Test de fuite dans l’eau ou
avec un gaz traceur ?
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TEST DE FUITE DANS L’EAU
Le test d’étanchéité dans l’eau est une méthode de test visuelle. Le spécimen testé est complètement immergé dans l’eau. S’il y a des fuites, des bulles d’air visibles remontent.
TEST DE FUITE AVEC UN GAZ TRACEUR
Le test d’étanchéité avec un gaz traceur est réalisé à l’aide d’un capteur de gaz. Le spécimen testé doit contenir au préalable le gaz traceur défini. En cas de fuite, le gaz qui s’échappe est détecté par le capteur.
COMMENT SE DÉROULE LE TEST ?
Les appareils de test à bulles consistent en un bac d’eau transparent dans lequel un échantillon est complètement immergé. L‘opérateur peut regarder sur tous les côtés à la recherche de bulles d’air ascendantes, c’est-à-dire des fuites. Idéalement, des supports sont disponibles pour maintenir l’éprouvette d’essai sous l’eau pendant ce processus.
Le test à la bulle fonctionne mieux si la pression dans l’élément de test est supérieure à la pression ambiante. Des chapelets de bulles d’air partent des fuites vers la surface de l’eau. À une différence de pression de quelques mbar, la tension superficielle de l’eau retarde ou empêche la formation de bulles. Des pièces ou des composants importants sont pressurisés avec de l’air comprimé pour le contrôle étanchéité dans l’eau. A l’inverse, il est également possible de réduire la pression ambiante dans la chambre, l’espace d’air au-dessus de l’eau est évacué à cet effet.
Pour un processus de test maitrisé, une pressurisation ou un vide répétable ainsi qu’un temps de test constant sous l’eau doivent être définis et respectés. Le contrôle visuel et l’attention de l’opérateur sont cruciaux : il doit remarquer la montée des bulles d’air et peut ainsi déterminer la position de la fuite sur l’élément testé.
Des appareils de contrôle des fuites avec des gaz traceurs sont disponibles pour les tests aléatoires et pour les machines en ligne entièrement automatisées pour vérifier l’ensemble de la production. Un ou plusieurs spécimens sont placés dans une chambre, un vide est créé et le gaz traceur s’échappant par les fuites est détecté par des capteurs.
Les produits alimentaires ou médicaux emballés sous atmosphère modifiée sont principalement testés avec le CO2. Il est déjà présent dans de nombreux emballages dans le cadre de l’atmosphère modifiée. Ceci est différent pour les pièces ou les groupes de composants qui doivent être inertés avec des gaz traceurs. Dans le cas des exigences d’étanchéité les plus strictes, l’hélium ou l’hydrogène servent de gaz traceurs car avec leur petite taille moléculaire, même les plus petites fuites peuvent être détectées. Pour les emballages alimentaires, un test aussi fin est rarement nécessaire. De plus, l’hydrogène ajouté rend difficile l’analyse de l’oxygène résiduel.
Le test de fuite avec du gaz traceur peut être automatisé très facilement et comprend donc également une documentation numérique du test. Le contrôle qualité est effectué indépendamment d’un inspecteur humain et est totalement standardisé. Les capteurs fournissent des valeurs mesurées à partir desquelles un taux de fuite exact peut être estimé.
NIVEAUX D’ÉTANCHÉITÉ
Tous les matériaux d’emballage et les pièces assemblées ont de minuscules ouvertures qui peuvent être considérées comme des fuites. D’un point de vue technique, l’étanchéité absolue n’existe pas. La question de savoir si un spécimen est « étanche » ou « non étanche » ne peut être définie qu’en référence d’un taux de fuite préétabli. Il fixe la limite entre une fuite tolérable et une fuite qui met en danger la fonction ou la sécurité du produit.
Chaque méthode de contrôle étanchéité présente des avantages et des inconvénients. Cela dépend de ce que vous souhaitez tester, de la manière dont vous définissez l’étanchéité et de la manière dont vous souhaitez intégrer le test dans votre production.
