CH426306A - Procédé de contrôle de l'étanchéité d'un corps creux - Google Patents
Procédé de contrôle de l'étanchéité d'un corps creuxInfo
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Description
Procédé de contrôle de l'étanchéité d'un corps creux Dans tous, les domaines de 1a technique moderne, qu'il s'agisse de réalisations. sous-marines, d'explora tion de l'espace, d'implantation de stations dans des conditions climatiques particulières, de recherches en laboratoire ou de technologies plus courantes, ainsi que leurs applications.,
l'importance des mesures d'étanchéité de corps creux s'impose dès le moment où ces corps creux sont conçus pour résister à la pénétration d'agents extérieurs, tels que gaz (vapeurs, poussières, etc.) ou liquides. Les mesures d'étan chéité prennent une importance prédominante pour le contrôle qualitatif de la production,
la fixation de seuils de tolérance ainsi que le classement de valeur résultant de chaque qualité. Ces mesures doivent permettre de comparer des techniques de fabrication différentes et d'améliorer ces, techniques ainsi que les moyens d'étanchéité utilisés.
Quatre méthodes ide .contrôle @de :l'étanchéité de corps creux, connues, jusqu'ici, peuvent être citées parmi d'autres Dans la première méthode valable pour des corps creux possédant une fenêtre transparente, ces der niers sont plongés un :certain temps dans de l'eau en surpression, les fuites d'eau étant constatées visuel lement.
Ce test ne peut donner que des résultats qualitatifs et présente l'inconvénient de nécessiter l'ouverture et le nettoyage des corps imparfaitement étanches.
Dans la deuxième méthode, des corps possédant également une fenêtre sont posés sur un coussin chauffant porté à une température de 40 à 50o C. On examine visuellement la buée formée dans ces corps après un certain temps. Egalement de nature qualitative, ce test présente les mêmes inconvénients que celui de la mise des corps en surpression dans l'eau.
Dans la troisième méthode, on introduit le corps dans un récipient rempli d'eau, dont on abaisse pro gressivement la pression. L'émission localisée de bulles d'air révèle des imperfections d'étanchéité. Ce test, également de nature qualitative, révèle seule ment le degré d'étanchéité dans le sens intérieur- extérieur.
Enfin, dans la quatrième méthode, l'étanchéité est, comme dans. la méthode de mise en :dépression dans l'eau, estimée de manière :indirecte. Les corps creux sont introduits dans une enceinte étanche dont l'air est aspiré par une pompe jusqu'à un vide déterminé. Après un certain temps, on mesure la pression de l'enceinte, dont la valeur est influencée par les fuites d'air provenant :
des corps. Cette mé thode est peu sûre, en raison du fait que l'air enfermé dans les corps peut aussi s'échapper lors du pom page. Il en résulte que des corps creux -peu étanches peuvent donner les mêmes résultats de mesure que des corps parfaitement étanches.
Comme la troisième méthode mentionnée, cette méthode qui, cependant, est de nature quantitative, ne permet de mesurer l'étanchéité que dans le sens intérieur-extérieur, alors qu'en fait c'est l'étanchéité dans le sens extérieur- intérieur qui est, la plupart du temps, déterminante.
Un contrôle quantitatif industriel doit cependant répondre à plusieurs exigences. D'une part, le test doit être assez simple, rapide et sensible et de préfé rence ne pas exiger l'ouverture du corps creux avant ou après l'opération et, d'autre part, les conditions physiques lors du test doivent être bien fixées,
faci lement contrôlables. et doivent reproduire aussi fidè lement que possible les conditions réelles. Aucune des méthodes connues ne permet de satisfaire parfai tement à ces exigences. Des recherches, approfondies ont été conséquemment effectuées, pour résoudre le problème du contrôle et de la classification des corps creux au point de vue de leur étanchéité.
Ces recher- ches. ont permis d'aboutir au développement de méthodes entièrement nouvelles et dont les résultats favorables laissent entrevoir une application indus- trielle à très grande échelle.
