Brevet FR2613484A1 — publié le 19881007

Procédé pour tester l'étanchéité d'une cavité La présente invention concerne les procédés pour tester l'étanchéité d'une cavité réalisée en creux dans un corps, et plus particulièrement les procédés qui permettent de discriminer les cavités fuyardes de celles qui sont en communication avec des cavités secondaires du type "parasites" par un canal présentant une très forte perte de charge, mais qui ne sont pas fuyardes, ces cavités secondaires constituant ce que les techniciens dénomment "porosités". En effet, dans différentes industries, il existe de nombreuses pièces comportant des cavités internes qui, pour jouer le rôle qui leur est attribué, doivent être étanches, ou du moins considérées comme étanches selon les règles admises en la matière. Dans ce domaine, il existe déjà de nombreux procédés permettant de tester l'étanchéité d'une cavité, c'est-à-dire des procédés qui permettent de déterminer si la cavité est mise en communication, ou non, avec le milieu extérieur par des canaux de fuite ou analogues. La Demanderesse a d'ailleurs déjà mis au point un procédé pour effectuer de tels tests et a même déposé, le 10 Septembre 1984, une Demande de Brevet portant le numéro 84 13827. Ce procédé donne de très bons résultats quand la pièce est fuyarde ou non fuyarde. Par contre, il existe des pièces qui pourraient être déterminées comme fuyardes, mais qui, en fait, ne le sont pas. Tel est le cas d'une pièce comportant, à c8té de la cavité principale prévue et normale, une cavité secondaire "parasite" réunie i la cavité principale par un conduit présentant une perte de charge très importante. En effet, selon les procédés connus, et notamment celui mentionné ci-dessus, pour tester l'étanchéité de la cavité principale, on injecte un fluide sous pression dans cette cavité et, en fonction de la variation de pression, notamment à l'intérieur de cette cavité, on peut déterminer si elle est fuyarde ou non. Or, si cette cavité est réunie i une cavité secondaire par un conduit présentant une perte de charge très importante, la quantité de fluide qui peut passer de la cavité principale à la cavité secondaire peut être interpr&tée, d'après les mesures effectuées selon les procédés connus, comme une fuite, alors que cette cavité principale prise avec la cavité secondaire n'est peut-être pas fuyarde. Bien entendu, on peut lever une telle indétermination. Pour cela, il faut attendre un temps suffisamment long pour que les pressions du gaz-test pénétré dans les deux cavités s'équilibrent. Cet équilibre atteint, il suffit de mesurer avec l'un des procédés connus pour tester l'étanchéité de la pièce. Une telle procédure donne, évidemment, le résultat souhaité. Cependant, elle présente incontestablement l'inconvénient d'allonger assez fortement les temps de test, et donc d'augmenter le coût de revient global des pièces. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus, en mettant en oeuvre un procédé qui permette de discriminer une pièce fuyarde d'une pièce non fuyarde ayant les caractéristiques mentionnées ci-avant, et ce, dans un temps relativement court, tout en conservant les procédés connus pour tester l'étanchéité des pièces qui, en général, donnent de très bons résultats, et très rapidement. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé pour tester l'étanchéité d'au moins une cavité dite "principale" réalisée dans un corps, caractérisé par le fait qu'il consiste à remplir ladite cavité principale par un gaz-test sous une pression déterminée, à mesurer la variation de pression de fuite dans ladite cavité principale, tout en réduisant par paliers, par une fuite contr8lée commandable, la pression i l'intérieur de ladite cavité principale, i étudier les différentes valeurs de la variation de pression de fuite, des valeurs égales étant représentatives d'une pièce pouvant être fuyarde et des valeurs diminuant d'une mesure i l'autre étant représentatives de la présence d'au moins une cavité secondaire communiquant avec ladite cavité principale par un conduit présentant une perte de charge importante, les deux dites cavités pouvant être non fuyardes. