Co to jest szczelność wyrobu?
WPROWADZENIE
W codziennej praktyce i w wielu dziedzinach życia mamy do czynienia z artykułami, wyrobami, urządzeniami, których ważną cechą jest szczelność, zapewniająca ich prawidłowe wykorzystanie w różnych warunkach. Takimi wyrobami spotykanymi w naszej codziennej praktyce są np. części wykorzystywane w samochodach (opony, zbiorniki, układy paliwowe, hamulcowe, chłodzenia i klimatyzacji, itp.), wyroby gospodarstwa domowego (lodówki, kuchenki gazowe, pralki, zmywarki, ekspresy do kawy, itp.), opakowania, urządzenia medyczne (strzykawki, fiolki, blistry, …), armatura wodna i gazowa (zawory, filtry do wody, dozowniki, …), urządzenia elektroniczne (zegarki, telefony, obudowy szczelne dla modułów elektronicznych, baterii, …), i wiele innych.
Producenci tych urządzeń powinni zapewnić odpowiednią jakość swoich produktów, m.in. poprzez odpowiednią kontrolę jakości w linii produkcyjnej. Jednym z parametrów świadczących o właściwej jakości wyrobu jest jego szczelność, a więc konieczna jest również kontrola tej cechy wyrobu na etapie produkcji.
W potocznym rozumieniu określa się tą cechę wyrobu jaką jest szczelność w sposób „zerojedynkowy”, tzn.: wyrób może być szczelny lub nieszczelny. Tak sformułowana cecha określa wyrób w sposób tylko jakościowy, gdyż podobnie moglibyśmy powiedzieć, że wyrób jest „ciężki” lub „lekki”, albo „długi” lub „krótki”. Widać, że tak sformułowana cecha wyrobu jest nieprecyzyjna, bo potrzebne są kryteria i tolerancje dla ilościowego określenia tego parametru jakim jest szczelność.
Dobrym przykładem potocznie rozumianej kontroli szczelności jest badanie przecieku z opony samochodowej, podczas zanurzenia koła w wodzie i obserwacji pęcherzyków powietrza wydostających się z opony w przypadku nieszczelności. Wtedy możemy stwierdzić, że jeśli pojawia się pęcherzyk powietrza to opona jest nieszczelna. Dokonujemy wówczas „jakościowego” rozróżnienia: wyrób jest szczelny lub nieszczelny. W tym miejscu można postawić pytanie:
- Co będzie jeśli pęcherzyk pojawi się dopiero po minucie obserwacji?
Albo 10 minutach, albo po godzinie… itd.
- Ile czasu powinniśmy obserwować oponę pod wodą, aby dokonać właściwej oceny „szczelna/nieszczelna”?
Widać więc, że tego typu kontrola szczelności jest mało precyzyjna, bo nie podaliśmy kryterium „ilościowego” dla oceny tej cechy wyrobu.
DLACZEGO TEST SZCZELNOŚCI JEST TAK WAŻNY?
W procesie produkcji, jeśli proces kontroli jakości powinien przebiegać w sposób bardziej lub mniej zautomatyzowany, musimy wykonać pomiar pewnej wielkości określającej badaną cechę wyrobu, a następnie porównać wynik tego pomiaru z przyjętym kryterium określającym prawidłowość wielkości opisującej tą cechę. Kryteria takie określamy mianem specyfikacji technicznych dla wyrobu, które powinny zostać sprecyzowane na etapie opracowywania konstrukcji wyrobu w taki sposób, aby wyrób był dostosowany do przeznaczenia i zapewniał prawidłową jego eksploatację przez przyszłego użytkownika. Takie kryteria mogą dotyczyć np. wymiarów z podaną tolerancją, wagi, parametrów elektrycznych, termicznych, itp., zawsze z tolerancjami dopuszczalnymi dla danego parametru.
1. JAK ZDEFINIOWAĆ WARTOŚĆ PRZECIEKU
Powyższe uwagi dotyczą w takim samym stopniu konieczności określenia szczelności wyrobu w sposób ilościowy, oraz podania kryterium, pozwalającego na zakwalifikowanie wyrobu jako dobrego (OK, szczelny) lub złego (NOK, nieszczelny).