La présente invention a précisément pour objet un procédé de contrôle de l'étanchéité d'un corps creux, caractérisé par le fait que l'on soumet le corps creux à la pression d'au moins un gaz ,inerte et par le fait que l'on détermine ensuite la quantité d'au moins une partie de ce gaz au moyen -d'un émetteur de rayons X et d'un récepteur de rayonnement,
de telle manière qu'à chaque degré de passage du gaz au travers des moyens d'étanchéîté @du corps creux corresponde une valeur bien définie.de cette quantité.
Les dessins annexés représentent schématique ment, à titre d'exemple, deux formes d'exécution et une variante d'un dispositif pour la mise en #uvre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 en montre la première forme d'exécu tion, pour un corps creux possédant une fenêtre.
La fi-. 2 en montre la seconde forme d'exécu tion, valable pour un corps creux quelconque.
La fig. 3 est une variante de la forme d'exécu tion représentée en fig. 2.
La fig. 4 représente un, graphique montrant la relation entre ]'intensité de fluorescence et la pro- portion massique de Krypton.
La fig. 5 représente un, graphique illustrant la variation de l'intensité de sortie en fonction du temps.
La fig. 6 représente la courbe de l'intensité détec tée en fonction du temps pour un exemple particulier. D'une façon générale, trois modes d'applications sont d'ores et déjà prévus dans le cadre du procédé.
Dans le premier mode d'application, on met le corps creux pourvu d'une fenêtre en surpression con trôlée dans une atmosphère gazeuse pendant un temps déterminé, on nettoie éventuellement sa surface,
on introduit celui-ci dans une enceinte de mesure, on excite le gaz introduit dans le corps creux au moyen d'un tube à rayons X et on mesure les radiations de fluorescence du gaz au moyen d'un tube compteur, de manière à déterminer la quantité de gaz intro duite dans le corps creux.
Dans le deuxième mode d'application, on intro duit un corps creux quelconque dans une enceinte étanche, on met cette enceinte en surpression quasi instantanée, et on mesure l'intensité de rayons X traversant cette enceinte,
de manière à déterminer la quantité de gaz introduite dans le corps creux par la mesure de la diminution<B>d</B>e la quantité de gaz ini tialement contenue dans l'enceinte.
Enfin, dans le troisième mode d'application, on met un corps creux quelconque en surpression con- trôlée dans une atmosphère gazeuse pendant un temps déterminé, on introduit le corps dans une enceinte étanche, on met cette enceinte sous vide, et on mesure l'intensité des rayons X traversant cette enceinte,
de manière à déterminer la quantité de gaz s'échappant du corps dans l'enceinte.
Dans taus ces modes d'application, les condi tions suivantes sont respectées 1. L'agent de mesure est un gaz. En effet, l'étan chéité est d'un intérêt pratique plus grand par rapport à un gaz que par rapport à un liquide, car si le corps creux est étanche vis-à-vis d'un gaz,
il l'est vis-à-vis d'un liquide, alors que la réciproque n'est pas. vraie à priori.
2. Le gaz est de préférence incolore et inerte afin de ne pas exiger l'ouverture éventuelle du corps creux après le test.
3. L'introduction. du gaz dans le corps creux est fait à une pression qui n'influence que dans une faible mesure l'étanchéité du corps.
4. La mesure de la quantité de gaz introduite, res- pectivement extraite du corps creux, est faite sans nécessiter son ouverture.
En se référant à la fig. 1, on voit la forme d'exécution; d'un dispositif pour la mise en oeuvre du premier mode d'application.
Un faisceau de rayons X, dit rayonnement Pri maire, provenant d'un tube cathodique 1, est dirigé sur 1a fenêtre du corps creux 2, préalablement mis en surpression dans un gaz inerte, par exemple du Krypton.
Le faisceau de rayons. X excite le gaz contenu dans le corps creux et donne ainsi naissance à un rayonnement secondaire, dit de fluorescence.
Le rayonnement de fluorescence émanant du corps creux 2 est & abord diffracté par un cristal analyseur 3, puisRTI ID="0002.0235" WI="11" HE="4" LX="1443" LY="1795"> mesuré par un tube. compteur 4.
