Technologie de détection de fuites

La détection de fuites par gaz traceur à l’aide d’hélium ou de gaz de formage (un mélange d’hydrogène et d’un gaz inerte, généralement de l’azote) est idéale pour détecter avec une grande précision des taux de fuite extrêmement faibles. Cette méthode est largement utilisée dans les secteurs où la précision, la répétabilité et la sensibilité sont essentielles, comme dans la fabrication de semi-conducteurs.

Méthodes de test de fuite utilisant l’hélium et l’hydrogène

Vous trouverez plus de détails sur les différentes méthodes d’essai de fuite utilisant l’hélium et l’hydrogène dans la FAQ.

Les détecteurs de fuites à air équipés de notre capteur Micro-Flow breveté sont uniques dans l’industrie. Ces capteurs de fuite de gaz intelligents mesurent le débit, la pression et la température pour fournir un résultat numérique directement proportionnel au taux de fuite et donc à la dimension du défaut. Cette technologie présente plusieurs avantages par rapport aux autres méthodes de détection de fuites.

Méthodes d’essai

Vous trouverez plus de détails sur les différentes méthodes de détection de fuites à air dans la FAQ.

Une fuite de vide est une ouverture involontaire ou indésirable dans un système de vide. Elle permet à l’air ou à d’autres gaz de pénétrer dans le système ou de s’en échapper. La quantité d’air ou de gaz s’échappant d’un système sous vide est exprimée en taux de fuite. Les taux de fuite dépendent de plusieurs facteurs, notamment de la dimension et du nombre d’ouvertures, du type de gaz et de la pression différentielle entre l’intérieur et l’extérieur du système.

Il existe deux types de fuites de vide :

Plus d’informations sur la détection de fuite

Un fuite de vide se produit pour diverses raisons. Cela englobe des problèmes tels que des joints défectueux ou vieillissants devenus poreux, des composants endommagés, ou une installation incorrecte de l’équipement sous vide.

Il n’existe pas de taille moyenne de fuite de vide. Une fuite peut provenir d’un trou microscopique, d’une déchirure importante, ou de toute autre ouverture intermédiaire, selon sa cause. La dimension d’une fuite de vide peut être déterminée en mesurant le taux de fuite, qui correspond à la quantité de gaz s’échappant du système par seconde. La plupart des fuites techniques sont trop petites pour être visibles à l’œil nu. Les détecteurs de fuites à l’hélium ou à l’air constituent la méthode la plus précise pour détecter et quantifier les petites fuites de vide.

Il existe différentes façons de détecter des fuites avec un détecteur de fuites : avec du gaz traceur ou en utilisant l’air.

Avec le gaz traceur comme moyen de détection, il existe trois options. Le test par aspersion est adapté aux composants sous vide, tandis que le test de reniflage est destiné aux composants sous pression. Un test de fuite intégral est une variante pour les composants qui peuvent être placés à l’intérieur d’une chambre sous vide.
Les méthodes de test sont faciles à réaliser et fournissent des résultats précis, ce qui fait du détecteur de fuite de Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions le complément parfait pour votre procédé de vide.

Détection de fuites par gaz traceur

Avec le gaz traceur comme moyen de détection, il existe trois options. Le test par aspersion est adapté aux composants sous vide, tandis que le test de reniflage est destiné aux composants sous pression. Un test de fuite intégral est une variante pour les composants qui peuvent être placés à l’intérieur d’une chambre sous vide.

Test par aspersion

Le test par aspersion est la méthode de test idéale pour les composants sous vide. Ce principe de mesure offre la sensibilité la plus élevée parmi toutes les méthodes disponibles. Une pompe à vide élimine l’air de l’objet à tester suspecté d’avoir une fuite et le détecteur de fuites est aussi raccordé à l’objet à tester via un flasque. L’objet testé peut varier : four sous vide, tuyauterie, réservoir ou n’importe quel autre équipement. L’hélium ou l’hydrogène (gaz de formage) est pulvérisé sur l’enveloppe extérieure de l’objet testé avec un pistolet aspergeur (voir la figure 1). En cas de fuite, les molécules de gaz traceur entrantes sont aspirées simultanément par la pompe à vide turbomoléculaire intégrée au détecteur de fuites et par sa pompe primaire. Les molécules pénètrent dans une cellule d’analyse qui détecte le gaz traceur.

Détection des fuites par reniflage

La détection de fuites par reniflage est la méthode parfaite pour les composants sous pression. Le gaz traceur est injecté jusqu'à atteindre la pression d'utilisation de l'objet à tester, tel qu’une pièce d’équipement, une tuyauterie ou un réservoir. Une sonde de reniflage, un outil conçu pour collecter le gaz traceur et pouvant être achetée comme accessoire, doit être raccordée à nos détecteurs de fuites. L’opérateur passe lentement et systématiquement la sonde de reniflage sur l’objet à tester à la recherche de fuites potentielles (voir figure 2). En cas de fuite, les atomes du gaz traceur qui s’échappent sont détectés. Les points de fuite peuvent ainsi être localisés avec précision.

