ES2276294T3 - Procedimiento para la comprobacion de la entanqueidad de componentes que contienen cavidades. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la comprobación de la estanqueidad de componentes (1) que contienen cavidades (7), humectándose completamente por lo menos en un lado del componente a comprobar por lo menos la superficie a comprobar con un líquido (11) de prueba espumante, caracterizado porque por lo menos la superficie a comprobar del componente es enfriada antes de la humectación con el líquido de prueba, porque el componente se expone a un aumento de la temperatura y porque a continuación la superficie a comprobar del componente se controla respecto a la formación de burbujas del líquido de prueba.

Description

Procedimiento para la comprobación de la estanqueidad de componentes que contienen cavidades.

La invención se refiere a un procedimiento para la comprobación de la estanqueidad de componentes que contienen cavidades, humectándose completamente por lo menos en un lado del componente a comprobar por lo menos la superficie a comprobar con un líquido de prueba espumante.

Básicamente, el procedimiento material y el líquido de prueba pueden aplicarse a los más diversos componentes que contienen cavidades. El procedimiento descrito y el líquido de prueba descrito se aplican en especial en la comprobación de la estanqueidad de componentes compuestos de plástico, en especial con núcleos de construcción ligera. Componentes compuestos de plástico de este tipo con núcleos de construcción ligera en forma de componentes de panal se emplean sobre todo en la técnica aeronáutica. Los componentes de este tipo presentan un peso especialmente bajo y, al mismo tiempo, características de resistencia especialmente buenas.

Para el control de calidad de componentes estructurales para aviones, estos se exploran frecuentemente con ultrasonidos. Estos métodos son muy costosos y requieren mucho tiempo. Además, mediante ultrasonidos no es posible comprobar la estanqueidad de los componentes.

Para la comprobación de la estanqueidad de componentes, en especial de componentes estructurales de aviones, se introduce por ejemplo gas al interior del fuselaje del avión y la cubierta exterior se explora mediante un sensor de gas. Un método de este tipo se describe por ejemplo en el documento US 4 976 136 A. No obstante, este procedimiento es especialmente laborioso y es apropiado principalmente para espacios cerrados en los cuales puede introducirse el gas.

Otro procedimiento para la medición de fugas, en especial en depósitos, se describe en el documento WO 02/01175 A1, envolviéndose el depósito de forma estanca y aspirándose el aire de entre el recubrimiento y la superficie del depósito. En el caso de existir una fuga en el depósito, no será posible mantener este vacío entre el recubrimiento y la superficie del depósito. Aún no teniendo en cuenta los elevados gastos de este procedimiento, este método no permite una localización exacta de la fuga.

En el documento DD 140 172 A se describe un procedimiento para la localización de fugas mediante un agente espumante según el cual dispositivos bajo presión, en especial cables de telecomunicación, se provén de una solución jabonosa y fugas eventualmente existentes pueden detectarse por el montículo de espuma formado. Para el procedimiento es necesario que el interior del cuerpo a comprobar, en caso dado el espacio interior de un cable de telecomunicación, se encuentre bajo presión respecto al ambiente. Esto no es factible en comprobaciones de la estanqueidad de algunos componentes, como por ejemplo componentes compuestos de plástico con núcleo de construcción ligera.

En el documento CA 2 148 844 A se presentan un procedimiento y un dispositivo para la comprobación de la estanqueidad de barreras de aire en edificios, colocándose sobre la superficie a comprobar de la barrera de aire un tipo de campana de aspiración y generándose un vacío parcial mediante un ventilador. En la superficie a comprobar se aplica un material espumante, por lo que es posible detectar fugas ópticamente a través de la formación de burbujas.

Para componentes compuestos de plástico en la industria aeronáutica se emplean para la comprobación de la estanqueidad también procedimientos de inmersión, sumergiendo el componente compuesto de plástico en un depósito llenado con un líquido y calentando el líquido. Debido al aumento de la temperatura, el aire en las cavidades del componente se expande y genera una presión, por lo que el aire sale por puntos de fuga eventualmente existentes. El escape de aire se detecta por medio de burbujas que suben en el depósito de líquido. Los puntos no estancos se localizan y se marcan después de haber extraído el componente del depósito de líquido. Aún no teniendo en cuenta el manejo complicado, en especial de componentes de gran tamaño, este método no permite una identificación rápida y segura de los puntos de fallos. Asimismo, el calentamiento del baño de agua requiere en especial mucho tiempo y una gran cantidad de energía. Además, existen prescripciones según las cuales los componentes sólo pueden permanecer brevemente en el depósito de agua, por ejemplo 30 s como máximo. La mayoría de las veces, este tiempo no es suficiente para localizar fallos en componentes de gran tamaño, por lo que es preciso repetir el procedimiento tantas veces como sea necesario. Inmediatamente después de haber extraído el componente del baño, este debe secarse para evitar que durante el enfriamiento de la estructura se absorba líquido en la misma.