On obtient ainsi une mesure de la quantité de gaz introduite dans le corps creux. Seul un gaz traceur lourd permet d'éviter une trop grande absorption par la fenêtre du corps et d'obtenir un bon rendement de fluorescence. D'ans le cas d'utilisation de Krypton,
le tube générateur de rayons X a de préférence une anticathode de Molybdène. Le tube compteur est précédé d'un, collimateur 5.
<B>Il</B> convient ici d'illustres par un calcul numé- rique le rapport d'intensités entre un rayonnement primaire monochromatique correspondant à la raie K du Molybdène,
et le rayonnement die fluorescence produit par excitation du Krypton contenu dans le corps creux.
Considérons un corps creux ayant pour dimen- sions moyennes 3 cm3 de volume et 7 cm2 de sur face, fermé avec un verre organique de 1 mm d'épaisseur. Supposons que le corps vide soit sou mis, avant la mesure, à une ,surpression de 1 atm pendant 10 minutes, dans une enceinte contenant du Krypton. L'inten:
sité de rayonnement de fluorescence est donnée parc la relation
EMI0003.0006
Dans laquelle If.Kr. = intensité des radiations de fluorescence du Krypton Io = intensité de rayonnement primaire de longueur d'onde correspondant à la raie Ka du Molybdène K = rendement de fluorescence de la raie Ka du Krypton excité par un rayonne-
ment Ka du Molybdène b = épaisseur du verre organique.
a =angle d'incidence du rayonnement pri maire = coefficient linéaire d'absorption du verre organique pour la longueur d'onde de la raie Ka du Molybdène #tn.hr. = coefficient linéaire d'absorption du verre organique pour la longueur d'onde de la raie Ka du Krypton = coefficient d'absorption massique du
EMI0003.0032
Krypton pour la longueur d'onde de la raie Ka du Molybdène QKr. =
quantité de Krypton dans le corps creux Sc = surface moyenne du corps creux <B>0,3</B> cm-' @@.Kr. = 1,25 em-1. On a par ailleurs K = 0,7
EMI0003.0042
sin a = 0,706 b = 0,1 cm SC = 7 em Introduisons ces valeurs dans la relation précédente If.Kr. = 0.563 (1-e-17,8 QKr)
Io Exprimons maintenant lia relation entre If.Kr. et Io en évaluant l'ordre de grandeur de QKr pour deux cas @extrêmes, correspondant respectivement à un corps creux de haute étanchéité et à un corps creux de mauvaise qualité. Nous supposerons,
pour le corps creux -de très bonne qualité, que la quantité de gaz entrée est égale à la quantité de la vapeur d'eau introduite par diffusion. pour un temps et une différence de pression égaux.
EMI0003.0078
On en déduit par proportionnalité
EMI0003.0079
d'où QKr. min. = 30.10-5 g = 0'#563 (1-e-5.34.10-3) I', It.Kr. min.
I = 2,94.10-31o Nous supposons maintenant le cas d'un corps creux franchement mauvais qui soit complètement rempli après 10 minutes de surpression. Un calcul simple montre d'ailleurs que cette hypothèse correspond à un corps creux manifestement perforé.
Pour de telles conditions QKr. ma.. = 11,25-10-3g It.Kr. max. = 0,563 (1-e 0'2) Io I.Kr. mah. = 1,02.10-1 Io Finalement, pour une intensité primaire de 106 coups/ inn,
les intensités de fluorescence -seront dans ces deux cas extrêmes It.Kr. min. = 2.940 c/mn If.Kr. max. = 102.000 o/mn On voit donc que tous les cas. intermédiaires devraient pouvoir être .définis avec suffisamment de précision entre de telles, limites.
Des essais, effectués au moyen d'unrécipient d'es sais présentant un verre organique, permettent de définir 1a courbe d'intensités I des radiations de fluorescence en fonction de la proportion massique du Krypton .contenu dans. le récipient. A la fig. 4,
la courbe est représentée pour une fonction du type
EMI0003.0143
où A est la masse d'air dans le récipient, et B, (3, a et # sont -des constantes obtenues par calculs et K la masse de Krypton dans le récipient. On a
EMI0003.0154
qui est la proportion massique du Krypton.