Musimy więc zdefiniować pewien parametr, który będzie wskazywał na „stopień szczelności” danego wyrobu, oraz podać zakres wartości tego parametru, przy którym będziemy mogli zakwalifikować wyrób jako „dobry” (OK) lub „zły” (NOK).
Takim parametrem, który za chwilę zdefiniujemy będzie wielkość, którą nazwiemy „przeciekiem”, w języku angielskim „leak rate”, stąd oznaczymy tą wielkość literą L. Możemy teraz sformułować kryterium dla tej cechy wyrobu, które nazwiemy:
- „dopuszczalna wartość przecieku” (Lmax).
Bardzo często spotkać można stwierdzenia, że skoro wyrób powinien być szczelny, to nie można dopuścić żadnego przecieku. Jednak w przyrodzie nie istnieje pojęcie absolutnej szczelności, podobnie jak nie można wytworzyć absolutnej próżni, lub temperatury zero kelwinów… W przykładzie z oponą, również nasze kryterium oceny zależało od tego w jakim czasie obserwujemy testowaną oponę. Jeśli nie zauważymy przecieku np. przez minutę, nie oznacza to, że po dłuższym czasie nie pojawi się pęcherzyk…
Szczelność wyrobu, podobnie jak każda inna cecha, powinna być dostosowana do jego przeznaczenia i zapewniać prawidłową jego eksploatację w założonych warunkach. Inne będzie kryterium np. dla zaworu pracującego w elektrowni jądrowej, a inne dla układu wydechowego w samochodzie, inne dla wysokociśnieniowego zbiornika wodoru, a inne dla baterii łazienkowej …
Przeciek może powstać na skutek wady w ściance wyrobu, może to być np. pęknięcie, porowatość, brak przyklejenia, wada uszczelnienia, wada materiałowa, itp. Przeciek zdefiniujemy jako ilość substancji (gazu, cieczy…) wydostającej się w jednostce czasu z testowanego wyrobu, na skutek istnienia tej wady.
Dla cieczy (np. woda) definicją przecieku będzie:
- L = dV / dt, gdzie dV jest objętością cieczy, a dt czasem.
Ponieważ ciecze są nieściśliwe, wielkość dV dobrze określa ilość wydostającej się substancji z wyrobu.
Dla gazu, aby dobrze określić ilość wydobywającego się gazu, powinniśmy podać ciśnienie, w jakim mierzona jest ta objętość. Wynika to z równania stanu gazu doskonałego (równania Clapeyrona) wiążącego parametry opisujące stan gazu: ciśnienie (P), objętość (V) i temperatura (T).
- P * V = n * R * T (n jest ilością moli gazu, R stałą gazową)
Tak więc iloczyn P * V jest miarą ilości gazu w danej temperaturze. Definicją przecieku dla gazu (np. powietrza) jest:
Z powyższej definicji wynikają jednostki w jakich określamy przeciek (w układzie SI):
- [ P * dV / dt ] = Pa * m3 / s, czyli Pascal razy metr sześcienny na sekundę.
Dla przypomnienia: Pascal (Pa) to wielkość ciśnienia odpowiadająca naciskowi 1 N/m2 (jeden Niuton na metr kwadratowy). Jest to bardzo mała wielkość odpowiadająca np. ciśnieniu jakie wywiera warstwa wody o grubości 0,1 mm. Ciśnienie atmosferyczne (1 bar) to 100 000 Pa, czyli 1 Pascal to jedna stutysięczna ciśnienia atmosferycznego.
W praktyce używa się innych, pochodnych jednostek dla opisu przecieku, do najczęściej używanych zaliczają się:
- mbar*l/s (milibar razy litr na sekundę, jednostka używana często przy testach helowych).
- atm*cm3/s lub atm*ml/s (atmosfera razy mililitr na sekundę, jednostka używana często w USA).
- bar*cm3/min, (bar razy centymetr sześcienny na minutę) jeśli przeciek następuje do atmosfery.
Ta ostatnia jednostka jest dość powszechnie używana w testach szczelności wyrobów w produkcji, bo mamy wówczas do czynienia z pomiarem objętości powierza wydostającego się do atmosfery z testowanego wyrobu. Ponieważ objętość mierzona jest w ciśnieniu 1 bar, często „upraszcza się” tą jednostkę i podaje się wartość przecieku w skróconej formie:
Należy jednak pamiętać, że przy jakichkolwiek obliczeniach trzeba uwzględnić fakt, że w tej wielkości występuje „ukryta” wartość 1 bar.
