車輛總裝線泄漏檢測(cè)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(guò)程時(shí)，即使是最小的泄漏問(wèn)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(fèi)用損失。

泄漏檢測(cè)在整個(gè)制造過(guò)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(jiǎn)單、易于操作的泄漏檢測(cè)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(wèn)題，不僅對(duì)于車輛的初始質(zhì)量控制至關(guān)重要，而且對(duì)整個(gè)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(duì)比較簡(jiǎn)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(huì)導(dǎo)致泄漏。在車輛等設(shè)備的總裝過(guò)程中，泄漏通常是由于缺少密封或密封位置錯(cuò)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(diǎn)時(shí)，泄漏的尺寸可能只有分子尺寸大小（尤其是出現(xiàn)在鋁材料上的泄漏點(diǎn)）。從源頭上查找和修復(fù)這些泄漏點(diǎn)，不僅有助于各部門對(duì)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量、報(bào)告以及評(píng)分，而且對(duì)整個(gè)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(gè)生產(chǎn)過(guò)程中都可以進(jìn)行泄漏檢測(cè)，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(shí)，應(yīng)在總裝線上再進(jìn)行最終檢查。

無(wú)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(wèn)題是特別重要的。

以前是如何檢測(cè)泄漏問(wèn)題的？

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

對(duì)于許多類型的組件，氣泡測(cè)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(cè)試可以通過(guò)將密封部件浸入水中進(jìn)行檢測(cè)，或者用水、肥皂溶液噴灑在待檢測(cè)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(duì)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(gè)氣泡。使用水肥皂溶液涂抹零件甚至整個(gè)引擎，然后等待形成氣泡則可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間，如幾個(gè)小時(shí)，并且之后還需要進(jìn)行視覺(jué)驗(yàn)證。

此外，噴灑的水肥皂溶液可能會(huì)造成濕滑，為工作區(qū)域帶來(lái)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(huì)損壞電氣傳感器和相關(guān)電學(xué)部件。

壓降或衰減測(cè)試需要對(duì)零件進(jìn)行密封并等待可觀察到的壓力差異。壓降測(cè)試也可能受到塑料部件“蠕變效應(yīng)”帶來(lái)的不利影響。這兩種檢測(cè)方法都很耗時(shí)，而且這些方法的一個(gè)主要缺點(diǎn)是對(duì)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?dú)猓┻M(jìn)行泄漏檢測(cè)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(duì)單個(gè)部件進(jìn)行檢測(cè)。

壓力衰減、氣泡測(cè)試或單件氣體測(cè)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(cè)試從燃料系統(tǒng)泄漏的碳?xì)浠衔锘騺?lái)自空調(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(huì)繼續(xù)使用氣泡或壓力衰減測(cè)試。但是在汽車行業(yè)之外，高達(dá)80％的制造商會(huì)依靠這些常規(guī)的測(cè)試方法，特別是在檢查空調(diào)系統(tǒng)時(shí)。

制冷和空調(diào)行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中采用這些方法檢測(cè)泄漏的歷史已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)十多年了。由于美國(guó)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(jí)泄漏檢測(cè)設(shè)備。

先進(jìn)的制冷劑技術(shù)

盡管人們一直有對(duì)氣候變化的擔(dān)憂，但到目前為止，還沒(méi)有制冷劑泄漏測(cè)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(méi)有任何相關(guān)要求說(shuō)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(cè)試的話，是幾乎檢測(cè)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(fèi)大約是原來(lái)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(cè)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(cè)

目前，一些供應(yīng)商使用氦氣測(cè)試來(lái)確保OE制造商以每年2~5克的最大期望泄漏率來(lái)接收無(wú)泄漏組件（例如軟管、蒸發(fā)器、冷凝器、干燥器、壓縮機(jī)等）。然而在總裝線期間，一些制造商會(huì)繼續(xù)使用壓力衰減測(cè)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(huì)使用具有不同測(cè)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(cè)試。

當(dāng)在裝配線上進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題，包括由于振動(dòng)、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(gè)接頭或連接點(diǎn)可以由操作員進(jìn)行測(cè)試或者由機(jī)械自動(dòng)測(cè)試。

燃油泄漏測(cè)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(guò)程中，通常利用氦氣檢漏方法對(duì)GDI組件進(jìn)行泄漏測(cè)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(cè)試則一般需要用到嗅探器來(lái)進(jìn)行泄漏檢測(cè)。

適用于多種測(cè)試要求的裝配線解決方案

理想情況下，制造商可以同時(shí)測(cè)試泄漏的燃料和制冷劑，無(wú)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(huì)使用了新舊不同的制冷劑，能夠檢測(cè)兩種制冷劑的泄漏檢測(cè)器同時(shí)也能夠清楚地區(qū)分它們，這對(duì)于混合生產(chǎn)線來(lái)說(shuō)有很重大的意義。在20秒或更短的時(shí)間內(nèi)同時(shí)測(cè)試燃油和制冷劑泄漏已經(jīng)變?yōu)榭赡埽泵烙腥龡l生產(chǎn)線目前正在進(jìn)行這種類型的測(cè)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(huì)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(yùn)行。

高壓燃料系統(tǒng)對(duì)汽車制造商來(lái)說(shuō)是一個(gè)特殊的挑戰(zhàn)，沒(méi)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(cè)移動(dòng)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(lái)源：“無(wú)損檢測(cè)NDT”微信公眾號(hào)

作者：Thomas Parker
譯者：Vince
譯自：qualitymag