TEST DE FUITE DANS L’EAU
Pour
Localisation précise des fuites
Analyse des points faibles pour optimiser le processus de production (ex: soudures, état des matériaux, défauts d’assemblage, etc.)
Les pièces coûteuses peuvent être retravaillées de manière sélective
Contre
Inspection visuelle par un opérateur sans taux de fuite exact
Le spécimen testé peut ne pas être en mesure de retourner à la production (aliment)
Nettoyage régulier de la chambre ou changement d’eau requis
Particulièrement adapté
Pour les pièces simples de formats moyens à grands par ex. raccords en acier inoxydable, réservoirs de carburant, pièces en plastique, etc.
Pour les emballages sous atmosphère modifiée
Pour les sachets, barquettes thermoformées, sachets stand-up, tétrapaks, blisters, flacons, capsules, canettes, bouteilles
Pour le test par échantillonnage
Non adapté
Pour les pièces à géométrie complexe
Pour la détection des micro-fuites (taux de fuite inférieurs à 10-4 mbar l/s)
TEST DE FUITE AVEC UN GAZ TRACEUR
Pour
Détermination d’un taux de fuite
Durée de test courte
Test automatique et documentation numérique
Peut être intégré dans une ligne de production
non destructif
Contre
Le gaz traceur peut devoir être ajouté dans le produit
Des fuites disproportionnées par lesquelles le gaz traceur s’échappe trop rapidement peuvent fausser le test
Particulièrement adapté
Pour les emballages sous atmosphère modifiée contenant déjà du gaz CO2
Pour la détection des micro-fuites (taux de fuite inférieurs à 10-4 mbar l/s)
Pour un test de 100% de la production
Non adapté
Pour localiser les fuites (possible avec une sonde)
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Etanche ou fuité ? Comment définir votre taux de fuite
Alors que les pièces, par exemple, d’un moteur à combustion doivent être étanches à l’eau ou à l’huile, les emballages sous atmosphère modifiée pour les aliments ou les produits pharmaceutiques ne doivent pas perdre de gaz. En conséquence, en fonction de l’utilisation prévue, des fuites de différentes tailles peuvent être tolérées – un composant ou un emballage est considéré comme étanche dès qu’il répond à une exigence définie et donc vérifiable pour son étanchéité.
La mesure de l’étanchéité est le taux de fuite. Il est donné avec l’unité mbar l / s et abrégé par le symbole de formule qL. Moins fréquemment, l’unité de débit massique sccm (centimètres cubes standard par seconde), indépendante de la pression et de la température, est utilisée pour indiquer le taux de fuite.
Un débit de fuite de 1 mbar l / s correspond à un débit de gaz de 1 litre par seconde à une pression de gaz de 1 mbar ou décrit par l’expression stipulant que dans un récipient fermé de 1 litre, la pression augmente ou diminue de 1 mbar en une seconde. En référence au taux de fuite, les fuites peuvent être enregistrées quantitativement et la classification d’étanchéité suivante définie :
Taux de fuite qL en mbar l/s
Niveaux d’étanchéité
10-6
étanchéité au virus
10-5
étanche à l’essence et à l’huile
10-4
étanche aux bactéries
10-3
étanche à la vapeur
10-2
étanche (goutte)
La définition d’une fuite admissible dépend en grande partie de la destination de l’objet. À quel point une fuite perturbe-t-elle le fonctionnement ou jusqu’à quel point une fuite est-elle négligeable ? Un examen des applications comparables et des valeurs empiriques de l’industrie qui donnent des indications pour déterminer un taux de fuite, peut aider. Une fois qu’une valeur limite a été définie, une méthode appropriée pour les tests d’étanchéité peut être sélectionnée sur cette base.
Les procédures de contrôle étanchéité en plusieurs étapes peuvent également être une solution économique : tout d’abord, un test d’étanchéité approximatif détermine si l’élément de test est globalement étanche. Si tel est le cas, un test de fuite fin suit avec lequel le taux de fuite est déterminé avec précision. Cela évite les tests d’étanchéité inutiles et épargne la mesure plus technique.