Welche Normen und Methoden gelten für die Prüfung der Luftdichtheit bzw. Druckfestigkeit hydraulischer Gussteile?- Ningbo Etdz Andrew Precision Cast Co., Ltd.

Hydraulisch-mechanische Gussteile B. Ventilkörper, Pumpengehäuse und Zylinderrohre, sind grundlegende Komponenten in hydraulischen Systemen. Sie verfügen über komplexe interne Strömungswege und sind hohen Betriebsdrücken ausgesetzt. Daher sind Druckfestigkeit (hydraulische Festigkeit) und Dichtheit (gasdichter Verschluss) entscheidende Qualitätsindikatoren. Strenge Tests garantieren Produktqualifikation, Systemsicherheit und langfristige Betriebssicherheit.

Prüfung der Druckfestigkeit (hydrostatische Festigkeit): Standards und Durchführung

Der hydrostatische Test oder hydraulische Festigkeitstest überprüft die strukturelle Integrität des Gussstücks unter hohem Flüssigkeitsdruck. Es stellt sicher, dass das Bauteil unter maximalen Belastungsbedingungen keine plastische Verformung erfährt oder bricht.

Bestimmung der wichtigsten Druckparameter

Der Prüfdruck für hydraulische Gussteile wird gemäß Industriestandards und spezifischen Produktspezifikationen durchgängig viel höher eingestellt als der Nenndruck (Design-Arbeitsdruck) der Komponente.

Standardmultiplikator: Eine gängige Branchenpraxis schreibt vor, dass der Prüfdruck das 1,5-fache des Nenndrucks betragen sollte. Beispielsweise muss ein Ventilkörper, der für einen Nenndruck von 25 MPa ausgelegt ist, einem Prüfdruck von mindestens 37,5 MPa standhalten.
Testmedium: Typischerweise werden flüssige Medien wie sauberes Wasser, Hydrauliköl oder Emulsionen verwendet. Flüssigkeiten werden aufgrund ihrer Inkompressibilität bevorzugt, was die Energiefreisetzung minimiert und die Sicherheit im Falle eines Gussfehlers erhöht.
Haltezeit: Der Prüfdruck muss für eine bestimmte Dauer aufrechterhalten werden, die normalerweise zwischen 3 und 10 Minuten liegt, abhängig von der Wandstärke, der Größe und der geltenden Norm des Gussstücks. Bei großen oder kritischen Bauteilen sind längere Haltezeiten erforderlich.

Prüfverfahren und Akzeptanzkriterien

Für zuverlässige Ergebnisse erfordert das Testverfahren eine präzise Kontrolle und sorgfältige Beobachtung.

Druckaufbauprozess: Der Druck muss langsam und gleichmäßig auf das Testniveau erhöht werden. Schnelle Druckspitzen sollten vermieden werden, um Fehldiagnosen oder Schäden zu vermeiden. Die Anstiegsrate sollte verlangsamt werden, sobald 90 % des Zieldrucks erreicht sind.
Sichtprüfung: Während der Haltezeit muss der Bediener eine detaillierte Sichtprüfung aller Außenflächen, Schweißnähte (falls zutreffend) und Verbindungsbereiche durchführen.
Akzeptanzkriterien: Ein Casting gilt als konform, wenn:
1. Der Gusskörper weist keine sichtbaren Anzeichen einer Undichtigkeit (z. B. Tropfen oder Spritzen) auf.
2. Die Gussstruktur weist keine erkennbare Verformung oder einen Bruch auf.
3. Der Manometerwert bleibt über die erforderliche Haltezeit stabil, ohne dass es zu einem nennenswerten Abfall kommt.

Prüfung der Dichtheit (Luftdichtheit): Methoden und Anforderungen

Die Dichtheitsprüfung beurteilt die Dichte und Integrität des Gussmaterials und konzentriert sich dabei auf Mikrodefekte wie Mikroschrumpfung, feine Porosität oder winzige Risse, die zum Austreten von Flüssigkeit führen könnten. Da Gasmoleküle deutlich kleiner sind als Flüssigkeitsmoleküle, bietet Gas eine bessere Penetration, wodurch Luftdichtheitsprüfungen sehr empfindlich auf mikroskopische Fehler reagieren.

Medium- und Druckeinstellungen

Das Prüfmedium für die Dichtheit ist in der Regel ein trockenes, sauberes Gas, beispielsweise Druckluft oder Stickstoff.

