INFORMATION I ÄMNESOMRÅDEN SOM KRETSAR KRING TÄTHET.

 

Frågeställningen om en produkt är tät eller otät kan vid första anblicken tyckas alldeles självklar. Om vi nu förutsätter att Du anslår några minuter av Din tid så skall vi förklara hur svår frågeställ­ningen i själva verket är.

 

Först börjar vi med tre definitioner:

 

PROVTRYCKNING, TÄTKONTROLL, LÄCKSÖKNING

 

Vad avses med dessa ?

 


Med PROVTRYCKNING menas egentligen enbart att en hållfasthetskontroll genomförs. I de regelverk vi arbe­tar med i Sverige fastläggs att ett givet övertryck pålägges och att man efter en viss given tid fastställer att provobjektet inte intagit en farlig formförändring al­ternativt intagit ett statiskt tillstånd. Med visst givet över­tryck avses ett tryck som är 30% högre än märk­trycket för produkten. Med viss given tid avses den tid som efter beräkningar fastlagts, beroende på objektets form och de material som ingår, av myndighet. Defini­tionen "farlig" hänger lite i luften. I inget avseende be­höver man i detta fall ta hänsyn till eventuellt läckage så länge man kan fylla på tryckmedium i minst den takt som läckagets storlek erfordrar. Provtryckning är helt och enbart en hållfasthetskontroll och i inget av­seende behöver eventuellt läckage bestämmas. Tryckmediat kan vara gas eller vätska. Särskilda reg­ler gäller enligt ASS.

 

Med TÄTKONTROLL avses att fastställa hur mycket objektet läcker. Vanligtvis inskränker sig provningen till att fastlägga om objektet läcker mer eller mindre än det fastlagda kravet.

 

Med LÄCKSÖKNING avses att finna var läckan eller läckorna befinner sig. Dock kan man i de allra flesta fall inte fastställa hur stor läckan är.

 

Det är av yttersta vikt att man klargör vad man avser att åstadkomma. Givetvis kan kombinationer före­komma mellan de angivna rubriceringarna. När en provtryckning genomförs är det vanligt att en kombi­nation med tätkontroll finns med. Dock måste man vid mätmetodvalet isolera rubriceringarna, för att "rätt" metod skall kunna väljas. En annan vanlig kombina­tion är provtryckning och läcksökning. Med kombina­tion menas härvid att bägge rubrikerna utförs samti­digt.Vad gäller kombinationen tätkontroll och läck-sökning kan sägas att den aldrig utförs samtidigt. Här görs först en tätkontroll och om resultatet visar att provob­jektet inte innehåller tätkravet (tätkrav se nedan) ut­förs en läcksökning för att fastställa läckage-stället.

 

För att kunna genomföra en tätkontroll måste man fastställa ett TÄTKRAV och här måste vi titta in något på de fysikaliska storheter som kan tänkas påverka tätkravets storlek. Att det är av vikt att fastställa vilket media som objektet skall vara "tätt" för är uppenbart. Så läcker t.ex. en olja långsammare genom ett hål än vad bensin gör. En skillnad mellan t.ex. kallt vatten och kokande vatten kan alla inse föreligga. Att påstå att inget vatten tillåts läcka ut innebär i de flesta fall att man accepterar avdunstning. Liknande jämförelser ger snart vid handen att det är av vikt att fastställa vad man avser inte bara i allmänna ordalag, utan vi måste ge ett värde. Att sedan vätskans läckagehastighet ge­nom en given hålstorlek  i ett material skiljer sig från ett annat material gör inte problematiken mindre.

Ingående parametrar för att kunna fastställa tätkravet är: vätska, vätsketemperatur, vätsketryck, material, materialtjocklek samt mätmedia och mätmediatryck. Tätkravet kan då bestämmas som: maximalt tillåtet flöde vid ett givet tryck och given temperatur.

