車輛總裝線泄漏檢測的重要性

當(dāng)涉及到汽車、卡車、重型設(shè)備、越野車輛和一些農(nóng)用設(shè)備的生產(chǎn)過程時，即使是最小的泄漏問題，也應(yīng)當(dāng)盡早發(fā)現(xiàn)并將其解決，這樣才能最大程度減少召回相關(guān)產(chǎn)品引起的費用損失。

泄漏檢測在整個制造過程中都非常重要，特別是在總裝線上顯得更加重要。提供快速、簡單、易于操作的泄漏檢測是確保產(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度的必要條件。

從源頭上查找和修復(fù)泄漏問題，不僅對于車輛的初始質(zhì)量控制至關(guān)重要，而且對整個產(chǎn)品生命周期的質(zhì)量和使用壽命也是非常重要的。

什么是泄漏？

泄漏的定義相對比較簡單，例如在鍛件、鑄件、管材、吹塑容器或聚合物軟管中出現(xiàn)孔洞、裂縫或孔隙等情況就會導(dǎo)致泄漏。在車輛等設(shè)備的總裝過程中，泄漏通常是由于缺少密封或密封位置錯位、缺少O形圈、存在異物或未完全擰緊而造成的。

當(dāng)鑄件中存在泄漏點時，泄漏的尺寸可能只有分子尺寸大?。ㄓ绕涫浅霈F(xiàn)在鋁材料上的泄漏點）。從源頭上查找和修復(fù)這些泄漏點，不僅有助于各部門對相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行測量、報告以及評分，而且對整個產(chǎn)品生命周期的質(zhì)量和使用壽命也是至關(guān)重要的。

在哪里發(fā)現(xiàn)泄漏？

雖然在整個生產(chǎn)過程中都可以進(jìn)行泄漏檢測，但當(dāng)車輛的燃油和空調(diào)等系統(tǒng)的所有部件都安裝完成時，應(yīng)在總裝線上再進(jìn)行最終檢查。

無論是轎車、越野卡車、重型設(shè)備還是農(nóng)用車輛等，燃油系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)都受到了嚴(yán)格、廣泛的監(jiān)管。出于安全和管理方面的原因，在車輛從總裝線上落地之前，有效確定燃油系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)中的泄漏問題是特別重要的。

以前是如何檢測泄漏問題的？

從歷史上看，先后共有幾種檢測方法被用于檢測泄漏問題。其中最常見的兩種是氣泡測試和壓力衰減測試，但這兩種檢測方法都不適合用于最終的質(zhì)量檢查。

對于許多類型的組件，氣泡測試一直是經(jīng)常使用的方法，但是它不適合在總裝線上使用。氣泡測試可以通過將密封部件浸入水中進(jìn)行檢測，或者用水、肥皂溶液噴灑在待檢測零部件上——這幾乎不可能在總裝線上使用。在0.6sccm（1.0×10-2atm-cc/sec）的泄漏速率下，氣泡形成大概需要1.5秒。對于1.0×10-5atm-cc/sec（接近2克/年的制冷劑泄漏規(guī)格）的較慢泄漏，可能需要25分鐘形成單個氣泡。使用水肥皂溶液涂抹零件甚至整個引擎，然后等待形成氣泡則可能需要更長的時間，如幾個小時，并且之后還需要進(jìn)行視覺驗證。

此外，噴灑的水肥皂溶液可能會造成濕滑，為工作區(qū)域帶來不安全因素，例如容易引起工作人員滑倒等。水和水肥皂溶液還可能會損壞電氣傳感器和相關(guān)電學(xué)部件。

壓降或衰減測試需要對零件進(jìn)行密封并等待可觀察到的壓力差異。壓降測試也可能受到塑料部件“蠕變效應(yīng)”帶來的不利影響。這兩種檢測方法都很耗時，而且這些方法的一個主要缺點是對溫度和濕度有較大的依賴性。

使用諸如氦氣或其他一些混合氣體（通常為5％的氫氣和95％的氮氣）進(jìn)行泄漏檢測也是眾所周知的方法之一，而且該方法還可用于在壓力或真空條件下對單個部件進(jìn)行檢測。

壓力衰減、氣泡測試或單件氣體測試等等這些方法中的任何一種，都適合在生產(chǎn)線的末端使用，例如測試從燃料系統(tǒng)泄漏的碳?xì)浠衔锘騺碜钥照{(diào)系統(tǒng)的碳氟化合物。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，在總裝線上，不到三分之一的汽車原始設(shè)備制造商會繼續(xù)使用氣泡或壓力衰減測試。但是在汽車行業(yè)之外，高達(dá)80％的制造商會依靠這些常規(guī)的測試方法，特別是在檢查空調(diào)系統(tǒng)時。

