ASTM E498 E498/E498M-11 Pratique standard pour la détection des fuites à l'aide d'un détecteur de fuites par spectromètre de masse ou d'un analyseur de gaz résiduel en mode sonde traceur

ASTM E498 E498/E498M-11 Pratique standard pour la détection des fuites à l'aide d'un détecteur de fuites par spectromètre de masse ou d'un analyseur de gaz résiduel en mode sonde traceur

La norme ASTM E498/E498M-11, « Méthode d'essai standard pour la détection de fuites à l'aide d'un détecteur de fuites par spectrométrie de masse ou d'un analyseur de gaz résiduels en mode traceur », élaborée par l'ASTM (American Society for Testing and Materials), décrit les procédures de test et de localisation des fuites de gaz d'une viscosité supérieure ou égale à 1 × 10⁻⁸ Pa m³ / s. Ces tests peuvent être effectués sur tout objet pouvant être mis sous vide et auquel de l'hélium ou un autre gaz traceur peut être appliqué.

ASTM E498 E498/E498M-11 Pratique standard pour la détection des fuites à l'aide d'un détecteur de fuites par spectromètre de masse ou d'un analyseur de gaz résiduel en mode sonde traceur

Trois méthodes d’essai sont décrites dans cette norme :

  • Méthode d'essai A : Pour l'objet testé qui peut être vidé mais qui n'a pas de capacité de pompage naturelle.
  • Méthode d'essai B : Pour objet testé avec capacité de pompage intégrée.
  • Méthode d'essai C : Pour l'objet testé comme dans la méthode d'essai B, les pompes à vide de l'objet testé remplacent celles normalement utilisées dans le détecteur de fuites.

Aux fins de la présente norme, les termes et définitions de la norme « ASTM E1316-16 Terminologie standard pour les essais non destructifs » s'appliquent.

Les méthodes d’essai décrites dans cette norme nécessitent un détecteur de fuites d’hélium capable de détecter une fuite de 1 × 10−9 Pa m³ / s.

La méthode d'essai A est utilisée pour tester les fuites d'hélium sur des objets qui peuvent être déchargés à une pression d'essai raisonnable dans un délai acceptable par des pompes de détection de fuites. Pour cela, l'objet doit être propre et sec. De plus, pour gérer des volumes plus importants ou des appareils relativement sales, des pompes à vide auxiliaires avec des capacités plus grandes que celles du détecteur de fuite du spectromètre de masse peuvent être utilisées avec le détecteur de fuite du spectromètre de masse. Dans ces conditions, la sensibilité du test d’étanchéité diminue.

La méthode d’essai B est utilisée sur les équipements de test d’étanchéité qui peuvent fournir leur propre vide (c’est-à-dire les équipements dotés d’un système de pompage intégré) au moins jusqu’à un niveau de plusieurs centaines de pascals ou moins.

Si la méthode d'essai C permet d'obtenir des pressions internes inférieures à 2 × 10⁻² Pa en présence de fuites , ces dernières peuvent être détectées et évaluées à l'aide d'un analyseur de gaz résiduels ou d'un tube spectrométrique, et des commandes d'un détecteur de fuites par spectrométrie de masse conventionnel. Dans ce cas, il est essentiel que la fuite se situe dans la plage de sensibilité du spectromètre de l'analyseur de gaz résiduels ou du détecteur de fuites par spectrométrie de masse, dans les conditions existantes du système sous vide.

La méthode d'essai A est la méthode la plus couramment utilisée pour tester les fuites des composants qui peuvent être structurellement déchargés à des pressions de 0,1 Pa. Les tests de petits composants peuvent être liés à des fuites calibrées et le taux de fuite réel mesuré, ou l'acceptation peut être basée sur la fuite maximale admissible. Pour la plupart des besoins de production, l’acceptation est basée sur l’acceptation de pièces qui fuient moins qu’une norme établie qui garantira des performances sûres pendant la durée de vie prévue du composant. Il convient de veiller à ce que les grands systèmes soient étalonnés avec une fuite de référence à un emplacement représentatif dans le volume d’essai. Les taux de fuite sont déterminés en calculant le gain ou la perte net d'une fuite dans la pièce d'essai qui entraînerait une défaillance au cours de la durée de vie prévue de l'appareil.

La méthode d'essai B est utilisée pour tester les systèmes à vide comme étape du test final d'un nouveau système ou comme pratique de maintenance sur les équipements utilisés pour la production, les tests environnementaux ou le conditionnement des pièces. Étant donné que le volume a tendance à être important, la sensibilité du système ainsi que le temps de réponse doivent être vérifiés. En divisant le volume du système en litres par la vitesse de la pompe à vide en L/s, on obtient le temps de réponse nécessaire pour atteindre 63 pour cent du signal total. Les temps de réponse dépassant quelques secondes rendent la détection des fuites difficile.

La méthode d’essai C ne doit être utilisée que lorsqu’il n’existe aucune méthode appropriée pour connecter le détecteur de fuite à la sortie de la pompe à vide poussé. Si un détecteur de fuite d'hélium est utilisé et que la pompe à vide poussé est une pompe ionique ou une pompe cryogénique, il est préférable d'effectuer les tests de fuite pendant le cycle d'ébauche, car ces pompes laissent un taux relativement élevé d'hélium dans la chambre à vide poussé. Cela masquera toutes les fuites sauf les plus importantes et le gaz traceur saturera rapidement les pompes.

Les fuites en série, séparées par un volume non pompé, constituent un problème complexe, voire insoluble, lors de la détection des fuites d'hélium. Bien que les gaz traces permettent à l'hélium de pénétrer assez facilement dans la première fuite, la différence de pression d'environ une atmosphère de part et d'autre de cette fuite peut impliquer plusieurs heures pour que la pression partielle de l'hélium atteigne le volume situé entre les deux fuites. Il faut alors suffisamment d'hélium pour que la quantité pénétrant dans le système de vide soit détectable par un détecteur de fuites à spectromètre de masse. De telles fuites surviennent fréquemment dans les conditions suivantes :

  • Joints à double soudure et soudures à recouvrement
  • Joints toriques doubles
  • Connexions filetées
  • Raccords de tuyauterie de type virole et bride
  • Boîtiers avec cavités internes
  • Joints polymères plats
  • Rainures de joint torique non ventilées

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