.

A seguir está uma breve introdução a vários métodos de ensaio de vazamento utilizados atualmente na indústria:

I. Ensaios de imersão em água

Este é o método mais tradicional, intuitivo e de baixo custo, conforme mostrado na Figura 1 abaixo.

Figura 1: Ensaios de imersão em água

Princípio:O radiador é preenchido com ar comprimido a uma certa pressão e depois mergulhado em água para observar se surgem bolhas.

Vantagens:

• Intuitivo e confiável:A localização e o tamanho das bolhas podem ser observados diretamente, permitindo uma estimativa aproximada da taxa de vazamento.

• Equipamento simples:Apenas é necessário um tanque de água, uma fonte de ar e um dispositivo regulador de pressão, o que resulta em custos muito baixos.

• Não poluente:Amigável ao ambiente.

Desvantagens:

• Baixa eficiência:Requer operação manual e observação, com um baixo grau de automação, tornando-o inadequado para linhas de produção em grande escala.

• Subjetividade:Depende da atenção e da experiência do operador, o que facilita a detecção de pequenas fugas.

• Questões de pós-processamento:O radiador deve ser secado após o ensaio; caso contrário, pode ocorrer corrosão interna.

• Não quantitativo:Indica apenas se há uma fuga; a medição precisa da taxa de fuga é difícil.

Cenários aplicáveis:Produção em pequenos lotes, estações de reparação, laboratórios ou situações em que seja necessário identificar a localização exacta da fuga.

II. Método de decomposição por pressão

Este é atualmente o método de ensaio de fugas mais utilizado e altamente automatizado, conforme mostrado na figura 2 abaixo.

Figura 2: Método de decomposição por pressão

Princípio:

1. Selar a entrada e saída do radiador e, em seguida, enchê-lo com ar comprimido limpo ou nitrogénio a uma pressão predeterminada.

2. Após o preenchimento, o sistema entra numa fase de "pressão de retenção", durante a qual o abastecimento de ar é cortado.

3. Os sensores de pressão de alta precisão monitorizam em tempo real as alterações da pressão interna durante a fase de espera.

4. Se houver uma fuga, a pressão irá diminuir ao longo do tempo.

Vantagens:

• Eficiência e automatização:Pode ser integrado em linhas de produção para ensaios totalmente automatizados com tempos de ciclo rápidos.

• Resultados quantitativos:Calcula com precisão a taxa de vazamento e estabelece critérios científicos de aprovação ou rejeição.

• Limpa e seca:Não é utilizada água durante o ensaio, eliminando a necessidade de secagem.

• Alta fiabilidade:Elimina os fatores humanos, proporcionando resultados objetivos e fiáveis.

Desvantagens:

• Incapaz de localizar fugas:Indica apenas se existe uma fuga, sem identificar a sua localização.

• Altamente sensível à temperatura:A pressão do gás é muito sensível às flutuações de temperatura, o que pode causar alterações de pressão e levar a um erro de julgamento.O equipamento de ensaio avançado inclui frequentemente recursos de compensação de temperatura.

Cenários aplicáveis:A maioria das linhas de produção em larga escala, como o teste on-line de 100% para radiadores nas indústrias automotiva, de eletrodomésticos e eletrônicos.

III. Método de pressão diferencial

Uma versão atualizada do método de decaimento de pressão, que oferece maior precisão e capacidades anti-interferência mais fortes, conforme mostrado na figura 3 abaixo.

Figura 3: Método de pressão diferencial

Princípio:

1. Usar um sensor de pressão diferencial de alta precisão, com uma extremidade ligada ao radiador submetido a ensaio e a outra a um volume de referência selado (sem fugas) à mesma pressão.

2. Encha os dois com gás à mesma pressão, depois mantém a pressão.

3. Se o radiador tiver uma fuga, a pressão do seu lado será inferior à do lado do volume de referência, e o sensor de pressão diferencial detectará esta ligeira diferença de pressão.

Vantagens:

• Ultra-alta precisão:Uma ordem de magnitude mais precisa do que o método de decaimento por pressão directa, capaz de detectar fugas extremamente pequenas.

• Forte capacidade anti-interferência:Uma vez que o volume de referência e a peça de ensaio se encontram no mesmo ambiente (temperatura, flutuações da fonte de pressão), a maioria das interferências externas, especialmente as alterações de temperatura, podem ser compensadas.

Desvantagens:

• Equipamento mais complexo e custos mais elevados.

• Da mesma forma, não pode localizar fugas.

Cenários aplicáveis:Produtos com requisitos de hermeticidade extremamente elevados, tais como placas de arrefecimento de baterias para veículos de energia nova e radiadores aeroespaciais.

IV. Ensaios de vazamento por espectrometria de massa de hélio

Este é atualmente o método de ensaio de fugas mais sensível e preciso, representando a solução de detecção "ultima", tal como mostrado na figura 4 abaixo.

Figura 4: Ensaios de vazamento por espectrometria de massa de hélio

Princípio:

1. Evacuar o radiador e depois envolvê-lo com hélio (como gás marcador) utilizando o método de pulverização;ou preencher o radiador com hélio sob pressão e utilizar uma sonda de detecção para detectar fugas externas (método de detecção).

2. As moléculas de hélio são pequenas e passam facilmente através de micro-vazamentos, e o espectrómetro é altamente sensível ao hélio.permitindo a detecção de quantidades extremamente pequenas.

Vantagens:

• Extremamente elevada sensibilidade:Pode detectar taxas de vazamento tão baixas quanto 10−9 Pa·m3/s por ano, inigualáveis por outros métodos.

• Quantificação exacta:Leia diretamente o valor da taxa de vazamento.

Desvantagens:

• Equipamento muito caro.

• Altos custos de ensaio (consumo de hélio).

• Velocidade de teste relativamente lenta.

• Requer operadores altamente qualificados.

Cenários aplicáveis:

• Situações com exigências extremas de estanqueidade, tais como placas de arrefecimento de baterias aeroespaciais e de novas energias.

• Investigação científica e indústrias de alta qualidade.