On voit que le dispositif décrit permet de mesurer de manière satisfaisante l'étanchéité de corps creux selon le premier mode d'application du procédé.
En se référant à la fig. 2, on voit la forme d'exé cution d'un dispositif pour la mise en pauvre du second mode d'application du procédé décrit.
6 dési gne un générateur de rayons X, 7 un tube compteur à scintillations. Le corps creux 8 est logé dans une enceinte étanche 9 communiquant par une ouverture 10 avec une enceinte de mesure 11. 12 est une ouverture .pour l'entrée du gaz, 13 et 14 sont des fenêtres.. 15 indique des conduites de refroidissement du générateur 6 et du compteur 7.
Le corps 8 est placé dans l'enceinte 9 et celle-ci, avec l'enceinte 11, mise en .surpression presque instantanée. On mesure l'étanchéité du rayonnement X traversant (enceinte 11.
L'intensité de rayonnement mesurée à la sortie de l'enceinte est proportionnelle à la densité selon la loi
EMI0004.0008
Avec I = intensité de sortie Io = intensité incidente coefficient d'absorption massique e Y = parcours du rayonnement dans l'enceinte oi = <RTI
ID="0004.0022"> densité du gaz contenu dans l'enceinte Si le détecteur est équipé d'un dispositif permet tant de faire un enregistrement en fonction du temps, il fournira le diagramme -selon la fig. 5 où t,
indique le seuil de mise en surpression et où la courbe ascendante vers la droite correspond aux fuites vers le corps creux.
Cette méthode donne des. résultats intéressants et sa réalisation .est relativement simple. Il est néces- saire, cependant, de tenir compte des variations de volume du corps introduit.
Dans la variante de ce .dispositif, représentée en fig. 3, l'enceinte elle@mâme est utilisée comme tube compteur.
Il suffit pour cela de prévoir une électrode portée à une différence de potentiel suffisante par rapport aux parois, de l'enceinte pour qu'une véri table chambre d'ionisation soit ainsi réalisée. 16 dési gne le générateur à rayons X, 17 un amplificateur conduisant à un enregistreur,
18 est (enceinte étan che du corps. 19 communiquant par l'ouverture 20 avec l'enceinte de mesure 21.
22 est une fenêtre et 23 l'électrode centrale. Une telle chambre d7ionisa- tion remplie avec un gaz noble comme le Krypton possède un très bon rendement quantique pour un ,rayonnement de longueur d'onde correspondant à la raie K du Molybdène.
Le premier problème posé par la construction de l'enceinte représentée sur la fig. 2 est le choix des dimensions optimales, en fonction de l'intensité pri- maire du faisceau des rayons. X.
Des calculs détail lés, qui ne !sont pas mentionnés ici par souci de simplifications, montrent que (accroissement
EMI0004.0123
da l'intensité est proportionnelle à la longueur de la chambre, que le volume inutilisé de l'enceinte 9 doit âtre aussi faible que possible,
que le rayon de l'en- ceinte 11 doit également être réduit à sa plus. petite valeur possible,
imposée par l'ouverture de la fenêtre 14 et par la focalisation du faisceau. La longueur optimale de la chambre est déterminée en tenant compte de (augmentation de la ;
sensibilité de la mesure
EMI0004.0148
avec la longueur de la chambre et l'augmentation parallèle de la fluctuation statistique de comptage. On a représenté à la fig. 6 la courbe de l'inten sité détectée en fonction du temps, pour du Krypton à une pression initiale de 2 kg/cms,
une langueur d'enceinte de 6,6 cm et un diamètre d'enceinte de 1 cm. Dans ce graphique, A représente l'enceinte vide, B la mise en surpression, C la courbe corres pondant à un corps creux id'e bonne qualité et D celle relative à un corps creux de mauvaise qualité.
Un dispositif du troisième mode d',application du procédé n'a pas été représenté. Les indications données. jusqu'à présent devraient cependant suffire à sa compréhension. Il convient d'ailleurs de préciser que cette méthode présente l'inconvénient de mesurer l'étanchéité dans. les deux sens :
extérieur-intérieur et intérieur-extérieur. Il faudrait en outre déterminer jusqu'à quelle limite les fuites du corps creux pertur bent les mesures au moment de @la création du vide.
