Principy detekce netěsností, aneb k čemu se používají detektory netěsností

Obecně je netěsnost definována jako otvor, přes kterou plyn uniká z jedné strany stěny na druhou v důsledku rozdílu v tlaku nebo koncentrace plynu. Jednoduše řečeno, netěsnosti jsou malé otvory, kterými proudí plyny nebo kapaliny ze strany vyššího tlaku na stranu nižšího tlaku. Geometrie otvorů často není jasná. To znamená, že není známo, zda je netěsnost například trubka s hladkými stěnami, nebo zda se jedná o trhlinu. Předpoklady a výpočty lze provést pouze pro ideální tvary netěsností. Protože skutečná geometrie netěsnosti je obvykle neznámá, lze jako horní hranici pro tzv. natékací rychlost – leak rate předpokládat pouze vypočtené hodnoty.

Netěsnost může být neškodná, jako třeba postupný únik vzduchu v pneumatikách vašeho jízdního kola. Úniky agresivních médií nebo toxických látek ale mohou mít vážné následky. Nehoda raketoplánu Challenger v roce 1986, byla způsobena selháním O-kroužku v nádrži rakety na tuhá paliva a následným únikem horkých spalin, který pak způsobil výbuch. Tohle všechno jsou jen drobné příklady, pro které je možné detektory netěsností využít. V průmyslu jsou detektory netěsností velmi důležitým zařízením, které může, v konečném důsledku, zabránit vážným poškozením či nehodám.

Obecně zařízení nebudou fungovat nebo nebudou fungovat dobře, pokud dojde k úniku.

Detektor netěsností ASM 340

Mezi příklady patří použití detektorů netěsností:

  • Velké množství zařízení v chemickém a farmaceutickém průmyslu.
  • Systémy oběhu chladiva v chladničkách
  • Klimatizační systémy v automobilech
  • Pneumatiky obecně
  • Palivové nádrže automobilů nebo nádrže na topný olej
  • V mnoha případech je těsnost strojů a systémů ve výrobním procesu nutným předpokladem kvality vyráběných výrobků.

Vrátíme-li se k původní definici netěsnosti, zjistíme, že je nemožné úplně zabránit protékání látek stěnami. Např. molekuly vodíku projde i stěnou z nerezu. Pojem „těsný“ tedy odkazuje na požadavky konkrétního zařízení nebo nádoby a musí být vždy definován podle požadovaných parametrů.


Možné příčiny netěsností:

  • Netěsný spoj po svařování nebo letování
  • Nevhodné nebo neutažené šroubení
  • Poškozené nebo znečištěné těsnění
  • Montážní chyba (nevhodné těsnění..)
  • Nevhodný materiál (poréznost)
  • Díra vlivem koroze

Příklad: Natékací rychlost

Uvažujme duši na kolo o objemu 4 litry, která je nafouknuta na tlak tři bary (3 000 hPa) a bez dalšího nafouknutí by měl mít maximální tlakovou ztrátu 1 bar (1 000 hPa) po dobu 30 dnů.

Pro natékací rychlost platí:

Q L = Δ p V Δ t

QL - Úniková rychlost [Pa m3 s-1]
Δp - Změna tlaku za dobu měření [Pa]
V - objem [m3]
Δt - Doba měření [s]

Dosazením hodnot našeho kola pak získáme přípustnou natékací rychlost:

Q L = 1 10 5   P a 4 10 3 m 3 30 24 3 , 600 s = 1.5 10 4   P a   m 3 s 1 Q_L = \frac{1 \cdot 10^5 \mathrm{\ Pa} \cdot 4 \cdot 10^{-3} \mathrm{m}^3}{30 \cdot 24 \cdot 3,600 \mbox{s}} = 1.5 \cdot 10^{-4} \mathrm{\ Pa\ m}^3 \mathrm{s}^{-1}

A pneumatika kola s touto natékací rychlostí bude dostatečně těsná. Tyto druhy úniků lze ještě prakticky ověřit metodou počítání bublin.

Netěsnost pneumatiky

V automobilové průmyslu, například u chladícího systému klimatizací, je přípustná ztráta 1 g chladiva za rok. To vede na natékací rychlost v řádu 10E-7. Tyto druhy úniků lze spolehlivě detekovat a měřit pouze pomocí velmi citlivých měřicích metod v zařízeních s heliovým detektorem netěsností, které vyrábí firma Vakuum Servis

Online dotaz

Jsme tady pro Vás, zeptejte se.