هل معدل التسرب “0” ممكن؟
سواء أُجريت اختبارات التسريب باستخدام طريقة انخفاض الضغط أو مطياف كتلة الهيليوم، فإنها تُعدّ من أهم اختبارات مراقبة الجودة التي تُجرى خلال مرحلة الإنتاج. تُطبّق اختبارات التسريب، وهي طريقة اختبار غير مُتلفة، على المنتجات في العديد من الصناعات. عند هذه المرحلة، قد يتوقع المصنّعون الذين يستثمرون في جهاز اختبار التسريب أن تكون نسبة التسريب “صفرًا” في منتجاتهم. لكن إنتاج منتجات بنسبة تسريب “صفر” غير ممكن. عند تحديد معايير اختبار التسريب، يجب مراعاة مادة المنتج ومكان استخدامه والغرض منه، بدلاً من الاعتماد على معيار واحد صالح لجميع المنتجات أو نسبة تسريب “صفر”. يمكنك الاطلاع على هذا#atfp_close_translate_span# مقالة لمعرفة كيفية تحديد معايير الاختبار.
تسامح
مع الثورة الصناعية في القرن العشرين، انتقل الإنتاج إلى المصانع الكبيرة بدلاً من الورش الصغيرة. وقد أتاح هذا الانتقال، الذي بدأ باستخدام الآلات بدلاً من الإنتاج اليدوي، إنتاج أجزاء ذات دقة تصنيعية أقل. وبهذه الطريقة، أصبح من الممكن إنتاج جميع المكونات الفرعية لمنتج ما من قبل مصنّعين مستقلين في مناطق إنتاج مختلفة، ثم تجميعها في مصنع تجميع واحد. واليوم، على الرغم من أن قدرتنا الإنتاجية تسمح بدقة تصنيعية أقل بكثير، إلا أن متطلبات الدقة تختلف من صناعة لأخرى. فمن غير الضروري، بل والمكلف، أن ينتج مصنع سيارات بمستوى الدقة المطلوب لجزء من مركبة فضائية.
حتى في عمليات الإنتاج بالغة الحساسية، تختلف أبعاد الأجزاء المنتجة ضمن التوزيع الطبيعي. وتُشابه اختبارات التسريب التفاوتات المسموح بها في الأبعاد. يُعد تحديد مقدار التسريب المقبول أمرًا بالغ الأهمية لتجنب تكاليف مراقبة الجودة غير الضرورية، وتجنب التغييرات غير الضرورية في الإنتاج والتصميم. ضمن نطاق التفاوت المسموح به للتسريب المحدد لكل منتج، يجب تحديد معدل التسريب الذي لا يؤدي إلى انخفاض الكفاءة، ويضمن عمل المنتج بأقصى كفاءة. يُعتبر المنتج محكم الإغلاق ضمن النطاق الذي يقع فيه معدل التسريب ضمن التفاوتات المسموح بها.
مقاومة التسرب
تحدثنا عن عدم جدوى انتظار معدل تسريب “صفر” في جميع المنتجات المصنعة. يمكننا القول إن مصطلح “مانع التسريب” يختلف من منتج لآخر، ولا يوجد تعريف أو معيار متفق عليه عمومًا. يمكن فهم عملية منع التسريب من خلال أغراض الاستخدام المختلفة، وأنواع المواد، والنتائج.
إطار سيارة
انخفاض ضغط الإطارات من 23 رطلًا لكل بوصة مربعة إلى 20 رطلًا لكل بوصة مربعة خلال ستة أشهر ليس مدعاةً للقلق، ولكن إذا احتاجت ثلاجة منزلية إلى إعادة تعبئة غاز التبريد كل ستة أشهر، فهذا يشير إلى وجود تسريب. على الرغم من اجتياز كلا المنتجين لاختبارات التسريب، إلا أنهما يُعتبران مانعين للتسريب بناءً على معاييرهما المحددة.
اختبارات الهيليوم والتسرب
توفر الحاويات الزجاجية إحكامًا فعالًا للسوائل، ولكن نظرًا لصغر حجم الهيليوم وانعدام قوى التوتر السطحي، يلزم استخدام حاويات متخصصة لتخزينه. ونتيجة لذلك، تختلف اختبارات التسرب ومعايير الحاويات المصممة لهذين السائلين اختلافًا كبيرًا.
اختبارات السوائل والتسرب
تتميز السوائل بلزوجة وتوتر سطحي أعلى من الغازات. والسبب في عدم قدرتها على المرور عبر المسامات الصغيرة هو تأثير التوتر السطحي. هذه الظاهرة الفيزيائية، التي تستخدمها الحشرات للمشي على الماء، تفسر عدم قدرة السوائل على المرور عبر الفتحات التي تمر عبرها الغازات عند ضغوط أقل من التوتر السطحي.
الغازات الخطرة واختبارات التسرب
من المقبول أن ينخفض ضغط الإطارات إلى درجة تستدعي إعادة تعبئتها كل ستة أشهر. مع ذلك، ينبغي إجراء الاختبارات التي قد تُعرّض حياة الإنسان للخطر أو التي تُجرى بسبب ظروف تشغيل المنتج وفق معايير أعلى بكثير.
أسباب التسربات
- أهمية المادة: تتميز المواد ببنية مسامية، لذا فهي تحتوي على تجاويف دقيقة أو نانوية. تسمح هذه الفجوات بمرور السوائل عبر المنتج إلى البيئة الخارجية. وتؤدي الإجهادات الحرارية المتبقية والانكماش إلى ظهور تشققات وفراغات ومسام في عمليات الإنتاج التي تتطلب درجات حرارة عالية، مثل الصب واللحام. ولا تخلو المكونات من العيوب، إذ قد تتسبب الأخطاء على المستوى الذري في مشاكل تسرب.
- عمليات الإنتاج: أخطاء التجميع، وأخطاء المشغل، والأخطاء الناتجة عن الآلات المستخدمة، أو الأخطاء الناتجة عن التوزيع الطبيعي في التفاوتات، كلها أسباب مختلفة تؤدي إلى تسرب المنتج أثناء مرحلة الإنتاج.
قد تؤدي عمليات الإنتاج التي تنطوي على هذه الحالات إلى تسرب المنتجات، أو انخفاض رضا العملاء، أو عدم أداء المنتجات لوظائفها. لذا، من المهم تحديث هذه العمليات أو إصلاحها لتجنب هذه النتائج. كما يُعد فحص المنتج النهائي باختبارات التسرب في نهاية الإنتاج جزءًا لا يتجزأ من هذه العملية.