Por ejemplo, en el documento JP 57 054832 A se describe un procedimiento de inmersión de este tipo para la comprobación de la estanqueidad de componentes cuyo manejo es muy complicado y, sobre todo en componentes grandes, no permite una identificación rápida y segura de los puntos de fallo. Además, el calentamiento de un baño de agua requiere especialmente mucho tiempo y una gran cantidad de energía.

Después de la detección de puntos de fuga en componentes de este tipo, en especial cuerpos sándwich de plástico, estos se reparan siempre que sea posible y a continuación se repite la comprobación de la estanqueidad. Las reparaciones y comprobaciones se repiten hasta que el componente ya no presente puntos de fuga. A continuación, el componente controlado se marca y se autoriza para el posterior uso.

El objetivo de la presente invención consiste en crear un procedimiento para la comprobación de la estanqueidad de componentes que contienen cavidades, en especial de componentes compuestos de plástico con núcleos de panal, que pueda llevarse a cabo lo más sencilla y rápidamente posible y que afecte lo menos posible al componente a comprobar. Asimismo, mediante el procedimiento conforme a la invención debe ser factible comprobar la estanqueidad sólo de partes de los componentes, y no tener que comprobar cada vez la estanqueidad del componente entero. Asimismo, el procedimiento debe permitir una identificación rápida, segura y exacta de los puntos de fallo.

El objetivo conforme a la invención se consigue por un lado por el hecho de que por lo menos la superficie a comprobar del componente se enfría antes de la humectación con el líquido de prueba, el componente se expone a un aumento de la temperatura y, a continuación, la superficie a comprobar del componente se controla con respecto a la formación de burbujas del líquido de prueba. A diferencia de procedimientos conocidos, mediante el método de comprobación material se facilita una comprobación de la estanqueidad más sencilla y rápida. Debido a que el componente a comprobar no está sumergido en agua, se facilita también una identificación más rápida, segura y exacta de los puntos de fallo y, a continuación, una marcación sencilla de los mismos. Asimismo, en especial después de la reparación de puntos de fallo no es preciso comprobar respecto a estanqueidad todo el componente, sino que sólo es necesario someter nuevamente a una comprobación la superficie del componente que contiene el punto de fallo. Finalmente, mediante la aplicación del líquido de prueba se ejerce una influencia considerablemente menor en el componente a comprobar, a diferencia de la inmersión del componente en un depósito de agua. Además de la aplicación del líquido de prueba, sólo es preciso someter el componente a un aumento suficiente de la temperatura, de modo que el aire contenido en las cavidades del componente, en especial en el núcleo de panal, se expande en tal medida que escapa a través de fugas eventualmente existentes, motivando la formación de burbujas en el líquido de prueba dispuesto por encima de aquellas. Esto se consigue por el hecho de que por lo menos la superficie a comprobar del componente se enfría antes de la humectación con el líquido de prueba y el aumento requerido de la temperatura se consigue sólo por el calentamiento automático del componente a la temperatura ambiente, en caso dado ayudado por fuentes de calor. El enfriamiento de la superficie a comprobar del componente o del componente completo, respectivamente, puede llevarse a cabo mediante dispositivos, cámaras o túneles de refrigeración arbitrarios a través de los cuales se transporta el componente.

Conforme a otra característica de la invención está previsto que el enfriamiento se lleve a cabo como máximo a -30ºC. A estas temperaturas son improbables influencias negativas en el componente a comprobar.

Adicionalmente al enfriamiento del componente, o de forma alternativa al mismo, por lo menos la superficie a comprobar del componente puede calentarse también después de la humectación con el líquido de prueba. Mediante este calentamiento se consigue el aumento de la temperatura requerido para la prueba de estanqueidad.