Prüfdruck: Der Luftdichtheitsprüfdruck liegt typischerweise zwischen 60 und 100 des Nenndrucks oder wie in der Produktnorm angegeben. Dieser ist im Allgemeinen niedriger als der hydrostatische Prüfdruck. Einige Normen schreiben einen Mindestdruck von 0,2 MPa vor.
Kritische Bedeutung: Bei den Steuerkammern und Innenkanälen hydraulischer Ventilkörper ist die Luftdichtheit von größter Bedeutung. Es sorgt für eine effektive Flüssigkeitskontrolle und verhindert schädliche „interne Leckagen“ im System.

Wichtige Erkennungsmethoden

Zur Überprüfung der Luftdichtheit hydraulischer Gussteile werden mehrere hochempfindliche Methoden eingesetzt:

Wasserimmersionstest:
- Das Gussstück wird mit dem Prüfgas intern unter Druck gesetzt.
- Das gesamte Bauteil oder der zu prüfende Bereich wird in einen Wassertank getaucht. Der höchste Punkt muss einen festgelegten Abstand von der Wasseroberfläche haben.
- Akzeptanzstandard: Nach einer ausreichenden Eintauchzeit wird die Oberfläche auf kontinuierliche, gleichmäßige Blasenströme untersucht. Anhaltende Blasenbildung weist auf einen Leckpfad hin, der zur Abstoßung führt.
Flüssigkeitsanwendungstest (Seifenblasentest):
- Das Gussteil steht intern unter Druck.
- Auf kritische Flächen wie Passflächen, Gewindeverbindungen oder Wandstärkenübergänge wird eine spezielle Detektionsflüssigkeit (z. B. Seifenlösung oder Schaumbildner) aufgetragen.
- Akzeptanzstandard: Wenn ein Leck vorhanden ist, bildet das austretende Gas eine kontinuierlich wachsende Blase an der Oberfläche. Die Sichtprüfung dauert in der Regel mindestens 1 Minute.
Druckabfalltest (Differenzdruckverfahren):
- Bei dieser Methode werden hochpräzise Sensoren verwendet, um den Druckabfall innerhalb des versiegelten, unter Druck stehenden Gussteils über eine bestimmte Haltezeit (z. B. 3 Minuten) zu überwachen.
- Vorteil: Diese Methode ist hochgradig automatisiert und liefert ein quantitatives Maß für die Leckrate, wodurch sie für die Massenproduktion geeignet ist.
- Abnahmestandard: Der tatsächliche Druckabfall muss geringer sein als der maximal zulässige Druckabfall, der in der Produktnorm angegeben oder zwischen Lieferant und Kunde vereinbart ist.
Helium-Massenspektrometrie-Leckerkennung:
- Dies ist die empfindlichste Methode, mit der kleinste Lecks (Mikrolecks) erkannt werden können.
- Helium wird als Prüfgas verwendet, um das Gussstück unter Druck zu setzen. Ein Massenspektrometer erfasst dann die Heliumkonzentration, die in die umgebende Vakuumkammer oder den Schnüffelbereich entweicht.
- Diese Methode ist für die Luft- und Raumfahrt oder andere geschäftskritische hydraulische Gussteile reserviert, bei denen eine Null-Leckage-Toleranz erforderlich ist.

Strenge Anforderungen an professionelle Testverfahren

Bei allen professionellen Tests, sei es auf hydrostatische Festigkeit oder Luftdichtheit, müssen strenge Sicherheits- und Genauigkeitsvorschriften eingehalten werden.

Gerätekalibrierung: Alle Manometer, Sensoren und Druckgeräte (Pumpen/Kompressoren) müssen professionell kalibriert werden. Die Manometergenauigkeit sollte den erforderlichen Standards entsprechen, wobei der Bereich typischerweise das 1,5- bis 3,0-fache des Prüfdrucks beträgt.
Sicherheitsprotokolle: Während des Tests ist es strengstens verboten, Gewindeverbindungen festzuziehen oder äußere Kräfte auf unter Druck stehende Komponenten auszuüben. Der Druckabbau muss langsam erfolgen und unter Druck stehende Teile dürfen nicht zerlegt werden, bevor das Manometer auf Null zurückgekehrt ist.
Rückverfolgbarkeit: Ein umfassender Prüfbericht ist obligatorisch, der den Prüfdruck, das verwendete Medium, die Haltezeit, die Umgebungstemperatur, die Identifizierung des Bedieners und das Endergebnis detailliert beschreibt. Alle Daten müssen leicht nachvollziehbar sein.