D'une façon générale, le procédé décrit peut être envisagé pour des utilisations industrielles,
les mesu- res pouvant pair exemple être effectuées automatique- ment et comparées à des valeurs de référence per- mettant le triage des corps répondant à des tolé rances données de ceux qui n'y satisfont pas,
respec tivement l'enregistrement du degré d'étanchéité cor respondant à un certificat de type donné. A cet égard, le procédé décrit permet des contrôles scien- tifiques, promotionnels et de hautes exigences.
Des variantes non mentionnées peuvent être uti lisées, par exemple d'autres gaz nobles que le Krypton pourraient notamment être utilisés, par exemple le Xénon.
Claims (1)
- REVENDICATION Procédé de contrôle de l'étanchéité d'un corps creux, caractérisé par le fait que l'on sou met le corps creux à la pression d'au moins un gaz inerte et par le fait que l'on détermine ensuite la quantité d'au moins une partie de ce gaz au moyen d'un émetteur de rayons X et d'un récepteur de rayonnement,de telle manière qu'à chaque degré de passage du gaz au travers des moyens d'étanchéité du corps creux corresponde une valeur mesurée bien définie de cette quantité. SOUS-REVENDICATIONS 1.Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que l'on met le corps creux, muni d'une fenêtre transparente, en surpression contrôlée dans une atmosphère gazeuse pendant un temps déterminé, que l'on nettoie éventuellement sa surface,que l'on introduit celui-ci dans une enceinte de mesure, que l'on excite le gaz introduit dans le corps au moyen d'un tube à rayons X et que ton mesure les radiations de fluorescence du gaz au moyen d'un tube comp- teur, de manière à déterminer la quantité de gaz introduite dans le corps. 2.Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que l'on introduit un corps creux quelconque dans une enceinte étanche, que l'on met cette enceinte en surpression quasi .instantanée, :et que l'on mesure l'intensité de rayons X traversant cette enceinte, de manière à déterminer la quantité de gaz introduite dans le corps par la mesure de la diminu- tion de la quantité de gaz initialement contenue dans l'enceinte. 3.Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que l'on met un corps creux quelconque en surpression contrôlée dans une .atmosphère gazeuse pendant un temps -déterminé, que l'on introduit le corps dans une enceinte étanche, que l'on met cette enceinte sous vide, et que l'on mesure l'intensité de rayon X traversant cette enceinte,de manière à déterminer la quantité de gaz s'échappant du corps dans l'enceinte.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH76765A CH426306A (fr) | 1964-11-23 | 1964-11-23 | Procédé de contrôle de l'étanchéité d'un corps creux |
| AT394465A AT272707B (de) | 1964-11-23 | 1965-04-29 | Verfahren zur Prüfung von Hohlkörpern, insbesondere Uhrengehäusen, auf Dichtheit |
| GB1815565A GB1109673A (en) | 1964-11-23 | 1965-04-29 | Method for checking the fluidtightness of a hollow body |
| DE1965A0049088 DE1282997B (de) | 1964-11-23 | 1965-05-03 | Verfahren zur Pruefung von Hohlkoerpern, insbesondere Uhrengehaeusen, auf Dichtheit gegenueber von aussen nach innen eindringenden Gasen |
| FR15786A FR1442463A (fr) | 1964-11-23 | 1965-05-04 | Procédé de contrôle de l'étanchéité d'un corps creux |
| BE663594D BE663594A (fr) | 1964-11-23 | 1965-05-07 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH76765A CH426306A (fr) | 1964-11-23 | 1964-11-23 | Procédé de contrôle de l'étanchéité d'un corps creux |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH426306A true CH426306A (fr) | 1966-12-15 |
Family
ID=4194693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH76765A CH426306A (fr) | 1964-11-23 | 1964-11-23 | Procédé de contrôle de l'étanchéité d'un corps creux |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH426306A (fr) |
-
1964
- 1964-11-23 CH CH76765A patent/CH426306A/fr unknown
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