El objetivo conforme a la invención se consigue también por el hecho de que por lo menos la superficie a comprobar del componente se calienta mediante radiación desde el lado del componente a comprobar opuesto a la superficie a comprobar, y de que la superficie a comprobar del componente se inspecciona a continuación respecto a la formación de burbujas del líquido de prueba. Para el calentamiento puede posicionarse por ejemplo una lámpara halógena a una determinada distancia de unos centímetros del lado posterior del componente a comprobar.

A este respecto, por lo menos la superficie a comprobar del componente puede calentarse mediante radiación infrarroja.

A fin de evitar en lo posible una influencia negativa en el componente a comprobar, el calentamiento se efectúa preferentemente a una temperatura máxima de 80ºC.

La variante del enfriamiento del componente antes de la humectación con el líquido de prueba es ventajosa sobre todo para componentes más complejos en los cuales el calentamiento mediante una lámpara u otras fuentes de calor desde el lado posterior del componente sería imposible o no sería fácilmente posible. Asimismo, mediante el método de enfriamiento del componente antes de la humectación con el líquido de prueba resulta más fácil controlar simultáneamente ambas superficies del componente que con el método de calentamiento con una lámpara o similar.

Conforme a una característica de la invención se humectan con el líquido de prueba los lados opuestos por lo menos de la superficie a comprobar del componente. De esta manera se pueden controlar al mismo tiempo ambas superficies del componente o de la parte a comprobar del componente, respectivamente.

Después de su identificación se marcan los puntos con formación de burbujas para facilitar una reparación posterior del componente. La marcación puede llevarse a cabo manualmente o también de forma automática. Para la marcación automática, la superficie a comprobar puede explorarse por ejemplo con ayuda de una cámara y la formación de burbujas se detecta mediante un procedimiento de procesamiento de imágenes, realizándose posteriormente la marcación en el lugar correspondiente, por ejemplo mediante un brazo de robot o similar.

El líquido de prueba puede aplicarse por ejemplo por extensión o también pulverizarse por lo menos en la superficie a comprobar del componente, o también en todas las superficies del componente. Asimismo, es posible pasar el componente a comprobar a través de una cortina formada por el flujo del líquido de prueba. El respectivo procedimiento para la aplicación del líquido de prueba debe adaptarse también a la forma del componente o de la superficie a comprobar del componente.

Una vez terminado el procedimiento de comprobación, el líquido de prueba se lava preferentemente con agua. Este proceso de lavado se lleva a cabo con preferencia en una cadena de lavado automática.

Mejores resultados de limpieza se consiguen cuando el proceso de lavado se lleva a cabo bajo presión y cuando, en caso dado, el proceso de lavado se efectúa con ayuda mecánica. Esta ayuda mecánica puede realizarse por ejemplo mediante cepillos, esponjas o similares.

El líquido de prueba para la aplicación en la comprobación de la estanqueidad de componentes con cavidades contiene preferentemente de un 10% a un 20% de agentes tensioactivos disueltos, de un 2% a un 6% de alcohol y de un 75% a un 88% de agua. Los valores indicados en un tanto por ciento son porcentajes en volumen. Con la composición indicada del líquido de prueba se consigue una humectación completa, es decir, una película cerrada del líquido de prueba en la superficie a comprobar del componente. Asimismo, un líquido de prueba de este tipo puede lavarse de forma especialmente fácil y sin dejar residuos y no influye en la superficie del componente a comprobar. Además, un líquido de prueba de este tipo no es nocivo para la salud y el medio ambiente, por lo que se facilita una eliminación a través de la red de canalización pública. El líquido de prueba de estanqueidad del tipo indicado puede aplicarse de manera especialmente sencilla, sobre todo también de forma mecánica, y no genera espuma durante la aplicación. El líquido de prueba es apropiado para su empleo en intervalos de temperatura entre -30ºC y 80ºC. Asimismo, el procedimiento de comprobación puede repetirse después del secado del líquido de prueba, ya que el líquido de prueba especificado no origina una obturación de un punto de fuga eventualmente existente.

Por medio de la composición se consigue una tensión superficial del líquido de prueba que permite que las burbujas formadas sobre el punto de fuga se mantengan durante largo tiempo y se disuelvan poco o no se disuelvan. Esto debe ser el caso en especial también en superficies verticales de los componentes a comprobar.

Adicionalmente, el líquido de prueba puede contener hasta un 5% de sustancias auxiliares. Con ayuda de estas sustancias auxiliares pueden conseguirse distintas características.