Wielkość przecieku podana w tej jednostce (cm3/min) ma również prostą, intuicyjną interpretację przy teście zanurzeniowym w wodzie. Jest to po prostu łączna objętość pęcherzyków powietrza wydostających się z wyrobu w ciągu minuty, np.: przeciek o wartości 5 cm3/min oznacza, że przy zanurzeniu wyrobu w wodzie, wydostanie się łącznie 5 cm3 pęcherzyków powietrza w ciągu jednej minuty.
Relacje między wartościami przecieków wyrażonych w różnych jednostkach są następujące:
- 1 Pa*m3/s = 10 mbar*l/s
- 1 (bar)*cm3/min = 1,67*10-2 mbar*l/s = 1,67*10-3 Pa*m3/s
Często spotykaną w przemyśle jednostką przecieku jest „nieformalna” jednostka:
będąca skrótem od słów angielskich: „standard cubic centimeter per minute”, czyli „standardowy centymetr sześcienny na minutę”. Oznacza to przeciek do atmosfery w warunkach standardowych, czyli w temperaturze 20°C i w ciśnieniu 1013,25 hPa. Ta jednostka w zasadzie jest tym samym co 1 cm3/min (w domyśle do 1 bar), zawiera tylko uściślenie co do warunków otoczenia.
Prawidłowo sformułowane wymagania dla „klasy” szczelności wyrobu powinny więc zawierać informację o dopuszczalnej ilości medium (np. powietrza) wydostającego się w jednostce czasu z wyrobu, jeśli napełnimy go tym medium o określonym ciśnieniu.
Tak więc specyfikacje dla testowania szczelności wyrobu powinny zawierać dwa parametry:
- Ciśnienie testu P (przy określeniu jakiego medium używamy do testu – najczęściej powietrze, hel, …).
- Maksymalna dopuszczalna wartość przecieku (Lmax).
Przykładem takiej specyfikacji jest wymaganie dla chłodnicy samochodowej u jednego z producentów (test powietrzem):
- Ciśnienie testu: 2 bar
- Dopuszczalna wartość przecieku: 1 cm3/min
Można zadać pytanie, dlaczego dopuszczamy taką nieszczelność dla wyrobu, który jest dość odpowiedzialną częścią układu chłodzenia silnika w samochodzie.
W chłodnicy, w czasie eksploatacji znajduje się płyn chłodniczy, na bazie wody. Natomiast test jest wykonywany przy użyciu powietrza, które znacznie łatwiej przenika przez niewielkie otwory niż woda. Istotne znaczenie ma tu różnica w lepkości obu płynów: woda ma lepkość ok. dwa rzędy wielkości większą niż powietrze.
Jeszcze większa jest różnica w lepkości dla układu olej-powietrze, stąd wartości dopuszczalnego przecieku powietrza dla wyrobów zawierających olej (np. układ smarowania silnika samochodu) są jeszcze większe, np. dla kanału olejowego w głowicy silnika u jednego z producentów:
- Ciśnienie testu: 500 mbar
- Dopuszczalna wartość przecieku: 10 cm3/min
Jednym z najważniejszych „wyzwań” dla konstruktora wyrobu (a także dla producenta), jest prawidłowe określenie wymagań jakościowych jakie musi spełnić wyrób, m.in. dla takiej cechy jaką jest szczelność.
Można zadać pytanie, w jaki sposób powstają specyfikacje dla szczelności, formułowane przez konstruktorów lub producentów, dla zapewnienia prawidłowej eksploatacji wyrobu.
Istnieje kilka metod, pozwalających wyznaczyć taki parametr jak dopuszczalna wartość przecieku.
1. Pierwszą z nich jest analiza zjawisk fizycznych, związanych z przepływem/przeciekiem określonego medium, przez wadę powodująca nieszczelność. Taką analizę teoretyczną można prowadzić w oparciu o prawa fizyki dla przepływów substancji przez teoretyczne modele wad wyrobu. Istnieje np. uproszczony model przepływu przez wadę, o postaci okrągłego otworu w ściance wyrobu i danej średnicy, przy zadanych ciśnieniach z obu stron otworu. Zakładając laminarny (lepki) przepływ można posłużyć się prawem Hagena-Poiseuille’a, dla przepływu gazów i cieczy przez taki otwór.
