Quais são os padrões e métodos para testar a estanqueidade ou resistência à pressão de peças fundidas hidráulicas

Fundições mecânicas hidráulicas , como corpos de válvulas, carcaças de bombas e cilindros, são componentes fundamentais em sistemas hidráulicos. Eles apresentam caminhos de fluxo internos complexos e estão sujeitos a altas pressões operacionais. Consequentemente, a resistência à pressão (resistência hidráulica) e a estanqueidade (vedação estanque a gases) são indicadores de qualidade cruciais. Testes rigorosos garantem a qualificação do produto, a segurança do sistema e a confiabilidade operacional a longo prazo.

Teste de resistência à pressão (resistência hidrostática): padrões e execução

O teste hidrostático, ou teste de resistência hidráulica, verifica a integridade estrutural da peça fundida sob alta pressão de fluido. Garante que o componente não sofrerá deformação plástica ou ruptura sob condições de tensão máxima.

Determinação dos principais parâmetros de pressão

A pressão de teste para peças fundidas hidráulicas é consistentemente definida muito mais alta do que a pressão nominal do componente (pressão de trabalho de projeto), de acordo com os padrões da indústria e especificações específicas do produto.

• Multiplicador Padrão: Uma prática comum da indústria determina que a pressão de teste deve ser 1,5 vezes a pressão nominal. Por exemplo, um corpo de válvula projetado para uma pressão nominal de 25MPa deve suportar uma pressão de teste de pelo menos 37,5MPa.

• Meio de teste: Meios líquidos como água limpa, óleo hidráulico ou emulsão são normalmente usados. Os líquidos são preferidos devido à sua incompressibilidade, o que minimiza a liberação de energia e aumenta a segurança no caso de falha na fundição.

• Tempo de espera: A pressão de teste deve ser mantida por um período especificado, geralmente variando de 3 a 10 minutos, dependendo da espessura da parede da peça fundida, do tamanho e do padrão vigente. Tempos de espera mais longos são necessários para componentes grandes ou críticos.

Procedimento de teste e critérios de aceitação

O procedimento de teste exige controle preciso e observação meticulosa para resultados confiáveis.

• Processo de Pressurização: A pressão deve ser aumentada lenta e uniformemente até o nível de teste. Picos rápidos de pressão devem ser evitados para evitar diagnósticos incorretos ou danos. A taxa de aumento deve ser desacelerada quando 90% da pressão alvo for atingida.

• Inspeção Visual: Durante o tempo de espera, o operador deve realizar um exame visual detalhado de todas as superfícies externas, soldas (se aplicável) e áreas de junta.

• Critérios de aceitação: Um casting é considerado conforme se:

  1. O corpo fundido não apresenta sinais visíveis de vazamento (por exemplo, gotejamento ou pulverização).

  2. A estrutura de fundição não apresenta deformação ou ruptura observável.

  3. A leitura do manômetro permanece estável durante todo o tempo de espera necessário, sem queda significativa.

Teste de estanqueidade (estanqueidade): métodos e requisitos

O teste de estanqueidade avalia a densidade e a integridade do material fundido, concentrando-se em microdefeitos, como microencolhimento, porosidade fina ou pequenas rachaduras que podem levar à infiltração de fluido. Como as moléculas de gás são significativamente menores que as moléculas de líquido, o gás oferece penetração superior, tornando os testes de hermeticidade altamente sensíveis a falhas microscópicas.

Configurações de média e pressão

O meio de teste para estanqueidade é geralmente um gás seco e limpo, como ar comprimido ou nitrogênio.

• Pressão de teste: A pressão de teste de estanqueidade normalmente varia de 60 a 100 da pressão nominal ou conforme especificado pelo padrão do produto. Geralmente é inferior à pressão do teste hidrostático. Alguns padrões exigem uma pressão mínima de 0,2 MPa.

• Criticidade: Para as câmaras de controle e passagens internas dos corpos das válvulas hidráulicas, a estanqueidade é fundamental. Ele garante um controle eficaz de fluidos e evita "vazamentos internos" prejudiciais dentro do sistema.

Métodos de detecção de chave

Vários métodos de alta sensibilidade são empregados para verificar a estanqueidade de peças fundidas hidráulicas:

1. Teste de imersão em água:

   • A peça fundida é pressurizada internamente com o gás de teste.

   • Todo o componente ou a área específica sob inspeção é submersa em um tanque de água. O ponto mais alto deve estar afastado da superfície da água por uma distância definida.

   • Padrão de aceitação: Após um tempo de imersão suficiente, a superfície é observada quanto a fluxos contínuos e constantes de bolhas. Borbulhamento persistente indica um caminho de vazamento, levando à rejeição.

2. Teste de aplicação de líquidos (teste de bolha de sabão):

   • A fundição é pressurizada internamente.

   • Um líquido de detecção especial (por exemplo, solução de sabão ou agente espumante) é aplicado nas superfícies críticas, como faces de contato, conexões roscadas ou transições de espessura de parede.

   • Padrão de aceitação: Se existir um vazamento, o gás que escapa formará uma bolha que cresce continuamente na superfície. A inspeção visual normalmente dura pelo menos 1 minuto.

3. Teste de queda de pressão (método de pressão diferencial):

   • Este método utiliza sensores de alta precisão para monitorar a queda de pressão dentro da peça fundida pressurizada e selada durante um tempo de espera específico (por exemplo, 3 minutos).

   • Vantagem: Este método é altamente automatizado e fornece uma medida quantitativa da taxa de vazamento, tornando-o adequado para produção de alto volume.

   • Padrão de aceitação: A queda de pressão real deve ser menor que a queda de pressão máxima permitida especificada no padrão do produto ou acordada entre o fornecedor e o cliente.

4. Detecção de vazamento por espectrometria de massa de hélio:

   • Este é o método mais sensível, capaz de detectar vazamentos extremamente pequenos (microvazamentos).

   • O hélio é usado como gás traçador para pressurizar a peça fundida. Um espectrômetro de massa detecta então a concentração de hélio que escapa para a câmara de vácuo circundante ou para a área farejadora.

   • Este método é reservado para peças fundidas hidráulicas aeroespaciais ou de missão crítica, onde é necessária tolerância zero a vazamentos.

Requisitos rigorosos para procedimentos de testes profissionais

Todos os testes profissionais, seja de resistência hidrostática ou de estanqueidade, devem aderir a regulamentos rígidos de segurança e precisão.

• Calibração de Equipamentos: Todos os manômetros, sensores e equipamentos de pressurização (bombas/compressores) devem ser calibrados profissionalmente. A precisão do manômetro deve atender aos padrões exigidos, com faixa normalmente de 1,5 a 3,0 vezes a pressão de teste.

• Protocolos de segurança: Durante os testes, é estritamente proibido apertar conexões roscadas ou aplicar força externa a componentes pressurizados. A despressurização deve ser feita lentamente e as peças pressurizadas não devem ser desmontadas antes que o manômetro volte a zero.

• Rastreabilidade: É obrigatório um relatório de teste abrangente, detalhando a pressão de teste, meio utilizado, tempo de espera, temperatura ambiente, identificação do operador e resultado final. Todos os dados devem ser facilmente rastreáveis.