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels: - la Figure 1 représente, sous forme schématique, des moyens de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, et 2 613484 - la Figure 2 représente une courbe permettant d'expliciter la mise en oeuvre du procédé avec les moyens selon la Figure 1. En revenant plus particulièrement à la Figure 1, à titre d'exemple, il est considéré qu'il est nécessaire d'effectuer des tests d'étanchéité d'une cavité 1 comprise dans une pièce 2, comme par exemple un cylindre dans un bloc moteur ou analogue, sans éliminer l'éventualité que cette cavité 1 puisse être en communication avec une cavité secondaire parasite 3 de faible volume par rapport i celui de la cavité 1 dite "principale" comme, par exemple, celles que l'on obtient lorsque l'on effectue la coulée d'une pièce et qu'il se produit, à l'intérieur de celle-ci, des inclusions, par exemple des bulles d'air emprisonnées, constituant des porosités. Il est supposé, dans ce cas, que cette cavité secondaire 3 est réunie à la cavité principale 1 par un conduit 4 ayant une très forte perte de charge. Pour la mise en oeuvre du procédé, on réunit la cavité principale 1, par une conduite 5, i une source de gaz-test 6, par exemple une bouteille d'air comprimé, dont la sortie comportant un détendeur commandable 7 est réunie i l'entrée 8 de la cavité principale 1 par l'intermédiaire d'un moyen commandable d'obturation 9, ce moyen 9 pouvant être constitué par un clapet électromagnétique excitable sur une entrée 10. La cavité principale 1 est reliée i l'extérieur par une deuxième conduite 11 qui peut d'ailleurs avoir une partie commune avec la conduite 5, mais qui, pour des facilités de représentation, en a été dissociée. Cette conduite 11 est obturée par une électrovanne commandable 12 au moyen, par exemple, d'un relais électromagnétique 13 apte à être alimenté à son entrée 14 par un signal électrique. Dans un milieu représentatif de celui contenu dans la cavité principale 1, par exemple, en sortie, dans la conduite 11, est disposé un capteur de pression 15 dont la sortie de mesure 16 peut être reliée i tout organe de traitement de signaux électroniques. Pour la facilité de la mise en oeuvre du procédé, les entrées , 14 et sortie 16 sont réunies respectivement i des sorties 20, 21 et entrée 22 d'un organe de traitement du type micro-ordinateur 24 i micro-processeur comportant, en plus, des moyens de commande 25 et, éventuellement, un organe d'affichage 26 du type écran de visualisation ou analogue. La mise en euvre du procédé est donc la suivante: Dans une première étape, l'électrovanne 12 est fermée et on commande l'ouverture du clapet commandable 9, de façon i introduire dans la cavité principale I une certaine quantité de gaz-test, jusqu'à obtenir dans cette cavité une pression déterminée dont la valeur est représentée sur la Figure 2 par la valeur origine Po, par exemple 1 020 millibars. Dans un souci de simplification, la montée en pression dans la cavité principale i n'a pas été représentée sur la courbe de la Figure 2. On effectue alors une première mesure P1 de variation de pression de fuite selon l'un des procédés connus. Au bout d'un temps de l'ordre de quelques secondes, par exemple quatre, on abaisse la pression à l'intérieur de la cavité principale 1 d'une très faible quantité, par exemple d'une première valeur dPl, comme celle représentée sur la Figure 2, pour amener la pression, de la valeur PoF ila valeur Pi. On effectue alors une deuxième mesure A P2 de la variation de pression de fuite. On recommence ainsi des diminutions de pression i l'intérieur de la cavité principale en passant successivement i P2, P3,..., Pn, en effectuant i chaque fois une mesure de la variation de pression de fuite, t P3, t P4,..., t Pn. Ce nombre "n" dépend du résultat de la comparaison des mesures de variation de pression de fuite et d'une valeur seuil aP audelà de laquelle une pièce est déclarée fuyarde, et aussi des mesures entre elles. En effet, si l'on a Pi* AP2> AP, la cavité 1 perd régulièrement la même quantité de gaz-test entre deux diminutions imposées successives de la pression, et cette quantité est supérieure à celle du seuil de fuite prédéterminé. La pièce est déclarée fuyarde et le test peut être arrêté dès que n-2 ou 3. Bien entendu, si l'on a t P1 ^ P2 4LP, la cavité est déclarée non fuyarde et le test est également arrité i n-2 ou 3. Par contre, ai l'on a A P1> FP2> AP, on déduit que la cavité 1 est en communication avec au moins une cavité secondaire "parasite" 3 par un conduit 4 présentant une forte perte de charge, mais on ne peut pas conclure sur l'étanchéité de l'ensemble. En effet, le fait que à P2 soit inférieure i t P1 implique un ralentissement d'un écoulement du gaz-test hors de la cavité 1. Ce ralentissement ne peut être le fait d'une fuite, car il serait contraire à la définition même d'une fuite. Il ne peut être expliqué que par la présence d'au moins une cavité secondaire "parasite" de faible volume par rapport à celui de la cavité principale 1 et en communication avec celle-ci par un conduit 4 présentant une forte perte de charge. Dans ce cas, le gaz-test introduit dans la cavité principale s'écoule dans la cavité secondaire (augmentation de Ps sur la Figure 2), en se superposant peut-être i une fuite, et cet écoulement se ralentit i mesure que les pressions à l'intérieur des deux cavités s'approchent de l'équilibre Pc. Pour que le test permette de mettre en évidence la présence, ou non, d'une fuite, il faut donc pouvoir effectuer des mesures Pn lorsque