#leak detection methods

Leak Detection Methods

วิธีการวัดการรั่ว (Air & Gas)

สินค้า, อุปกรณ์ หรือระบบต่างๆ ย่อมไม่ต้องการให้เกิดการรั่ว ซึ่งขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งานที่จะนำไปใช้ และอัตราการรั่วที่ยอมรับได้ ในความเป็นจริงนั้นอุปกรณ์หรือระบบต่างๆ จะมีการรั่วอยู่แล้ว ขึ้นอยู่กับว่าจะมากหรือน้อยเพียงใด แต่ถ้าชิ้นงานมีอัตราการรั่วน้อยกว่าค่าที่ยอมรับได้ ก็อาจจะถือว่าไม่รั่วก็ได้

ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีหน่วยวัด อัตราการรั่ว ใช้สัญญาลักษณะว่า “ ” และมีสมการว่า

ยกตัวอย่างเช่น ถังปิด 1 ลิตร มีแรงดันลดลง 1 mbar ใน 1 วินาที อัตราการรั่วจึงเท่ากับ 1 mbar l/sec และมีหน่วยอื่นๆเช่น

• Pascal cubic meter/sec (Pa x M3/sec)

• atmosphere cubic centimeters/sec (atm cc/s)

• mbar l/sec

• standard cubic centimeters/sec (sccs)

• torr liters/sec

• kilogram of air/hour

• gram of C2 H2 F4 (R 134a)/year

• time to form a bubble, sec

และสามารถแปลงค่าได้ ดังนี้

ช่วงของการรั่วอาจจะมีตั้งแต่ มากกว่า 100 mbar l/sec ไปจนถึง น้อยกว่า e-11 mbar l/sec จึงมีความจำเป็น ที่จะต้องเลือกวิธี และเครื่องวัดค่ารั่ว ที่เหมาะสมกับชิ้นงานแต่ละชนิด การเลือกวิธีวัดค่ารั่วมักให้ความสำคัญกับ ความเร็วในการตรวจวัด และความละเอียดของค่าอัตราการรั่ว ซึ่งมีวิธีการวัดค่ารั่วหลายวิธี เช่น

1. Bubble Test

คือการนำชิ้นงานมาอัดลมแล้วนำไปจุ่มน้ำ เพื่อดูการรั่วจากฟองอากาศที่เกิดขึ้น

• ค่าความละเอียดประมาณ e-4 std cc/sec

ข้อเด่นการใช้งาน

• สามารถกำหนดตำแหน่งที่รั่วได้

• สามารถทำการทดสอบความแข็งแรงไปพร้อมกันได้ เพื่อประหยัดขั้นตอนและเวลาลงได้

• ราคาประหยัด เมื่อเทียบกับกำลังผลิต

ข้อจำกัดการใช้งาน

• ความละเอียด แม่นยำ และเที่ยงตรง ขึ้นอยู่กับผู้ปฏิบัติ ซึ่งอาจมองไม่เห็น หรือมองไม่ครบทุกจุด

• หลังจากทดสอบชิ้นงานจะเปียก ต้องมีขั้นตอนทำให้แห้ง ซึ่งจะต้องเสียเครื่องจักร, พลังงาน และเวลา

2. Pressure/Vacuum Decay Test

คือการนำชิ้นงานมาอัดลมแล้วจับแรงดัน และจับเวลา เมื่อครบกำหนดแล้วดูค่าแรงดันที่ตกลง ว่ามีการรั่วปริมาณเท่าใด

• ค่าความละเอียดประมาณ e-4 std cc/sec

ข้อเด่นการใช้งาน

เมื่อใช้ Pressure transducer ที่มีความละเอียดสูง (A/D converter 24 bit)

1. สามารถแสดงค่าเป็นตัวเลข

2. มีความละเอียด, และแม่นยำ

3. รวดเร็ว

4. ไม่ต้องใช้แรงดันที่สูง

ข้อจำกัดการใช้งาน

1. ไม่สามารถกำหนดตำแหน่งที่รั่วได้

3. Halogen Sniffer

เป็นการหารอยรั่วที่ได้รับความนิยมในวงการทำความเย็น(Air condition & Refrigeration) คือการใช้ หัวดม(Sniffer) ดึงอากาศจากจุดทดสอบที่ชิ้นงาน มาผ่านแสง Infrared เมื่อมีสารทำความเย็น(Halogen) ที่ปนมา จะทำให้ Infrared มีการเปลี่ยนแปลงความเข้ม และนำค่าความเปลี่ยนแปลงมาแสดงเป็นค่ารั่วของสารทำความเย็น

• ค่าความละเอียดประมาณ e-2 - e-6 std cc/sec

ข้อเด่นการใช้งาน

เมื่อใช้ Pressure transducer ที่มีความละเอียดสูง (A/D converter 24 bit)

1. สามารถกำหนดตำแหน่งที่รั่วได้

2. สามารถตรวจสอบระหว่างการผลิตได้

3. สามารถตรวจสอบหลังการผลิต เพื่อตรวจสอบโดยรวมก่อนส่งชิ้นงานได้

4. สะดวกที่จะทำการทดสอบที่หน้างาน

ข้อจำกัดการใช้งาน

1. ต้องใช้แก๊สค้นหารอยรั่ว (Tracer gas) เป็นสารทำความเย็นเท่านั้น

2. มีค่าความละเอียดในช่วงจำกัด (ประมาณ e-2 - e-6 std cc/sec)

3. เนื่องจากใช้หัวดม(Sniffer) ความละเอียด, แม่นยำ และเที่ยงตรง จึงขึ้นอยู่กับผู้ปฏิบัติ (ลักษณะ และความเร็วของการเดินหัวดม), สภาวะสารทำความเย็นที่ตกค้าง ปนเปื้อน และปั่นป่วน รอบชิ้นงาน(Background) และต้องใช้เวลาในการหาจุดรั่ว จนทั่วชิ้นงาน

4. Helium Leak Detection (Inside-out)

คือการนำชิ้นงานเข้าไปใน Camber แล้วจ่าย Helium เข้าไปในชิ้นงาน และใช้ Helium Mass Spectrometer ที่ต่อกับ Chamber ตรวจหา Helium ที่รั่วออกมาจากชิ้นงาน

• ค่าความละเอียดประมาณ e-12 std cc/sec (Leybold)

• ค่าความละเอียดประมาณ e-12 std cc/sec (Old Varian)