通過對差壓法氣密性檢測的工作原理、工藝參數(shù)進行分析，采用正交試驗設(shè)計方法，快速確定差壓法氣密性檢測的關(guān)鍵影響工藝參數(shù)，提高檢測效率及精度。

　　引言

　　排氣歧管做為汽車發(fā)動機的零部件，需要滿足發(fā)動機高溫高壓的密封條件，對性能有氣密性要求，如果出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，將會影響發(fā)動機的動力性能、排放性能以及整機的噪聲，因此需要對發(fā)動機排氣歧管進行氣密性檢測。傳統(tǒng)的排氣歧管氣密性檢測方法是浸水法和涂抹法，隨著工業(yè)自動化和檢測技術(shù)的發(fā)展，浸水法和涂抹法正逐漸被淘汰，目前比較通行的氣密性檢測方法是差壓法氣密性檢測。在采用氣密性檢測儀的基礎(chǔ)上，輔以定位、自動密封、電氣控制、液壓與氣動系統(tǒng)構(gòu)成試漏機，實現(xiàn)在生產(chǎn)線上批量生產(chǎn)對零件氣密性進行智能檢測的需求。為了滿足整個生產(chǎn)線的節(jié)拍要求，深圳富源達認為氣密性檢測工藝參數(shù)的確定是檢測效率及精度的關(guān)鍵影響因素。

　　本文通過對差壓法氣密性檢測工作原理、工藝參數(shù)進行分析，采用正交試驗設(shè)計方法，可以快速確定差壓法氣密性檢測的關(guān)鍵影響工藝參數(shù)，提高檢測效率及精度。

　　1、差壓法氣密性檢測原理

　　差壓法氣密性檢測是利用氣體流量公式通過測量容器內(nèi)壓力的變化來計算泄漏量的檢測方法。密閉的容器由于泄漏，必然造成容器內(nèi)氣體質(zhì)量的流失，使得容器內(nèi)原有的壓力減低，因此可以通過測量容器內(nèi)氣體壓力降低的數(shù)值計算出實際容器泄漏的氣體量。

　　差壓法氣密性檢測的工作循環(huán)包括4 個過程，即充氣過程、平衡過程、檢測過程和排氣過程。

　　(1)充氣過程：將系統(tǒng)壓力調(diào)定到測試壓力，打開充氣閥、測漏閥，標準容器和被測工件充入壓力等于測試壓力的壓縮空氣，由于氣體流動的影響，此時系統(tǒng)內(nèi)部壓力、溫度都會波動，必須持續(xù)充氣直至標準容器、被測工件充氣完全。

　　(2)平衡過程：關(guān)閉充氣閥、測漏閥，截斷氣源與標準容器、被測工件的通路，由于充氣及關(guān)閉閥的動作會引起容器內(nèi)氣體壓力的脈動，導致標準容器與被測工件間的差壓不穩(wěn)定，呈現(xiàn)出無規(guī)則的變化，必須延遲一段時間，待差壓值穩(wěn)定后才能測量差壓變化。

　　(3)檢測過程：檢測差壓傳感器的輸出，由于泄漏產(chǎn)生的壓力降在測試壓力附近近似的與時間成正比，因此可以測量出在一定時間內(nèi)差壓的變化值。

　　(4)排氣過程：待測量完差壓的變化值，標準容器、被測工件內(nèi)的剩余氣體通過氣閥排到大氣里，結(jié)束一個檢測過程。

　　標準容器和被測工件的壓差值在檢測階段基本上呈線性關(guān)系，由此可推導出氣體泄漏量的計算公式：式中QL———氣體泄漏流量，mL/s;Δp———差壓變化量，Pa;pa———大氣壓力，Pa;t———產(chǎn)生差壓Δp 相對應(yīng)的測試時間，s;ΔV/Δp———差壓傳感器系數(shù)，取1.36×10-7mL / Pa;VR———標準容器容積，mL;VT———被測工件容積，mL;pt———測試壓力，Pa。

　　2、差壓法氣密性檢測工藝參數(shù)

　　2.1、泄漏率

　　工件的泄漏率實際上就是工件的允許泄漏量。工件的泄漏率取決工件的材料、結(jié)構(gòu)及實際工況條件。排氣歧管的泄漏率標準是發(fā)動機設(shè)計部門根據(jù)發(fā)動機性能而確定的。在實際生產(chǎn)中，從經(jīng)濟角度考慮確定泄漏率是很關(guān)鍵的，檢測應(yīng)該是在必要條件下盡可能精確，而不是越精確越好。

　　2.2、測試壓力

　　通常泄漏率都要參考給定的測試壓力，而測試壓力都是參照工件實際工況條件確定的。被測工件疏松度高(如鑄造縮松、裂紋)，泄漏率正比于測試壓力;疏松度低，泄漏率與測試壓力的比值變小。另外隨著測試壓力的增高，還會帶來諸如溫度影響，所需平衡時間需要加長。因此，如果工況壓力較大可以換算到低壓狀態(tài)的泄漏率，同時可在一定壓力范圍內(nèi)進行泄漏檢測，然后選擇一個滿足測試要求的較低的壓力確定為最終的測試壓力。

　　2.3、溫度

　　對于密閉容器內(nèi)的氣體，當溫度升高時其內(nèi)部的壓力隨之升高，因而溫度是影響壓力變化的重要因素。

　　環(huán)境溫度的變化以及工件的材料、幾何形狀、內(nèi)腔容積、表面積等都會成為影響溫度效應(yīng)的因素。采用差壓法測量時，當采用的標準容器與測量工件具有相同的幾何形狀及內(nèi)腔容積時，由充氣本身引起溫度變化效應(yīng)可被測試系統(tǒng)自身消除。在通常的測量條件下由于測試時間較短溫度的影響不會十分顯著。

　　2.4、充氣時間

　　充氣時壓縮空氣由受壓狀態(tài)進入一個密閉容器后，會引起系列的熱力學、動力學變化，其壓力會發(fā)生降低，標準容器與被測工件內(nèi)的壓力會存在顯著的差異，當充氣壓力或測試容積增加時，這種充氣引起的壓力變化會更加明顯。若此時進行測量，則這種壓力的變化會被視作泄漏所引起的壓力變化，影響測量結(jié)果的準確性。因此，應(yīng)保持足夠的充氣時間，以保證標準容器與被測工件內(nèi)的壓力大致平衡。

　　2.5、平衡時間

　　由于沖氣效應(yīng)的存在，在充氣與檢測之間增加一段平衡時間是必要的，平衡時間的長短需要根據(jù)具體的測量對象來確定。

　　2.6、檢測時間

　　由于泄漏產(chǎn)生的壓力降在測試壓力附近近似的與時間成正比，可以測量出在一定時間內(nèi)差壓的變化值，進而計算泄漏量的大小。理論上測試時間越長，越有助于獲得準確的測試精度，但這與生產(chǎn)線的實際需求是矛盾的，同時檢測時間過長，壓力降過大，壓力降與時間的比例會變化，檢測精度反而會降低。當工件的測試壓力較高、測試容積較大、泄漏率較小時，需要延長測試時間，以保證工測試的精度。