Att påstå att något skall vara tätt, absolut tätt, gastätt eller vätsketätt är kanske tillräckligt i populär mening men att påstå detta i teknisk mening är helt omöjligt.

 

När vi sedan kommer till frågeställningen som handlar om TÄTKONTROLL kan denna utföras på i hu­vudsak två sätt. Antingen använder man sig av en tryckmätande metod eller också en spårgasmätande. Den i sammanhanget vanligaste metoden är utan tvi­vel den tryckmätande. De tryckmätande metoderna delas upp i absoluttryck­mätande och referenstryck-mätande. Den vanligaste absoluttryckmätande me-toden är användande av en manometer. I tätkontroll-sammanhang kommer denna metod att kunna använ-das då volymerna är små och då tätkravet är öppet. Den vanligaste och mer lämp­liga metoden måste betraktas vara referensmätnings­metoden. I korthet kan den beskrivas så: testvolymen och en referens-volym förbundna med en ledning med en differential-tryckmätare inkopplad trycksätts. Då trycket kommit upp till det förutbestämda mättrycket stängs påluft-ningsventilen. Efter en stabiliseringstid då trycket i referensen och provvolymen kan utjämnas stängs en ventil som förbinder de båda volymerna och tryck-förändringen mellan volymerna registreras.

 

Låt oss titta på några exempel. Först måste vi fast­ställa en förutsättning som är av vital betydelse. Tem­peraturen måste hållas under bättre kontroll än 0.01 grad celsius. Ett exempel kan vara provning av en oljetank på 3000 liter där vätsketrycket är vätskepelar-höjden motsvarande 0,1 Bar. Tätkravet för en sådan produkt blir vid provning med luft vid 0,02 Bar  60 mm3 /sek. Dock har inte någon tätkravsspecifikation fastställts.utan man refererar till en given provmetod.


 

 


Ett vanligt förfarande är att tanken fylls till 0,02 Bar med luft och efter stabilisering är mättiden 10 minuter. Under förutsättningen att man accepterar ett tryckfall av 0,1 mBar och att temperaturen inte ändras mer än 0,01 grad kommer tanken under de givna premisserna att kunna läcka 1500 mm3 /sek  vilket ger oss en hål­storlek på cirka 210 micrometer. Genom ett hål av denna storlek blir oljeläckaget 42 mm3 /sek motsva­rande 3.5 liter olja/dygn.

Om man med en sådan provningsmetodik godkänner oljecisterner borde man tillåta sig att säga "Vi accepte­rar en oljetank som inte läcker mer än 3,5 liter olja per dygn. Det kan tyckas vara något generöst av myndig­heterna att godkänna att oljetankar läcker ut olja i marken och kanske därmed ut i grundvattnet med en hastighet av över 1 kubikmeter per år.

Den helt teoretiska mättiden för ovannämnda tank med ett tätkrav uttryckt som maximalt tillåtet luft­läckage blir över 6 timmar. Till detta måste läggas en stabiliseringstid för mättrycket på ungefär lika lång tid. Under denna tidsrymd får givetvis inte temperaturen ändras. Det måste nu helt klart framhållas att den be­skrivna tryckprovningen med luft är så meningslös att det är slöseri med både tid och pengar samtidigt som det måste det vara generande för dem som föreslagit en sådan provningsmetod. Andra metoder måste till­gripas och då gäller alternativet med en spårgasmä­tande metod.


 

 

 

 

 


Spårgasmätande metoder används i stället för tryck­mätande metoder av i huvudsak tre skäl. Det första är om tätkravet är mera strängt. Ett typiskt exempel på detta är alla komponenter eller produkter inom kylme­diasidan. Vidare används spårgasmetoden då mätvo­lymerna är stora. Med stora volymer menas volymer överstigande 15 till 20 liter. Ett annat vanligt skäl är om mätvolymen är elastisk vilket gör tryckmätningen nästan utsiktslös.