Détection intégrale des fuites

Le test par aspersion et la détection de fuites par reniflage peuvent tous deux être employés dans le cadre d’un test de détection de fuites intégral. Ici, l’objet testé est placé dans un réservoir, que ce soit un film plastique ou un réservoir rigide (illustré en bleu sur les figures 3 et 4).

La détection intégrale de fuites par reniflage est réalisée à la pression atmosphérique. L’objet de test est rempli d’hélium ou d’hydrogène (gaz de formage) (1). S’il y a une fuite et que le gaz traceur commence à s’échapper, il est capturé dans le réservoir. La sonde de reniflage collecte le gaz traceur, permettant au détecteur de fuite de voir l'augmentation de la concentration au fil du temps et de mesurer le taux de fuite (2).

Lors d’un test par aspersion intégral, l’objet testé est raccordé au détecteur de fuites et placé dans un réservoir (3). Tout comme le test par aspersion conventionnel, le test par aspersion intégral est effectué sous vide. Cependant, alors qu’un test par aspersion conventionnel évacue l’objet test lui-même, cette méthode évacue uniquement le récipient environnant. Le réservoir est ensuite rempli d’une quantité définie d’hélium. Cela garantit des conditions de test et résultats précis. En cas de fuite, l’hélium pénètre dans l’objet testé en raison de la pression différentielle. Le détecteur de fuites mesure la quantité d’hélium à l’intérieur de l’objet testé et détermine ainsi le taux de fuite. Cependant, les méthodes intégrales de test de fuites ne permettent pas de localiser la fuite.

Détection de fuites à l'air

Une autre méthode consiste à utiliser un détecteur de fuites utilisant l’air. Ce dernier utilise notre capteur Micro-Flow breveté pour mesurer le débit d’air provenant d’un réservoir afin de compenser la perte d’air due à une fuite. Le capteur Micro-Flow peut être utilisé pour détecter des fuites dans des objets sous pression ou dans des objets sous vide grâce à une méthode spéciale appelée Mass Extraction, utilisant le capteur Micro-Flow.

Micro-Flow

L’objet de test est d’abord connecté à l’installation de test. Celle-ci est composée du détecteur de fuites et d’un réservoir d’air. L’objet de test est ensuite pressurisé avec de l’air provenant du réservoir à un niveau de pression prédéfini. En cas de fuite, l’air s’échappera de l’objet de test.

Cette installation réapprovisionne en continu du gaz afin de compenser la perte d’air, ce qui permet de maintenir la pression. Le gaz réapprovisionné passe du réservoir à travers un capteur de conception spéciale, le capteur Micro-Flow. Ce capteur est équipé d’une technologie brevetée qui amplifie le signal, ce qui permet de mesurer même des taux de fuite infimes jusqu’à 5 · 10^-4 mbar · l/s.

Cette technologie est non destructive, laissant l’objet de test intact. Elle fournit des résultats quantitatifs sans nécessiter d’étalonnage quotidien, ce qui la rend très fiable et efficace pour diverses applications industrielles.

Extraction de masse

La méthode d’extraction de masse utilise également le capteur Micro-Flow, mais est réalisée sous vide. Cela permet d’améliorer la limite de détection et de garantir l’absence de transmission de chaleur en raison de l’effet isolant du vide.

Lors de la première étape de l’extraction de masse, l’unité de test est placée dans une chambre sous vide. Cette chambre est raccordée au détecteur de fuites, qui contient le capteur Micro-Flow ainsi qu’un réservoir d’air. La chambre est ensuite évacuée. Le taux de fuite de l’unité de test est déterminé par le débit du réservoir vers l’unité de test. Avec cette méthode, une limite de détection de 7 · 10^-7 mbar · l/s peut être obtenue et des défauts aussi petits que 1 μm peuvent être détectés.

Le test par aspersion et la détection de fuites par reniflage sont les deux tests de détection de fuite les plus courants qui utilisent l’hélium ou l’hydrogène comme gaz traceur.

Le test par aspersion est la méthode de test idéale pour les composants sous vide. Ce principe de mesure offre la sensibilité la plus élevée parmi toutes les méthodes disponibles. L’hélium ou l’hydrogène est pulvérisé sur l’enveloppe extérieure de l’objet testé. En cas de fuite, les molécules entrantes sont aspirées simultanément par la pompe à vide turbomoléculaire et par la pompe primaire intégrées au détecteur. Les molécules finissent dans une cellule d’analyse. Cette cellule détecte le gaz traceur.