Asimismo, puede contener sustancias tensioactivas aniónicas, catiónicas o no iónicas.

Para aumentar la estabilidad del líquido de prueba espumante, este contiene preferentemente alcoholes hidroxílicos, en especial glicerina, en las proporciones indicadas. De esta manera se consigue también que la película de líquido de prueba en la superficie del componente a comprobar se mantiene cerrada durante un tiempo lo más largo posible.

A fin de conseguir un contraste suficiente en la superficie del componente a comprobar, el líquido de prueba puede contener pigmentos colorantes como sustancias auxiliares. El color se elige en función del color de la superficie del componente a comprobar.

Asimismo, como sustancias auxiliares pueden estar contenidas también sustancias olorosas.

La invención se explica más detalladamente con referencia a los dibujos adjuntos.

En las figuras se muestran:

Fig. 1a y 1b Representación esquemática de la aplicación de un procedimiento convencional de inmersión para la comprobación de la estanqueidad de componentes compuestos con núcleos.

Fig. 2a y 2b Representación esquemática del procedimiento conforme a la invención para la comprobación de la estanqueidad de componentes que contienen cavidades.

Fig. 3a y 3b Vistas en corte a través de una parte de un componente a comprobar durante la aplicación del procedimiento de inmersión conforme al estado de la técnica.

Fig. 4a y 4b Parte del componente a comprobar en vista en corte durante la aplicación del procedimiento conforme a la invención.

Fig. 5 y 6 Dos posibles disposiciones del procedimiento conforme a la invención.

En las figuras 1a y 1b se muestra esquemáticamente un procedimiento de comprobación de la estanqueidad según el estado de la técnica, sumergiéndose el componente 1 a comprobar en un depósito 2 con un líquido 3, en especial agua. Antes del proceso de inmersión, el componente a comprobar tiene la temperatura ambiente y se sumerge a continuación según la figura 1b completamente en el líquido 3, calentado por ejemplo a 70ºC. En las vistas detalladas en las figuras 3a y 3b se muestra una parte del componente a comprobar en vista en corte. El componente 1 se compone por ejemplo de un núcleo 4 de construcción ligera, en especial un núcleo de panal, y de capas 5, 6 de recubrimiento dispuestas a ambos lados, por ejemplo de llamadas capas Prepreg de tejido de fibras de carbono impregnado. El núcleo 4 de construcción ligera contiene cámaras huecas 7 en las que se encuentra normalmente aire. Cuando el componente 1 se sumerge en el líquido 3, que tiene una temperatura superior a la del componente 1 antes de su inmersión en el líquido 3, el aire se expande en las cámaras huecas 7. Cuando exista un punto 8 de fuga, el aire que se expande y escapa de la cámara hueca 7 a través de este punto 8 de fuga formando en el líquido 3 burbujas 9 de aire. La subida de las burbujas 9 de aire se observa, se identifica y se marca bajo agua con un rotulador resistente al agua o similar, o se marca sólo después de haber extraído el componente 1 del depósito 2. Mediante las burbujas 9 de aire que suben, la mayoría de las veces no se puede identificar exactamente el punto 8 de fuga. Asimismo, también durante las pruebas de estanqueidad repetidas del componente 1 siempre es necesario sumergir completamente el componente 1 íntegro en el líquido 3 en el depósito 2.

En las figuras 2a y 2b se muestra esquemáticamente una variante del procedimiento conforme a la invención, humectándose el componente 1 por lo menos en la superficie a comprobar con un líquido de prueba y exponiéndose a continuación el componente 1 a un aumento de la temperatura. Este aumento de la temperatura, por ejemplo desde la temperatura ambiente a por ejemplo 80ºC, puede llevarse a cabo mediante una lámpara 10 que irradia el componente 1 desde el lado posterior de la superficie a comprobar y lo calienta. El calentamiento de la superficie a comprobar del componente 1 origina una expansión del aire contenido en las cámaras 7 huecas y, en caso dado, un escape a través de puntos de fuga, por lo que se forman burbujas debido al líquido de prueba aplicado, de modo que se facilita una identificación unívoca y segura de los puntos de fallo.