la pression dans la cavité principale est relativement proche de l'état d'équilibre Pc. Il faut donc produire d'autres paliers de pression dans la cavité 1, ces paliers permettant de s'approcher plus rapidement de l'état d'équilibre, et donc de pouvoir tester l'étanchéité seule plus rapidement. Par exemple, un résultat de comparaison tel que le suivant': a P1> àP2> AP3> t P4> tàP> 4 P5CAP6 permet d'affirmer que la pièce testée n'est pas fuyarde, bien que les premières mesures de pression de fuite auraient pu conduire à son rejet, en la laissant croire fuyarde. Il apparaft donc que le procédé décrit ci-dessus permet bien de discriminer un corps fuyard d'un corps ayant la caractéristique mentionnée ci-avant non fuyard. Bien entendu deux cavités réunies par un canal sans perte de charge importante ne pose pas de problème, le procédé de test considérant alors ces deux cavités comme n'en constituant qu'une seule. Dans une mise en oeuvre avantageuse du procédé, la pression initiale est légèrement supérieure à mille millibars, les amplitudes des diminutions de pression imposées sont de l'ordre de quelques millièmes de la valeur de la pression initiale de test, la périodicité de ces diminutions de pression imposées est de l'ordre de quatre secondes. En général, sept paliers sont suffisants pour pouvoir conclure sur la qualité de la pièce testée. Dans la pratique, l'amplitude de la diminution imposée de la pression n'est pas obligatoirement constante. En effet, il faut que ces diminutions de pression permettent de tendre assez rapidement vers l'état d'équilibre Pc, mais de ne pas le dépasser, les dernières mesures du test étant celles qui permettent de qualifier la pièce de fuyarde on non fuyarde. En particulier, lorsque les valeurs des variations de pression de fuite diminuent très rapidement, cela signifie que l'écoulement du gaz- test dans la cavité secondaire 3 se ralentit très rapidement, que l'état d'équilibre Pc est très proche et risque d'Itre dépassé par une prochaine diminution imposée de la pression qui peut entraîner un vidage partiel de la cavité 3 dans la cavité 1. La mise en évidence, par le capteur 15, d'une fuite éventuelle serait alors rendue impossible. Dans le cas, donc, o la diminution entre deux valeurs successives de variation de pression de fuite est très rapide, l'amplitude de la diminution imposée dPn est choisie plus petite. Par exemple, si l'on a t Pl "AP2 > P, mais avec P2 L1,5 à P, on prendra, par exemple, dP2!l/2 dP1. On voit donc l'interét d'un tel procédé: il permet, tout en utilisant les procédés connus de test d'étanchéité, de mettre en évidence le fait que certaines pièces ne sont pas fuyardes, mais possèdent simplement des porosités qui donnaient des résultats de mesures, selon ces procédés, faisant croire qu'elles étaient fuyardes. Le procédé selon l'invention n'augmente que de très peu le temps habituellement nécessaire aux mesures, puisqu'il est mis en oeuvre dès la fin de la montée en pression du gaz-test, sans attendre l'éventuel équilibre des pressions dans les cavités mises en comunication. Il permet donc de conserver des pièces qui, par manque de temps, étaient mises au rebut, alors qu'elles étaient potentiellement non fuyardes, permettant ainsi d'augmenter la rentabilité d'une fabrication. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé pour tester l'étanchéité d'au moins une cavité (1) dite "principale" réalisée dans un corps (2), caractérisé par le fait qu'il consiste i remplir ladite cavité principale par un gaz-test (6) sous une pression déterminée (Po), à mesurer la variation de pression de fuite dans ladite cavité principale, tout en réduisant par paliers (dpn), par une fuite contr8lée commandable, la pression i l'intérieur de ladite cavité principale, i étudier les différentes valeurs de la variation de pression de fuite, des valeurs égales étant représentatives d'une pièce pouvant être fuyarde et des valeurs diminuant d'une mesure i l'autre étant représentatives de la présence d'au moins une cavité secondaire communiquant avec ladite cavité principale par un conduit (4) présentant une perte de charge importante, les deux dites cavités pouvant être non fuyardes. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les réductions par paliers de la pression déterminée (Po) ont une amplitude (dPn) qui est fonction des valeurs de la variation de pression de fuite. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'amplitude desdites réductions est égale i quelques millièmes de la valeur de ladite pression déterminée (Po). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 i 3, caractérisé par le fait que la périodicité des réductions de ladite pression est de l'ordre de quatre secondes. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 i 4, caractérisé par le fait que le nombre de réductions est sensiblement égal i sept.