 

I allt arbete som rör kontroll kommer vissa kvalitets­aspekter in. Varje provning skall kunna dokumenteras och en kalibrering skall kunna styrkas mot givna nor­maler med spårbarhet. Detta bör också gälla vid tät­kontroll och läcksökning. Dock förekommer att man ser tätkontrollinstrument och tätkontrollanläggningar som inte är kalibrerbara. Det är ett måste att varje in­strument är försedd med en kalibreringsläcka och att ett kalibreringsförfarande finns angivet. Till vårt stöd har vi här standarden på modet "ISO-9000".

 

LÄCKSÖKNING tillgrips när man vid tätkontroll funnit att provobjektet inte möter det uppställda kra­vet. Vi vet nu att det finns en läcka och vår uppgift är nu att lokalisera läckagestället. För att kunna göra detta tillgriper vi läcksökning. Detta innebär inte att vi mäter läckans storlek utan enbart fastställer läckage­stället. Olika metoder används och den absolut vanli­gaste är bubbeltekniken. Dvs man trycksätter objektet och sänker det i vatten varvid man sedan kan obser­vera var bubblorna kommer. I detta sammanhang skall påpekas att även en annan vanlig metod inte heller kan användas för att hitta små läckor. Det gäller för såpvattenmetoden. Här kan gasen diffundera ge­nom såpan snabbare än tätkravet. Det vanligaste problemet med såpvattenmetoden är annars att man hittar de små men missar de stora läckorna då den utläckande gasen blåser bort såpvattnet från läckage­stället. Här är det viktigt att så långt möjligt använda sig av den enklaste metoden. Använd hellre en pensel med långa borst och förvara såpvätskan i en burk. För penseln över det potentiella läckagestället indränkt med såpa och låt borsten ligga plant mot ytan. I hän­delse av ett stort läckage kommer nu borsten att lyfta sig och ser läckan. Om däremot en sprayflaska an­vänds kommer vi med stor sannolikhet att missa läckagestället. Vi kallar denna metod litet vårdslöst för "såpvattenmetoden". Det bör tilläggas att såpa inte får användas på t.ex. syrgasledningar på grund av explo­sionsrisk. Inte heller bör man använda såpa på vissa plaster då mjukgöraren i plasten kan lösas av såpan. Vi bör så långt möjligt använda oss av lämplig för än­damålet framtagen bubbelvätska klassad enligt någon lämplig standard t.ex. ASME.

 

En annan vanlig metod är att använda sig av någon spårgas och med ett snifferinstrument söka upp läckan då den ökade koncentrationen kan detekteras. Vid läcksökning med spårgasinstrument kan man erhålla en signal proportionell till utläckande gasmängd, eller snarare den mängd man samlar in. Vid läcksökning är det rekommenderat att känsligheten är 100 gånger högre än den läcka man söker.

I sammanhanget anförs ofta att det bästa är att an­vända en masspektrometer för helium för den högsta känsligheten. Det är möjligt att den bästa metoden är just denna. Dock måste framhållas att känsligheten in är den högsta, långt känsligare är t.ex. spårgasdetek­torer för freoner eller vätgas. Ett annat vanligt påstå­ende är att helium läcker så snabbt genom ett hål att det är den bästa gasen att använda. Inte heller detta är sant då t.ex. luft läcker snabbare genom ett hål än helium.

En vanligt förekommande metod att finna läckor är att använda en ultraljuddetektor. Här är det viktigt att komma ihåg att vi måste ha ett högt lufttryck för att den utläckande gasmängden skall kunna ge upphov till något ljud. Energimängden innehållen i den komp­rimerade gasen kommer att ge upphov till bland annat ultraljud då trycket sjunker, dvs om det läcker.

Oavsett vilken metod man väljer är det viktigt att den kan på något sätt kalibreras.

För att kunna genomför en korrekt och tillförlitlig prov­tryckning, tätkontroll eller läcksökning är det viktigt att man tillgodogjort sig av den information som finns till­gänglig i form av kurser.