Dodatkowo można uwzględniać takie zjawiska, jak napięcie powierzchniowe dla cieczy (blokujące przeciek w niektórych przypadkach), różną geometrię wady, itp. Taka analiza pozwala np. na określenie przy jakiej wartości przecieku powietrza (przy danym ciśnieniu), ciecz nie będzie wydostawać się z wyrobu (wyrób będzie szczelny dla tej cieczy). Takie analizy stosuje się dla wielu wyrobów, w których w czasie eksploatacji znajduje się ciecz, a test wykonywany jest gazem (powietrze, hel, …). Zjawiska związane z przepływem (przeciekiem), przez rzeczywiste wady różnego rodzaju są opisywane skomplikowanymi prawami, niemniej jednak stosowanie uproszczonych modeli pozwala na względnie dobre wyznaczenie wartości Lmax, (np. dla powietrza, przy zadanym ciśnieniu testu). Takie modele pozwalają też na analizę zależności przecieku od średnicy wady (lub ogólnie od jej geometrii), od ciśnienia testu, lepkości medium, itp. Bardziej szczegółowe dane na ten temat można znaleźć w literaturze przedmiotu, materiałach szkoleniowych, Internecie.
2. Kolejną metodą pozwalającą określić specyfikacje dla testu szczelności wyrobu jest wykonanie badania szczelności wybraną metodą produkcyjną (np. powietrzną), a następnie przeprowadzenie testów eksperymentalnych, w symulowanych warunkach rzeczywistej eksploatacji wyrobu. Na podstawie porównania rezultatów, można znaleźć korelacje między wynikami testów stosowanych w produkcji (np. za pomocą powietrza), a pojawianiem się wad, które można spotkać w czasie użytkowania wyrobu. Innymi słowami, można określić jaką nieszczelność (przeciek) powietrza możemy dopuścić w danych warunkach, tak, aby nie miała wpływu na właściwe użytkowanie wyrobu. W literaturze dostępne jest wiele opracowań opisujących wyniki eksperymentów polegających na znalezieniu korelacji pomiędzy przeciekiem powietrza, a przeciekami dla różnych cieczy dla tych samych wad.
W szczególności takie badania były prowadzone dla przemysłu motoryzacyjnego, gdzie wiele części i podzespołów zawiera ciecze takie jak paliwo, płyn hamulcowy, płyn chłodniczy, olej. Ciecze te pracują w różnych warunkach ciśnienia i temperatury, należy więc symulować takie warunki w eksperymentach, oraz ustalić jaką wadę wyrobu możemy jeszcze dopuścić, aby nie miało to wpływu na rzeczywistą pracę takiego podzespołu w samochodzie.
W warunkach produkcji seryjnej dla takiej części samochodowej testy są wykonywanie na ogół powietrzem, stąd konieczność znalezienia korelacji między wynikami testów prowadzonych różnymi metodami. Jednym z przykładów takiej metody określenia wymagań dla testu szczelności jest też badanie armatury wodnej powszechnego użytku (zawory, krany, złącza, itp.). Badanie polega na testowaniu detali z wadami wykrytymi metodą powietrzną, za pomocą wody w symulowanych warunkach eksploatacji (przy różnych ciśnieniach i temperaturze).
2. JAKIE INNE KRYTERIA MOGĄ OKREŚLAĆ DOPUSZCZALNĄ WARTOŚĆ PRZECIEKU
Specyfikacje dla testu szczelności są często podawane wprost w normach dla danego typu wyrobu, są to często normy obowiązujące wszystkich producentów danej branży, w danym kraju lub na Świecie. Przykładem są normy dla wymogów szczelności armatury gazowej domowego użytku, gdzie są wprost podane warunki: dopuszczalny przeciek 1 cm3/min dla testu powietrzem pod ciśnieniem 150 mbar. Podobnie, w normach ogólnie obowiązujących, podane są specyfikacje dla szczelności układów klimatyzacyjnych oraz chłodniczych. Dla tych wyrobów dopuszczalna wartość przecieku wynika z dopuszczalnego ubytku substancji chłodniczej w ciągu czasu eksploatacji. Typową wartością spotykaną w normach jest maksymalny ubytek równy 1 gram/rok. Niektórzy producenci posiadają własne normy dla danego typu wyrobów, określające ich własności jakościowe na podstawie uprzednich badań i doświadczeń produkcyjno-eksploatacyjnych. Jeśli więc producent podobnego wyrobu chciałby sformułować własne specyfikacje, może skorzystać z doświadczeń innych producentów, bądź z norm, jeśli takie są ogólnie dostępne.