制冷和空調(diào)行業(yè)在生產(chǎn)過程中采用這些方法檢測泄漏的歷史已經(jīng)長達(dá)十多年了。由于美國環(huán)保局的相關(guān)規(guī)定和一些易燃制冷劑的潛在遷移現(xiàn)象，汽車行業(yè)現(xiàn)在正逐漸在總裝線中采用工業(yè)級泄漏檢測設(shè)備。

先進(jìn)的制冷劑技術(shù)

盡管人們一直有對氣候變化的擔(dān)憂，但到目前為止，還沒有制冷劑泄漏測試的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。雖然有SAE J規(guī)范的指導(dǎo)原則，但在有些情況下仍然沒有任何相關(guān)要求說明。

1995年，最著名的汽車制冷劑從R12（氟利昂）變?yōu)榱薘134a。R134a最近又被一種更環(huán)保的制冷劑R1234yf所替代。然而，一些歐洲制造商目前又在嘗試轉(zhuǎn)向使用純二氧化碳的R744制冷劑。

R134a的泄漏要求是每年1.0x1.0-5mbar-l/s或少于3克，而某些制造商仍在使用氣泡測試的話，是幾乎檢測不到這樣的泄漏量的。R1234yf和R134a的系統(tǒng)壓力約為300PSI，但有些制造商認(rèn)為R1234yf易燃，而且它的成本花費大約是原來制冷劑的10倍以上，因此，使用R1234yf的成本及其可燃性使得泄漏檢測變得更加關(guān)鍵。

雖然R744（二氧化碳）是不易燃的，但它需要2000PSI的系統(tǒng)壓力。R134a的全球變暖潛能值（GWP）為1300，R1234yf將GWP降至4，而R744在GWP中則屬于中間水平。

氦氣、壓力衰減和嗅探器泄漏檢測

目前，一些供應(yīng)商使用氦氣測試來確保OE制造商以每年2~5克的最大期望泄漏率來接收無泄漏組件（例如軟管、蒸發(fā)器、冷凝器、干燥器、壓縮機等）。然而在總裝線期間，一些制造商會繼續(xù)使用壓力衰減測試，這只能發(fā)現(xiàn)每年1000~10000克的泄漏情況。其他一些供應(yīng)商會使用具有不同測試速度（有的高達(dá)100％）的嗅探器檢查泄漏情況，但并不是進(jìn)行批量測試。

當(dāng)在裝配線上進(jìn)行測試時，可以發(fā)現(xiàn)各種問題，包括由于振動、壓力和溫度而導(dǎo)致的焊后釬焊接頭失效等。其他一些泄漏情況通常是由于部件缺失、壓碎、切割，甚至是O形圈有雜質(zhì)而造成的。每個接頭或連接點可以由操作員進(jìn)行測試或者由機械自動測試。

燃油泄漏測試的先進(jìn)技術(shù)

汽車的電子燃油噴射（EFI）技術(shù)開始于20世紀(jì)70年代中期，但是最近更高的燃料效率和更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)要求導(dǎo)致汽油直接噴射（GDI）燃料系統(tǒng)日益取代了EFI技術(shù)。

在一些一線供應(yīng)商的生產(chǎn)過程中，通常利用氦氣檢漏方法對GDI組件進(jìn)行泄漏測試。雖然GDI提供了更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和更大的排放控制力度，但燃油輸送壓力已經(jīng)從100~200PSI增加到2000PSI甚至更大。

全組裝燃油系統(tǒng)的生產(chǎn)線測試則一般需要用到嗅探器來進(jìn)行泄漏檢測。

適用于多種測試要求的裝配線解決方案

理想情況下，制造商可以同時測試泄漏的燃料和制冷劑，無論是柴油、汽油、氣體燃料，R134a還是R1234yf等。由于R134a被R1234yf所取代，在同一生產(chǎn)線上的車輛可能會使用了新舊不同的制冷劑，能夠檢測兩種制冷劑的泄漏檢測器同時也能夠清楚地區(qū)分它們，這對于混合生產(chǎn)線來說有很重大的意義。在20秒或更短的時間內(nèi)同時測試燃油和制冷劑泄漏已經(jīng)變?yōu)榭赡?，北美有三條生產(chǎn)線目前正在進(jìn)行這種類型的測試。

R134a的壓力約為300磅/平方英寸，但其全球變暖潛能值約為每年1300克，所以R134a很可能會在2020年之前停產(chǎn)。替代R134a的制冷劑（如R1234yf）被認(rèn)為是易燃品，也必須在防漏的環(huán)境下運行。

高壓燃料系統(tǒng)對汽車制造商來說是一個特殊的挑戰(zhàn)，沒有人希望高壓燃料直接噴射到熱引擎上。

今天，裝配廠的質(zhì)量控制經(jīng)理正在尋找最先進(jìn)的“嗅探器”設(shè)備，以檢測移動式空調(diào)系統(tǒng)中的制冷劑泄漏，以及最終裝配線上的直噴系統(tǒng)中的燃料泄漏。


來源：“無損檢測NDT”微信公眾號

作者：Thomas Parker
譯者：Vince
譯自：qualitymag