Quelles sont les normes et méthodes de test de l'étanchéité à l'air ou de la résistance à la pression des pièces moulées hydrauliques

Pièces moulées mécaniques hydrauliques , tels que les corps de vannes, les corps de pompe et les cylindres, sont des composants fondamentaux des systèmes hydrauliques. Ils présentent des chemins d'écoulement internes complexes et sont soumis à des pressions de fonctionnement élevées. Par conséquent, la résistance à la pression (résistance hydraulique) et l’étanchéité (étanchéité aux gaz) sont des indicateurs de qualité cruciaux. Des tests rigoureux garantissent la qualification des produits, la sécurité du système et la fiabilité opérationnelle à long terme.

Tests de résistance à la pression (résistance hydrostatique) : normes et exécution

L'essai hydrostatique, ou essai de résistance hydraulique, vérifie l'intégrité structurelle de la pièce moulée sous haute pression de fluide. Il garantit que le composant ne subira pas de déformation plastique ou de rupture dans des conditions de contrainte maximale.

Détermination des paramètres de pression clés

La pression d’essai pour les pièces moulées hydrauliques est systématiquement fixée à un niveau bien supérieur à la pression nominale du composant (pression de service de conception), conformément aux normes industrielles et aux spécifications spécifiques du produit.

• Multiplicateur standard : une pratique industrielle courante stipule que la pression d'essai doit être 1,5 fois la pression nominale. Par exemple, un corps de vanne conçu pour une pression nominale de 25 MPa doit résister à une pression d'essai d'au moins 37,5 MPa.

• Milieu de test : des milieux liquides tels que de l'eau propre, de l'huile hydraulique ou une émulsion sont généralement utilisés. Les liquides sont préférés en raison de leur incompressibilité, ce qui minimise la libération d'énergie et améliore la sécurité en cas de défaillance du moulage.

• Temps de maintien : La pression d'essai doit être maintenue pendant une durée spécifiée, allant généralement de 3 à 10 minutes, en fonction de l'épaisseur de la paroi, de la taille et de la norme en vigueur de la pièce moulée. Des temps de maintien plus longs sont nécessaires pour les composants volumineux ou critiques.

Procédure de test et critères d’acceptation

La procédure de test exige un contrôle précis et une observation méticuleuse pour des résultats fiables.

• Processus de pressurisation : La pression doit être augmentée lentement et uniformément jusqu'au niveau de test. Les pics de pression rapides doivent être évités pour éviter des erreurs de diagnostic ou des dommages. Le taux d'augmentation devrait être ralenti une fois que 90 % de la pression cible est atteinte.

• Inspection visuelle : Pendant le temps d'attente, l'opérateur doit procéder à un examen visuel détaillé de toutes les surfaces externes, des soudures (le cas échéant) et des zones de joint.

• Critères d'acceptation : Un casting est jugé conforme si :

  1. Le corps coulé ne présente aucun signe visible de fuite (par exemple gouttes ou pulvérisation).

  2. La structure coulée ne présente aucune déformation ou rupture observable.

  3. La lecture du manomètre reste stable pendant toute la durée de maintien requise sans dégradation significative.

Test d'étanchéité (étanchéité à l'air) : méthodes et exigences

Les tests d'étanchéité évaluent la densité et l'intégrité du matériau de coulée, en se concentrant sur les micro-défauts tels que le micro-retrait, la porosité fine ou les minuscules fissures pouvant entraîner une infiltration de liquide. Étant donné que les molécules de gaz sont nettement plus petites que les molécules liquides, le gaz offre une pénétration supérieure, ce qui rend les tests d'étanchéité à l'air très sensibles aux défauts microscopiques.

Paramètres du milieu et de la pression

Le fluide de test d'étanchéité est généralement un gaz sec et propre, tel que l'air comprimé ou l'azote.

• Pression d'essai : la pression d'essai d'étanchéité à l'air varie généralement de 60 à 100 de la pression nominale, ou comme spécifié par la norme du produit. Celle-ci est généralement inférieure à la pression d'essai hydrostatique. Certaines normes imposent une pression minimale de 0,2 MPa.

• Criticité : Pour les chambres de commande et les passages internes des corps de vannes hydrauliques, l’étanchéité à l’air est primordiale. Il assure un contrôle efficace des fluides et évite les « fuites internes » dommageables au sein du système.

Méthodes de détection clés

Plusieurs méthodes à haute sensibilité sont utilisées pour vérifier l’étanchéité à l’air des pièces moulées hydrauliques :

1. Test d'immersion dans l'eau :

   • La pièce moulée est mise sous pression interne avec le gaz d'essai.

   • Le composant entier ou la zone spécifique inspectée est immergé dans un réservoir d’eau. Le point le plus élevé doit être dégagé de la surface de l’eau d’une distance définie.

   • Norme d'acceptation : Après un temps d'immersion suffisant, la surface est observée pour détecter des flux de bulles continus et constants. Un bouillonnement persistant indique un chemin de fuite, conduisant au rejet.

2. Test d'application de liquide (test de bulles de savon) :

   • Le moulage est sous pression interne.

   • Un liquide de détection spécial (par exemple une solution savonneuse ou un agent moussant) est appliqué sur les surfaces critiques, telles que les faces de contact, les raccords filetés ou les transitions d'épaisseur de paroi.

   • Norme d'acceptation : S'il y a une fuite, le gaz qui s'échappe formera une bulle en croissance continue à la surface. L'inspection visuelle dure généralement au moins 1 minute.

3. Test de chute de pression (méthode de pression différentielle) :

   • Cette méthode utilise des capteurs de haute précision pour surveiller la chute de pression dans le moulage scellé et sous pression pendant un temps de maintien spécifique (par exemple 3 minutes).

   • Avantage : Cette méthode est hautement automatisée et fournit une mesure quantitative du taux de fuite, ce qui la rend adaptée à la production en grand volume.

   • Norme d'acceptation : La chute de pression réelle doit être inférieure à la chute de pression maximale autorisée spécifiée dans la norme de produit ou convenue par le fournisseur et le client.

4. Détection des fuites par spectrométrie de masse à l'hélium :

   • Il s’agit de la méthode la plus sensible, capable de détecter des fuites extrêmement infimes (micro-fuites).

   • L'hélium est utilisé comme gaz traceur pour pressuriser la pièce moulée. Un spectromètre de masse détecte ensuite la concentration d'hélium s'échappant dans la chambre à vide environnante ou dans la zone de reniflage.

   • Cette méthode est réservée aux pièces moulées hydrauliques aérospatiales ou autres missions critiques où une tolérance zéro fuite est requise.

Exigences strictes pour les procédures de tests professionnels

Tous les tests professionnels, qu'il s'agisse de résistance hydrostatique ou d'étanchéité à l'air, doivent respecter des réglementations strictes en matière de sécurité et de précision.

• Étalonnage de l'équipement : tous les manomètres, capteurs et équipements de pressurisation (pompes/compresseurs) doivent être étalonnés par un professionnel. La précision de la jauge doit répondre aux normes requises, avec une plage généralement comprise entre 1,5 et 3 fois la pression d'essai.

• Protocoles de sécurité : lors des tests, il est strictement interdit de serrer les connexions filetées ou d'appliquer une force externe aux composants sous pression. La dépressurisation doit se faire lentement et les pièces sous pression ne doivent pas être démontées avant que le manomètre ne revienne à zéro.

• Traçabilité : un rapport de test complet est obligatoire, détaillant la pression de test, le fluide utilisé, le temps de maintien, la température ambiante, l'identification de l'opérateur et le résultat final. Toutes les données doivent être facilement traçables.