Bardzo istotnym czynnikiem wpływającym na określenie tolerancji dla każdego parametru decydującego o jakości wyrobu są względy ekonomiczne. Zgodnie z zasadą „fitness for purpose” czyli dostosowanie do przeznaczenia, wyrób powinien spełniać pewne założenia jakościowe w takim stopniu, aby mógł być prawidłowo eksploatowany, a jednocześnie jego cena była akceptowalna dla użytkownika.
W warunkach dużej konkurencji producenci starają się tak dopasować parametry jakościowe, aby proces produkcji był opłacalny, a produkt mógł być sprzedawany na rynku. Wiąże się to z pewną „optymalizacją” procesów produkcji, co może czasem mieć wpływ na obniżenie jakości. Jak widać pewną sztuką jest znalezienie kompromisu między czynnikami ekonomicznymi (cena, opłacalność produkcji) a parametrami jakościowymi wyrobu, które zależą od zastosowanej technologii produkcji, kontroli jakości, itp.
Wymóg odpowiedniej „klasy” szczelności dla wyrobu jest też jednym z parametrów, gdzie potrzebny jest taki kompromis. Producenci stosują np. różne metody kontroli szczelności i różne wartości dopuszczalnego przecieku dla takiego samego produktu. Jako przykład można podać elementy układu paliwowego w samochodzie, gdzie spotyka się wartości od poniżej 1 cm3/min do kilku cm3/min.
W przypadku wysokich wymagań dla szczelności wyrobu trzeba zastosować dla testowania metody helowe, które są znacznie droższe od metod powietrznych. Stąd na przykład ceny aut, w których takie podzespoły o „ostrzejszych” kryteriach są montowane, różnią się nawet kilkukrotnie w zależności od marki.
W uzupełnieniu aspektów ekonomicznych dla formułowania specyfikacji dla szczelności wyrobu należy wspomnieć o bardzo ważnych innych czynnikach, które muszą być brane pod uwagę, takich jak bezpieczeństwo użytkowania wyrobu, jego wpływ na środowisko, itp. Dopiero powiązanie wszystkich aspektów: technicznych, technologicznych, ekonomicznych, środowiskowych oraz bezpieczeństwa pozwala na właściwe określenie specyfikacji dla tej cechy wyrobu jaką jest jego szczelność.
Sformułowanie wymagań dla testu szczelności wyrobu, w postaci podania dopuszczalnego przecieku dla powietrza przy danym ciśnieniu pozwala ocenić w pewnym sensie geometrię największej dopuszczalnej wady wyrobu (średnicę, kształt, formę wady), dla której zapewnione jest jeszcze prawidłowe wykorzystanie wyrobu zgodnie z jego przeznaczeniem. Ma to zastosowanie głównie dla wyrobów, w których w czasie eksploatacji znajduje się medium w postaci cieczy lub gazu, a test szczelności pozwala sprawdzić, czy przy założonych wymaganiach, medium nie wydostanie się na zewnątrz wyrobu w czasie użytkowania. Przykładem są części i podzespoły w produkcji motoryzacyjnej, gdzie należy zapewnić szczelność ze względu na możliwość przecieku różnych płynów. Taka szczelność w założeniu jest zapewniona, jeśli wielkości ewentualnych wad wyrobu nie przekraczają pewnych rozmiarów. Wtedy, przy produkcyjnych testach powietrzem, dopuszczalny przeciek jest związany bezpośrednio z maksymalnym rozmiarem wady.
Spotykane są też inne sformułowania specyfikacji dla produkcyjnych testów szczelności, w zależności od typu wyrobu oraz jego warunków eksploatacji.