En las figuras 4a y 4b se muestra una parte del componente 1 a comprobar en vista en corte, aplicándose el procedimiento conforme a la invención según las figuras 2a y 2b. La superficie de la capa 5 de recubrimiento del componente 1 está humectada completamente con una película del líquido 11 de prueba. El componente 1 se calienta por ejemplo con ayuda de una lámpara 10 a una temperatura suficiente para que el aire contenido en las cavidades 7 se expanda, de modo que escapa a través de puntos 8 de fuga eventualmente existentes en el componente 1. El aire que sale genera burbujas 12 en el líquido 11 de prueba. Una ventaja esencial del presente procedimiento consiste en que no es preciso sumergir el componente 1 completo en un líquido, sino que sólo es necesario humectar la superficie a comprobar con un líquido 11 de prueba y exponer el componente 1 a un aumento de la temperatura.

En las figuras 5 y 6 se muestran dos disposiciones del procedimiento en las que el componente 1 a comprobar se calienta mediante una lámpara 10 que se encuentra a una distancia D del componente 1. La lámpara 10 puede estar fijada en un bastidor 13 y puede ser también móvil, por lo que es posible explorar todo el componente 1 mediante la lámpara 10.

De forma alternativa a las variantes representadas en las figuras 2a, 2b, 4a, 4b así como 5 y 6, también es factible enfriar el componente 1 antes de la humectación con el líquido 11 de prueba y calentarlo después de la humectación con el líquido 11 de prueba sólo a temperatura ambiente, por lo que el aire contenido en las cámaras 7 huecas del componente 1 se expande y escapa a través de puntos 8 de fuga eventualmente existentes. Un procedimiento de prueba de este tipo se lleva a cabo preferentemente de forma automática, conduciendo los componentes 1 a comprobar por las zonas de refrigeración y calentamiento correspondientes y aplicando el líquido de prueba automáticamente en los componentes a comprobar. Después de la comprobación, el líquido 11 de prueba se lava, preferentemente con agua y, en caso dado, con ayuda mecánica. A continuación, los componentes se suministran para su uso posterior y, por ejemplo, se pintan.

Claims (13)

1. Procedimiento para la comprobación de la estanqueidad de componentes (1) que contienen cavidades (7), humectándose completamente por lo menos en un lado del componente a comprobar por lo menos la superficie a comprobar con un líquido (11) de prueba espumante, caracterizado porque por lo menos la superficie a comprobar del componente es enfriada antes de la humectación con el líquido de prueba, porque el componente se expone a un aumento de la temperatura y porque a continuación la superficie a comprobar del componente se controla respecto a la formación de burbujas del líquido de prueba.

2. Procedimiento de comprobación de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el enfriamiento se lleva a cabo a -30ºC como máximo.

3. Procedimiento de comprobación de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque por lo menos la superficie a comprobar del componente se calienta después de la humectación con el líquido de prueba.

4. Procedimiento para la comprobación de la estanqueidad de componentes (1) que contienen cavidades (7), humectándose completamente por lo menos en un lado del componente a comprobar por lo menos la superficie a comprobar completamente con un líquido (11) de prueba espumante, caracterizado porque por lo menos la superficie a comprobar del componente se calienta mediante radiación desde el lado del componente a comprobar opuesto a la superficie a comprobar, y porque a continuación la superficie a comprobar del componente se controla respecto a la formación de burbujas del líquido de prueba.

5. Procedimiento de comprobación de acuerdo con la reivindicación 4 caracterizado porque por lo menos la superficie a comprobar del componente se calienta mediante radiación infrarroja.

6. Procedimiento de comprobación de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5 caracterizado porque el calentamiento se efectúa hasta 80ºC como máximo.

7. Procedimiento de comprobación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado porque los lados opuestos por lo menos de la superficie a comprobar del componente se humectan con el líquido de prueba.

8. Procedimiento de comprobación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque se marcan los lugares con formación de burbujas.

9. Procedimiento de comprobación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8 caracterizado porque el líquido de prueba se aplica por extensión por lo menos en la superficie a comprobar del componente.

10. Procedimiento de comprobación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8 caracterizado porque el líquido de prueba se pulveriza por lo menos en la superficie a comprobar del componente.

11. Procedimiento de comprobación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado porque el líquido de prueba se lava después de la comprobación, preferentemente con agua.

12. Procedimiento de comprobación de acuerdo con la reivindicación 11 caracterizado porque el proceso de lavado se lleva a cabo a presión.

13. Procedimiento de comprobación de acuerdo con la reivindicación 11 ó 12 caracterizado porque el proceso de lavado se lleva a cabo con asistencia mecánica.