La détection de fuites par reniflage est la méthode parfaite pour les composants sous pression. L’objet testé est pressurisé avec de l’hélium ou de l’hydrogène. Une sonde de reniflage, reliée au détecteur de fuites, est ensuite déplacée méthodiquement et lentement sur l’objet. En cas de fuite, les atomes du gaz traceur qui s’échappent sont détectés et la fuite peut être localisée avec précision.

La détection de fuites qualitative détermine uniquement s’il y a ou non une fuite dans l’objet à tester. C’est déjà possible à partir d’une pression d’aspiration de 100 mbar avec la série de produits ASM. Lorsque la pression d’aspiration diminue, généralement à 25 mbar, les détecteurs de fuites sont non seulement capables de détecter les fuites, mais également de déterminer la taille de la fuite. C’est ce qu’on appelle la détection de fuites quantitative.

Dans un test de chute de pression, un réservoir sous pression est rempli d’air jusqu’à ce qu’une pression cible soit atteinte. Ensuite, la perte (chute) de cette pression est mesurée sur une période définie.

Il existe plusieurs types de tests de fuite sous vide. Par exemple, des appareils spécialisés tels que nos détecteurs de fuites ASM et ASI peuvent effectuer deux types de tests en utilisant soit l’hélium, soit l’hydrogène comme gaz traceur pour la détection. Notre série de détecteurs de fuites à l'air peut également détecter les fuites grâce à notre technologie Micro-Flow innovante.

Le test de fuite sous vide permet des résultats plus rapides que le test de chute de pression et est également moins sensible aux facteurs externes tels que les variations de température. Les résultats sont également plus précis.

Le test par aspersion et la détection de fuite par reniflage sont des méthodes utilisant du gaz traceur. Le test par aspersion est la méthode de test idéale pour les composants sous vide. La première étape consiste à pulvériser de l’hélium ou de l’hydrogène sur l’enveloppe extérieure de l’objet testé. En cas de fuite, les molécules entrantes sont aspirées simultanément par la pompe à vide turbomoléculaire et par la pompe primaire intégrées au détecteur de fuites. Les molécules finissent dans une cellule d’analyse. Cette cellule détecte les atomes du gaz traceur.

La détection de fuites par reniflage est la méthode parfaite pour les composants sous pression. L’objet testé est pressurisé avec de l’hélium ou de l’hydrogène. Une sonde de reniflage, reliée à un détecteur de fuites, est ensuite déplacée méthodiquement et lentement sur l’objet. En cas de fuite, les atomes du gaz traceur qui s’échappent sont détectés et la fuite peut être localisée avec précision.

Les deux méthodes d’essai sont faciles à réaliser et fournissent des résultats précis.

Notre capteur Micro-Flow rend nos détecteurs de fuites utilisant de l’air uniques dans l’industrie. Ce capteur de fuite de gaz intelligent est beaucoup plus sensible que les détecteurs de fuites à air conventionnels et peut détecter des taux de fuite aussi faibles que 5 · 10^-4 mbar · l/s. En outre, la vitesse de test est plus rapide que les méthodes alternatives et peut fournir des résultats jusqu’à 40 % plus rapides que lors du test de chute de pression.

Le capteur Micro-Flow mesure la quantité d’air qui s’écoule d’un réservoir sous pression pour compenser la perte d’air due à une fuite. En mesurant ce débit ainsi que la pression et la température, il peut fournir un résultat numérique directement proportionnel au taux de fuite et à la dimension du défaut.

Comme la mesure est effectuée directement à partir du débit de fuite, le Micro-Flow est peu affecté par les changements environnementaux tels que la température, ce qui réduit considérablement le nombre de résultats erronés susceptibles de se produire avec d’autres méthodes d’essai de fuite. Les débitmètres alternatifs, par exemple, fonctionnent sur le principe du transfert de température, où un changement de température est mesuré sur une certaine période de temps pour calculer le débit d’air. D’autres systèmes mesurent les mouvements mécaniques. Ici, le degré de mouvement d’un composant particulier, tel qu’une membrane, est utilisé pour calculer le débit.

Cette technologie est non destructive, laissant l’objet de test intact. Elle fournit des résultats quantitatifs sans nécessiter d’étalonnage quotidien, ce qui la rend très fiable et efficace pour diverses applications industrielles.

L’extraction de masse est une technique supplémentaire utilisant le capteur Micro-Flow. Le principe de base est similaire celle du capteur Micro-Flow, mais pour obtenir une sensibilité plus élevée, le test est effectué sous vide. Une unité de test est placée dans une chambre sous vide. Cette chambre est raccordée au détecteur de fuites, qui contient le capteur Micro-Flow, et à un réservoir d’air. La chambre est ensuite évacuée. Le taux de fuite de l’unité de test est déterminé par le flux d’air du réservoir vers l’unité de test. Avec cette méthode, les taux de fuite jusqu’à 7·10^-7 mbar l/s (<1 μm) peut être détecté.