Jeśli mamy do czynienia z wyrobem, w którym powinno utrzymywać się stałe ciśnienie przez jakiś założony czas, można określić szczelność jako maksymalny dopuszczalny spadek ciśnienia w czasie eksploatacji. Przykładem może być wspominana wyżej opona samochodowa, w której można określić szczelność przy założeniu, że ciśnienie nie spadnie więcej niż np. 0,5 Bara w ciągu roku. Oczywiście w czasie testowania takiej opony w procesie produkcji nie dysponujemy tak długim czasem, aby wykryć ten założony maksymalny spadek ciśnienia. Powstaje pytanie jaką metodą i przy jakich parametrach należy taki test wykonywać. Jeśli mierzona będzie wartość przecieku, to kryteria w postaci dopuszczalnej wartości przecieku powinny być powiązane z wymaganiami co do spadku ciśnienia … Wówczas, wykonując szybki pomiar przecieku wykrywamy wady wyrobu, które mogłyby spowodować jego nieszczelność. Jest jednak pewien problem z takim bezpośrednim powiązaniem tej wartości przecieku (która odpowiada pewnej wielkości pojedynczej wady), ze spadkiem ciśnienia w wyrobie, bo może zdarzyć się sytuacja, gdy w wyrobie znajduje się wiele mikrowad (niewykrywalnych przez aparaturę testującą przecieki), które sumarycznie powodują większy spadek ciśnienia niż założony. W związku z tym w takich przypadkach metody pomiaru spadku ciśnienia będą bardziej miarodajne.
Kolejny przykład innego sformułowania specyfikacji dla kontroli szczelności to wymagania dla układów chłodniczych i klimatyzacyjnych, gdzie podaje się wartość maksymalnej ilości gazu chłodniczego, który może wydostać się w długim okresie czasu. Najczęściej spotykaną graniczną wartością przecieku dla takich układów jest wartość 1 g/rok (jeden gram na rok). Jeśli testy prowadzi się w procesie produkcji, np. metodą helową, należy dokonać odpowiednich przeliczeń tej granicznej wartości, na wartość przecieku dla helu, podawaną na ogół w jednostkach mbar*l/s (milibar razy litr na sekundę).
W przemyśle opakowań, kosmetycznym, medycznym, można spotkać specyfikacje dla testu szczelności, w postaci maksymalnej średnicy wady, która musi zostać wykrywana (np. 0,05 mm). Stosując produkcyjną metodę testowania, bądź za pomocą spadku ciśnienia, bądź pomiaru przecieku, należy również dokonać odpowiednich przeliczeń wykorzystując prawa opisujące zależność przecieku (przepływu) od geometrii wady. Należy pamiętać, że takie teoretyczne zależności obowiązują dla uproszczonych warunków (np. regularny kształt wady), mogą więc być podstawą dla przybliżonego określenia wartości przecieku dopuszczalnego. Możliwe jest też w takim przypadku potwierdzenie założonych wartości poprzez wykonanie pomiarów na wyrobach posiadających wady wzorcowe, lub z udziałem odpowiednich wzorców przecieku.
Kolejną ważną dziedziną, w której zastosowanie mają testy szczelności jest produkcja wyrobów, które powinny być hermetyczne, ze względu na ich stosowanie w zmiennych warunkach otoczenia. Dotyczy to np. urządzeń narażonych na opad atmosferyczny, zanurzenie w wodzie, zanieczyszczenie pyłem, wilgocią, itp. Dla takich urządzeń wymagania hermetyczności (szczelności) są określone poprzez normy IP, które precyzują na jakie czynniki zewnętrzne wyrób powinien być odporny. Przykładem jest norma IP67, która wymaga, aby wyrób był szczelny przy zanurzeniu do wody na głębokość 1 m, przez 30 minut. Podobnym wymogiem jest wodoszczelność zegarka, przy zanurzeniu np. do głębokości 50 m. Na tej głębokości panuje ciśnienie 5 bar, co od razu określa wymagania dla wartości ciśnienia w jakim powinien być wykonywany test.
Inne normy IP precyzują wymagania co do „bryzgoszczelności”, „pyłoszczelności”, itp. Powstaje znów problem jak dobrać warunki dla testów produkcyjnych takich wyrobów, aby spełniały wymagania norm IP. W masowej produkcji, gdzie stosuje się szybkie testy powietrzem, niemożliwe jest bowiem odtworzenie warunków sformułowanych w tych normach. Konieczne jest więc przeprowadzenie odpowiednich obliczeń lub wykonanie testów porównawczych dla znalezienia korelacji między wymaganiami norm, a kryteriami dla mierzonych w testach produkcyjnych wartości przecieków.
