Teoria

Analisi tassi di perdita

La perdita "zero" non esiste e se anche esistesse non sarebbe possibile misurarla. Pertanto, basandosi su tabelle fornite dalle normative é sempre bene definire a priori per il proprio particolare il livello di perdita ammissibile.

Dopo questa prima valutazione é necessario studiare il fluido di esercizio (gassoso o liquido) e le pressioni operative a cui é sottoposto il componente da collaudare.

Nel caso di componenti per gas , dove cioé non esista uno "spartiacque" tra le dimensioni molecolari dei fluidi (test/operativo), ci si attiene alla sola valutazione di pericolo: per esempio lo stesso particolare per gas può avere due livelli di perdita ammissibile completamente diversi nel caso sia applicato in ambiente domestico (cucina) o per linee di trasmissione all'aperto.

Esempi di tassi di perdita stabiliti dalle normative per componenti gas sono :

• 15 - 60 nCC/ora @ 150mBar : per rampe gas cucina
• 1 - 5 nCC/ minuto @ 5 Bar : per giunti linee trasmissione gas esterne

Nel caso di componenti per liquidi (acqua/sangue/carburanti/olio, ecc..) ed in base anche al livello di pericolo in caso di perdita, vi sono valori normativi di fuga misurata in aria dove il liquido sicuramente non trafilerá, visto il rapporto molecolare tra aria e un determinato fluido.

Esempi di tassi di perdita per liquidi sono (misurati ad aria ,1 Bar)
 

• 0,3 - 0,6 nCC/Minuto : per contenitori carburanti
• 2,0 - 3,0 nCC/Minuto : per contenitori acqua
• 3,0 - 6,0 nCC/Minuto : per contenitori olio

In realtá , ove possibile, é meglio applicare pressioni piú elevate, nell'ambito di 1..6 Bar massimo. Con tale soluzione si possono ridurre i tempi di collaudo e migliorare sensibilmente le performances della prova. Aumentando la pressione di test si ha un'amplificazione della perdita, la quale genericamente non é lineare alla pressione: se per esempio misuriamo 1 nCC/minuto a 1 Bar di test, la stessa perdita misurata a 5 Bar può risultare molto maggiore di 5 nCC/minuto.

Inoltre una maggiore pressione amplifica l'eventuale difetto, se elastico, slabbrando il meato come ad esempio nel caso di saldature su plastica o cricche.

In contrapposizione é necessario valutare gli aspetti negativi di pressioni maggiori , quali maggiori tempi d'assestamento nel caso di particolari elastici, perdite "mascherate" nel caso ad esempio di guarnizioni a labbro ove l'elevata pressione fa sí di aumentare la tenuta di un particolare difettoso e problematiche inerenti alla sicurezza per le persone e l'ambiente circostante. Quindi le giuste pressioni di test debbono essere ricercate in collaborazione con professionisti del settore dotati di un'esperienza maturata da anni e soprattutto della strumentazione per eseguire tutte le prove iniziali del caso.

Relazione tra tasso di perdita in vol/t e 𝜟𝑷

Si vuole formulare la relazione che esiste tra tasso di perdita espresso in vol/t (es: cc/min, cc/h , etc..) e il calo di pressione all’interno di un particolare durante una prova di tenuta a calo assoluto di pressione.

Partendo dalla formula dei gas ideali: 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇

Dove si assume:
P = pressione di riempimento del particolare in test
V = volume del particolare
n = numero di moli all’interno del particolare
R = costante universale dei gas
T = temperatura

Dopo “t” secondi, per via di una perdita che chiameremo “Q”, avremo un numero di moli dispersi in ambiente pari a:
 

Le moli rimanenti all’interno del volume quindi saranno:



Assumendo la temperatura costante, dopo un tempo t avremo questa pressione all’interno del particolare:



Quindi, definendo il calo di pressione 𝛥𝑃 come P - P2, si ha che:



Risolvendo rispetto a Q si ha:



Che è la perdita teorica desunta da un calo di pressione all’interno del pezzo in “t” tempo. In questa analisi occorre assumere che la pressione e la temperatura rimangano costanti durante il tempo “t” di test.