수밀 상태의 의미-누설 테스트에서 정확한 누설값을 도출하는 방법

자동차 산업에서는 매년 수십억 개의 부품, 하위 조립품 및 조립된 차량이 누설 테스트가 이루집니다. 각 누설 테스트에 대해 누설 속도에 관한 테스트 사양을 설정해야 합니다. 즉, 어떤 누설 속도가 여전히 "정상"으로 간주되고, 어떤 누설 속도가 너무 크거나 "비정상"으로 정의되는지 여부를 확인해야 합니다.

누설 테스트를 하는 이유는 무엇입니까?

올바른 누설 속도 설정을 결정하는 방법을 이해하려면 먼저 구성 요소 또는 하위 조립품의 누설 테스트를 수행해야 하는 이유를 이해해야 합니다. 좋은 질문은 "무엇을 예방해야 하는가?" 입니다. 때로는 누설로 인해 부품이나 시스템이 손상될 수 있고, 또는 제품의 사용자가 피해를 입을 수 있습니다. 또한 규정에 명시되어있는, 누설로 인한 환경적 우려가 있을 수 있습니다.

이러한 예방해야 할 부분이 이해가 되었다면(때로는 예방해야 하는 부분이 두 개 이상일 수 있음), 다음 단계는 누설을 분류하는 것입니다.

누설 유형

모든 누설 사례는 다음과 같은 일반적인 세 가지의 범주로 분류할 수 있습니다.

매체가 부품 또는 시스템 내부에 포함된 경우(매체가 손실되면 손상될 수 있음)
부품이나 시스템에 다른 매체가 침투한 경우
한 매체가 두 번째 매체에 의해 활성되어 생기는 경우

정확한 누설값을 도출하는 방법

경우에 따라 최대 누설률을 보장하는 명확한 규정이 있습니다. 가장 대표적인 경우는 에어컨 내 냉매의 최대 허용 누설률 규제입니다.

때로는 어떤 매체에 어떤 누설률을 적용해야 하는지를 보여주는 단순화된 표를 참조합니다. 이러한 표는 각 매체에 대해 하나의 규정만 있는 것이 아니기 때문에 오해의 소지가 될 수 있습니다. 예를 들면, 발전소의 물 손실이나 전자 부품으로의 물 유입을 생각할 때처럼 항상 수밀한 상태임을 의미하지는 않습니다.

적용된 상황에서 각 구성 요소에 대해 최대 허용 누설량을 설정해야 하며 여기서 누설값을 도출할 수 있습니다. 예를 들면, 액체 누설의 경우 소량의 액체가 웬만한 정도에서 누설이 전혀 없는 정도까지 범위가 다양할 수 있습니다. 가스 누설의 경우 기술적으로 누설이 불가능 합니다.

예시: 물-글리콜 냉각액의 손실

물-글리콜은 수세기 동안 엔진 냉각에 사용되어 왔습니다. 엔진이 냉각 매체를 상실할 경우 엔진이 과열되기 시작하여 최종적으로 고장날 위험이 있습니다. 그러나 소량의 냉각수 손실은 냉각 저장소에서 다시 보충됩니다. 또한 따뜻하고 환기가 잘 되는 엔진실에서는 소량이 빠르게 증발합니다. 일반적으로 10^-3 mbar·l/s의 누설량 스펙이 이 용도에 사용됩니다.

최신 드라이브 트레인 배터리도 물-글리콜 혼합물이 포함된 냉각 루프를 사용하는 경우가 많습니다. 그러나 이 액체를 담기 위한 요건은 훨씬 더 까다롭습니다. 적은 양의 물-글리콜 손실도 전자 제품과 접촉할 수 있고, 전기 부족을 유발할 수 있습니다. 따라서 허용 가능한 물-글리콜 누설량은 엔진 냉각 애플리케이션에 비해 훨씬 낮은 수준으로 설정해야 합니다. 이러한 냉각 루프는 (작동 압력에 따라) 10^-4 ~ 10^-5 mbar·l/s 범위에서 누설량을 테스트해야 합니다.

누설량 사양에 영향을 미치는 기타 요인은 다음과 같습니다.

온도
작동 압력
물질적 결합
규정

특히 누수량에 미치는 작동 압력이 큽니다. 유체의 작동 압력이 높을수록 결함으로 인한 누설량은 높아집니다. 그리고 증가는 선형적이지 않지만 누설량은 2차 전력 (q~ p²)에 대한 압력에 따라 증가합니다.

예: 연료 누설

내연기관(ICE) 차량의 경우 가스 탱크, 연료 공급 라인, 분사 시스템 등 여러 부분에서 연료 누설을 방지해야 합니다. 가스 탱크와 일부 연료 공급 라인 및 펌프에서 연료는 액체 형태로, 연료 분사 시스템 및 고압 연료 펌프에서는 가스 형태로 포함됩니다. 또한 압력은 가스 탱크의 대기압부터 연료 분사 시스템의 최대 2,000bar까지 상당히 다양합니다.

가스 탱크의 액체 누설을 방지하기 위해서는 10-3 mbar·l/s의 누설량 스펙으로 충분할 수 있지만 증기는 종종 더 엄격한 테스트가 필요하기 때문에 가스 탱크의 탄소 수소 배출 에 대한 강력한 규제가 필요합니다. 연료 시스템의 저압 쪽은 일반적으로 10^-4 mbar l/s 범위의 누설량을 시험하는 반면, 연료 분사 시스템의 고압측은 10^-5..10^-6 mbar·l/s 까지 누설 테스트를 필요로 합니다.

또한 수분 침투의 경우 액체 상태의 물의 유입을 방지해야 하는지 여부 또는 습도 흡수가 문제를 일으킬 수 있는지에 따라 매우 다른 사양이 필요할 수 있습니다. 대기압에 가까운 액체 수분 침투의 경우 일반적으로 10 ^-3 의 누설량 입니다. 10 ^-5 mbar·l/s를 달성해야 하는 반면 습도 침투를 방지하려면 10 ^-6 mbar·/s 이하의 누설량이 필요합니다.

각 응용 시나리오에 대한 개별 사양

구성 요소 또는 시스템을 테스트해야 하는 올바른 누설률 사양에는 많은 요인이 영향을 미칩니다.

INFICON은 재발 사례에 대한 몇 가지 지침을 제공합니다. 그러나 실제 사례마다 정확한 조건이 다를 수 있으므로 정확한 적용 사례들을 바탕으로 각 사례별, 개별적으로 결정해야 합니다.

특정 구성 요소 또는 하위 시스템에 대한 누설 테스트 사양을 결정해야 하는 경우, 우리는 도움을 드릴 수 있습니다. 지원을 위해 당사에 문의하십시오 .