Problem hermetyczności urządzeń według norm IP lub podobnych, oraz warunków testowania szczelności w produkcji pojawia się coraz częściej w różnych dziedzinach. Przykładem jest cały przemysł samochodów elektrycznych, gdzie musi być zapewniona odpowiednia szczelność dla baterii, podzespołów elektronicznych, okablowania, itp. Inne przykłady to produkcja wodoodpornych urządzeń zawierających elementy elektroniki wewnątrz szczelnej obudowy, takich jak telefony komórkowe, zegarki, czujniki, elementy telekomunikacyjne, kamery, itp. Takie urządzenia powinny być testowane w procesie produkcji masowej, potrzebne więc są takie sformułowania specyfikacji dla testów szczelności, aby możliwe było ich dostosowanie do wymogów zapisanych w odpowiednich normach oraz dla zapewnienia ich prawidłowej eksploatacji.
Podsumowując, dla zapewnienia prawidłowego testowania szczelności wyrobów w procesie masowej produkcji, konieczne jest sformułowanie wymogów i specyfikacji określających metodę testowania oraz wartości parametrów pozwalających na określenie, czy wyrób jest „dobry” (szczelny), czy „zły” (nieszczelny). W zależności od typu wyrobu i jego przeznaczenia należy często dopasować kryteria akceptacji dla pomiaru wielkości przecieku (przy testach produkcyjnych) do jakościowych założeń eksploatacyjnych dla wyrobu. Wiąże się to z koniecznością przeprowadzenia analiz przy wykorzystaniu praw opisujących odpowiednie zjawiska fizyczne, lub wyników badań i eksperymentów laboratoryjnych, oraz uwzględniając aspekty ekonomiczne, środowiskowe i bezpieczeństwa użytkowania. Niezbędne jest więc posiadanie szerokiej wiedzy z różnych dziedzin oraz dużego doświadczenia, dla rozwiązania wielu zagadnień związanych z testowaniem szczelności wyrobów w warunkach produkcyjnych.
WNIOSKI
Dzięki swoim kompetencjom oraz wieloletniemu doświadczeniu w stosowaniu różnych metod kontroli szczelności w wielu dziedzinach produkcji, inżynierowie firmy ATEQ posiadają wiedzę pozwalającą na zaproponowanie rozwiązań związanych z metodyką testowania, doborem i optymalizacją parametrów testu, określeniem kryteriów i specyfikacji dla kontroli jakości w produkcji.
Przekazanie wiedzy może odbywać się poprzez konsultacje, udział w testach i eksperymentach związanych z konkretną aplikacją, jak również poprzez szkolenia organizowane w biurze Firmy lub w siedzibie Klienta.
W ofercie firmy ATEQ znajduje się aparatura i urządzenia, które mogą być wykorzystane praktycznie we wszystkich zastosowaniach w produkcji, od detektorów działających na zasadzie pomiaru spadku ciśnienia powietrza, poprzez bezpośrednie testowanie przepływów i mikroprzecieków metodami powietrznymi, helowymi, z wykorzystaniem wodoru, jak również metodami elektrycznymi.
Inżynierowie ATEQ służą swoją wiedzą i doświadczeniem na każdym etapie wdrażania kontroli szczelności w konkretnych aplikacjach w zakładzie produkcyjnym Klienta.
WŁODZIMIERZ WOJDOWSKI
Z wykształcenia i zamiłowania fizyk. Uzyskał tytuł Doktora Nauk Fizycznych na Uniwersytecie Warszawskim. Przez 10 lat był wykładowcą akademickim na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, następnie przez sześć lat pracował w Polskiej Akdemii Nauk, zajmując się m.in. badaniami nieniszczącymi. Kolejnym krokiem w karierze była praca na początku lat 90-tych dla francuskiej firmy ATEQ, z którą związany jest do dziś. Był prezesem ATEQ Polska, zanim w 2022 r. przekazał zarządzanie spółką swojemu synowi Wojciechowi Wojdowskiemu.
